2020年度湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎擬提名公示項目
一、項目名稱(chēng)：綠色低碳裝配式建筑集成制造與低耗運營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)
二、申報單位：湖南工程學(xué)院
三、提名意見(jiàn)
裝配式建筑是我國大力支撐與發(fā)展的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，裝配式建筑“綠色低碳”化發(fā)展目前還存在諸多難題亟待解決。該項目通過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)實(shí)施，在資源再生型環(huán)保建材制備關(guān)鍵技術(shù)、高集成度裝配式建筑構件制造與安裝關(guān)鍵技術(shù)以及建筑能耗評估與節能關(guān)鍵技術(shù)三個(gè)方向取得了系列成果：發(fā)明了建筑垃圾/工業(yè)固廢梯級處理工藝；完善了自保溫裝配式建筑構件基礎材料制備技術(shù)；提出了無(wú)損性構件性能預測方法；解決了裝配式建筑構件的自保溫問(wèn)題；實(shí)現了結構、管線(xiàn)、保溫、裝飾等高集成度構件的優(yōu)化設計。發(fā)明了新型的裝配式預制PC衛生間結構體系；提出了共軸承插技術(shù)；形成了一套高效的制造、運輸與安裝工藝；提出了基于建筑能耗多維數據分項細化處理方法；開(kāi)發(fā)了在線(xiàn)監測平臺；形成了區域性建筑能耗水平評估方法；提出了微通道背板熱管空調系統。相關(guān)成果的產(chǎn)業(yè)化順利實(shí)施，完成了建設年產(chǎn)30萬(wàn)噸梯級固廢處理生產(chǎn)線(xiàn)、年產(chǎn)50萬(wàn)噸GZ多用途干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)、年產(chǎn)20萬(wàn)立方的生產(chǎn)線(xiàn)建設，近三年總產(chǎn)值突破30億元。該項目的成果為推進(jìn)我國裝配式建筑的“綠色低碳化”發(fā)展提供了強有力的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)支撐。技術(shù)成果先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)化應用廣泛、經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù)。
同意提名湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。
四、項目簡(jiǎn)介
本項目以裝配式建筑“綠色低碳”化發(fā)展為目標，通過(guò)對固廢利用、系統集成制造、建筑能耗評估與節能技術(shù)三個(gè)方面的存在的技術(shù)難點(diǎn)開(kāi)展研究，取得的技術(shù)創(chuàng )新主要體現在：
①開(kāi)發(fā)了固廢材料（以鋼渣為例）梯級處理工藝，可獲得鐵渣、鋼渣砂、鋼渣粉等分級產(chǎn)品。其中鋼渣微粉7天活性指標高于標準值6%，28天活性指標高于標準值2%，流動(dòng)度高于標準值5%，其中三氧化硫僅為0.27%，遠低于標準值（4%）。
②開(kāi)發(fā)了鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝，鋼渣/礦渣等固廢利用比例高達65%，抗壓強度及保溫性能均高于國標值（平均導熱系數低于標準值12.5%，平均抗壓強度高于標準值9.4%）；
③發(fā)明了從轉爐渣中提取鐵粉的方法，使廢渣中鐵含量顯著(zhù)降低，鐵渣重新返回鋼廠(chǎng)煉鐵，實(shí)現了鋼渣利用率的最大化。
④建立公共建筑能耗監測體系，該技術(shù)通過(guò)對能耗監測數據的多維關(guān)系進(jìn)行分析提出了一種新的能耗計量分項細化處理方法，根據監測數據實(shí)現了區域性（以湘潭市為例）全年/季節單位面積日均綜合/分項能耗水平的預測。
⑤發(fā)明了新型的預制PC衛生間-共軸承插型預制一體化衛生間，在單一類(lèi)型構件上實(shí)現了結構、管線(xiàn)、保溫與裝飾一體化，在抗沖擊性（5次抗沖擊試驗后，板面無(wú)裂紋）、防水性（閉水/淋水試驗無(wú)滲水、濕潤現象）及抗壓性（抗壓強度平均值大于等于1.15fcu,k，最小值大于等于0.95 fcu,k）等方面具有突出的性能表現。
⑥提出了共軸承插技術(shù)，提高了預制一體化構件安裝的快捷性及連接的可靠性，確保了構件的整體性能；一體化集成生產(chǎn)、運輸、安裝的建造工藝，節約了資源，縮短了工期；
⑦研發(fā)了微通道背板熱管空調系統，掌握了不同環(huán)境因素對系統換熱性能的影響規律，揭示了系統的最佳充液率范圍（65%～75%），建立微通道背板熱管系統穩態(tài)模型，提出了系統性能優(yōu)化方法。
創(chuàng )新點(diǎn)①、②、③技術(shù)成果在湘潭玉峰新材料科技有限公司實(shí)現轉化，建設完成年產(chǎn)50萬(wàn)噸的生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現了鋼渣100%的綜合利用，近三年直接產(chǎn)值達1.5億元；創(chuàng )新點(diǎn)④在湘潭綜合保稅區服務(wù)中心辦公樓、三間興城培訓中心、湘潭市昭山兩型產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、湘潭縣檔案館、韶山市住建局辦公樓共5項目中應用，直接產(chǎn)值為79.68萬(wàn)元，項目實(shí)施帶來(lái)的直接節能效益達到6.2萬(wàn)千瓦時(shí)電力，減少6.182噸CO2排放；創(chuàng )新點(diǎn)⑤的技術(shù)成果在湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司實(shí)現轉化，建設完成20萬(wàn)立方的裝配式構件生產(chǎn)線(xiàn)，近一年產(chǎn)值達到0.76億元?；趧?chuàng )新點(diǎn)⑥的裝配式建筑安裝技術(shù)在湖南省第三工程公司的多個(gè)工程項目中被廣泛應用，近三年形成的間接產(chǎn)值高達28.3億元。
五、客觀(guān)評價(jià)
（1）科學(xué)技術(shù)成果評價(jià)報告：2019年湖南省建筑科學(xué)研究院對本項目“共軸承插型預制一體化衛生間研發(fā)與應用”技術(shù)開(kāi)展了評價(jià)，評價(jià)專(zhuān)家組成員朱曉鳴（中機國際工程設計研究院）、江山紅（中國輕工業(yè)長(cháng)沙工程有限公司）、廖序（湖南省住房和城鄉建設廳）等教授/高工一直認為該項目：①研發(fā)了預制整體衛生間結構體系，通過(guò)共軸承插技術(shù)設計，提高了預制一體化衛生間安裝的快捷性及連接的可靠性，確保了衛生間的整體性能、保溫性能及裝飾功能，符合裝配式建筑發(fā)展政策導向；②研發(fā)了共軸承插型預制一體化衛生間集生產(chǎn)、運輸、安裝的施工工藝，節約了資源，縮短了工期，保證了質(zhì)量；③提出了一種衛生間多重防水體系，通過(guò)了整體底盤(pán)與沉箱板防水層及防滲漏輕骨料混凝土結構等組成多重防水系統，解決了衛生間滲漏問(wèn)題；④深入研究了輕骨料混凝土配置，確保了輕質(zhì)骨料混凝土的強度及抗滲等級；⑤研制了一種共軸承插型預制衛生間模具及混凝土布料器，提高了混凝土成型的質(zhì)量及模具拆卸的效果，以及混凝土布料的均勻性；⑥采用BIM技術(shù)對共軸承插型預制整體衛生間進(jìn)行正向設計，為設計進(jìn)一步優(yōu)化提供了條件。該技術(shù)的應用，改變了衛生間傳統的現場(chǎng)澆筑、二次裝修帶來(lái)的環(huán)境污染和資源浪費等問(wèn)題，經(jīng)濟和社會(huì )效益明顯，達到國內同類(lèi)技術(shù)研究的先進(jìn)水平。
（2）產(chǎn)品性能檢測報告
①根據湖南省建筑材料質(zhì)量監督檢驗授權站對鋼渣梯級利用產(chǎn)品“鋼渣微粉”、“GZ高性能復合料”和“干混砂漿”檢驗結論，鋼渣微粉與GZ高性能復合料的活性指數、流動(dòng)度比、放射性等指標以及干混砂漿的表觀(guān)密度、保水率、凝結時(shí)間、2h稠度損失率、28h抗壓強度及抗凍性能等指標均為合格；②根據湘潭市建筑設計院對“共軸承插型預制一體化衛生間”抗壓強度檢驗結論，其設計強度等級分別達到114.8%與121.2。（見(jiàn)附件材料評價(jià)證明2.2-2.4）
（3）用戶(hù)使用報告
①本項目研制的“固廢材料梯級利用技術(shù)”所生產(chǎn)的鋼渣微粉、預拌砂漿以及高性能復合料供應中國水利水電八局、蘇中建設集團有限公司等大型國有企業(yè)，直接應用于我國中南五省各大建筑工程項目中，受到了用戶(hù)的高度評價(jià)：與傳統的同類(lèi)建筑材料對比，產(chǎn)品性能穩定、環(huán)保性能良好。②本項目研制的“一體化集成裝配式構件技術(shù)”所生產(chǎn)的預制衛生間、預制樓梯、PC空調板等產(chǎn)品在恒大集團、嘉樂(lè )置業(yè)、宏林建設工程集團等大型房地產(chǎn)企業(yè)的多個(gè)工程項目中得到應用，產(chǎn)品受到了廣泛好評：建筑構件質(zhì)量可靠、性能優(yōu)越，在運輸、施工、安裝過(guò)程中節約了大量的人力資源，顯著(zhù)縮短工期，構件自保溫體系可顯著(zhù)減少建筑能耗，有利于我國裝配式建筑節能減排事業(yè)的發(fā)展。
（4）省科技主管部門(mén)對項目的驗收意見(jiàn)以及學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況
項目研究成果在《applied science》、《applied thermal engineering》、《新型建筑材料》等國內外重要期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。湖南省自然科學(xué)基金項目“湘潭地區居住建筑圍護結構熱工性能研究”（2016JJ5011）及“相對濕度對碳納米管/二氧化鈦/殼聚糖光降解室內 VOCs 的研究”（2015JJ2065）均為同意驗收。
六、推廣應用情況：
項目組研發(fā)的各項技術(shù)都已實(shí)現成果轉換，其中固廢再生技術(shù)建設了年產(chǎn)30萬(wàn)噸梯級固廢處理生產(chǎn)線(xiàn)、建設了年產(chǎn)50萬(wàn)噸GZ多用途干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)；高集成度預制技術(shù)，完成了年產(chǎn)20萬(wàn)立方的生產(chǎn)線(xiàn)建設；產(chǎn)品廣泛應用于住宅、學(xué)校、辦公等各類(lèi)工程建筑中，直接產(chǎn)值高達30.58億元，實(shí)現經(jīng)濟效益4.85億元。
主要應用單位情況表
| 應用單位名稱(chēng) |
應用技術(shù) |
應用起止時(shí)間 |
應用單位
聯(lián)系人/電話(huà) |
應用情況 |
| 湘潭玉峰新材料科技有限公司 |
固廢材料梯級處理工藝、轉爐渣中提取鐵粉的方法 |
2016年01月
-目前 |
何文科/15073205333 |
產(chǎn)業(yè)化實(shí)施4年，近三年效益14012萬(wàn)元 |
| 湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝、預制PC衛生間-共軸承插型預制一體化衛生間 |
2018年01月-目前 |
莫瑞泉/0731-5862784 |
產(chǎn)業(yè)化實(shí)施1年，近一年效益7679.4萬(wàn)元 |
| 湖南省第三工程公司 |
高集成度預制PC技術(shù)、共軸承插安裝技術(shù)、固廢再生型建筑材料 |
2016年6月
—目前 |
戴習東
/18874545462 |
產(chǎn)業(yè)化應用4年，近三年效益28.412億元 |
七、主要知識產(chǎn)權和標準規范等目錄
| 知識產(chǎn)權（標準）類(lèi)別 |
知識產(chǎn)權（標準）具體名稱(chēng) |
國家
（地區） |
授權號（標準編號） |
授權（標準發(fā)布）日期 |
證書(shū)編號
（標準批準發(fā)布部門(mén)） |
權利人（標準起草單位） |
發(fā)明人（標準起草人） |
發(fā)明專(zhuān)利（標準）有效狀態(tài) |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
從轉爐渣中提取鐵粉的方法 |
中國 |
ZL.201610767270.4 |
2018.09 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湘潭玉峰新材料科技有限公司 |
何文科 |
有效 |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
多功能腳手架立桿底座及其制造工藝 |
中國 |
ZL201210209143.4 |
2015.05 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南省第三工程公司 |
馬正春、馬上奇、劉恒、戴習東、胡翔華、周遠軍、馬文生、馬女卓、馬川林、劉銘 |
有效 |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
一種混凝土工程型腔膜氣囊及其制造方法 |
中國 |
ZL20141062767.0 |
2016.08 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
張朝利、姚劍、趙振和、康廣鵬、趙善財 |
有效 |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
一種新型平鋪式生態(tài)護坡 |
中國 |
ZL201721669766.4 |
2018.06 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
黃亮，曹強，莫瑞泉，焦喜霞，馮廣，曹佳琪。陳紅波。鐘漢 |
有效 |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
干衣機及其控制方法 |
中國 |
201410725581.5 |
2016年8月 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南工程學(xué)院 |
劉向龍、饒政華、胡雪姣、黎雄 |
有效 |
| 實(shí)用新型專(zhuān)利 |
余熱回收系統 |
中國 |
201820400991.6 |
2018.10 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南工程學(xué)院 |
郭力，李小華，曹桂芳 |
有效 |
| 實(shí)用新型專(zhuān)利 |
太陽(yáng)能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統 |
中國 |
201610998571.8 |
2016.10 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南工程學(xué)院 |
劉向龍，鄺經(jīng)龍，曾麗萍，李小華，王博，陸峰，李曉輝 |
未繳費失效 |
| 實(shí)用新型專(zhuān)利 |
一種利用污水源熱泵供熱的太陽(yáng)能熱水系統 |
中國 |
201621376915.3 |
2017.06 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南工程學(xué)院 |
席正飛，李小華，劉向龍，曹桂芳，郭力 |
未繳費失效 |
| 發(fā)明專(zhuān)利 |
異形煙囪施工平臺 |
中國 |
201310371452.6 |
2016年8月 |
國家知識產(chǎn)權局 |
湖南省第三工程公司 |
馬正春，劉銘，戴習東，馬上奇，周遠軍，馬女卓，劉恒，馬川林，馬女升，馬民，馬文生，陳春蓮 |
有效 |
八、主要完成人情況
| 姓名 |
排名 |
工作
單位 |
主要完成單位 |
行政職務(wù)/技術(shù)職稱(chēng) |
對本項目的貢獻 |
| 李小華 |
1 |
湖南工程學(xué)院 |
湖南工程學(xué)院 |
研究生處處長(cháng)/教授 |
創(chuàng )新點(diǎn)①固廢材料（以鋼渣為例）梯級處理工藝；②鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝；④公共建筑能耗監測體系的主要完成人，主導相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與推廣應用。 |
| 劉向龍 |
2 |
湖南工程學(xué)院 |
湖南工程學(xué)院 |
教研室主任/副教授 |
創(chuàng )新點(diǎn)②鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝；⑦微通道背板熱管空調系統的主要完成人，參與了相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與推廣。 |
| 蘇歡 |
3 |
湖南工程學(xué)院 |
湖南工程學(xué)院 |
工程中心主任/講師 |
創(chuàng )新點(diǎn)①固廢材料（以鋼渣為例）梯級處理工藝；②鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝；⑦微通道背板熱管空調系統的主要完成人，參與相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與推廣。 |
| 莫瑞泉 |
4 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
高級經(jīng)濟師 |
創(chuàng )新點(diǎn)③從轉爐渣中提取鐵粉的方法的主要完成人；完成了“高度集成化的裝配式建筑構件制造與安裝技術(shù)” 中產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與應用推廣工作。 |
| 曾麗萍 |
5 |
湖南工程學(xué)院 |
湖南工程學(xué)院 |
講師 |
創(chuàng )新點(diǎn)⑦微通道背板熱管空調系統的主要完成人，參與相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與推廣。 |
| 戴習東 |
6 |
湖南省第三工程有限公司 |
湖南省第三工程有限公司 |
高級工程師/總工程師 |
創(chuàng )新點(diǎn)⑤新型的預制PC衛生間-共軸承插型預制一體化衛生間；⑥共軸承插技術(shù)的主要完成人，完成了“高度集成化的裝配式建筑構件制造與安裝技術(shù)” 中相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的應用推廣工作。 |
| 何文科 |
7 |
湘潭玉峰新材料有限公司 |
湘潭玉峰新材料有限公司 |
總經(jīng)理 |
創(chuàng )新點(diǎn)①固廢材料（以鋼渣為例）梯級處理工藝②鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝③從轉爐渣中提取鐵粉的方法的主要完成人，主持了“固廢再生型環(huán)保建材生產(chǎn)工藝及制備關(guān)鍵技術(shù)”中產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與應用推廣工作。 |
| 曾智 |
8 |
湖南工程學(xué)院 |
湖南工程學(xué)院 |
碩士研究生 |
創(chuàng )新點(diǎn)①固廢材料（以鋼渣為例）梯級處理工藝②鋼渣自保溫裝配式建筑材料生產(chǎn)工藝③從轉爐渣中提取鐵粉的方法的主要參與人。 |
| 張朝利 |
9 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
高級工程師 |
主要參與了“固廢再生型環(huán)保建材生產(chǎn)工藝及制備關(guān)鍵技術(shù)”中產(chǎn)業(yè)化實(shí)施與應用推廣工作。 |
九、主要完成單位情況
| 單位名稱(chēng) |
排名 |
對本項目的貢獻 |
| 湖南工程學(xué)院 |
1 |
固廢梯級利用技術(shù)研發(fā)、自保溫裝配式構件材料制造工藝開(kāi)發(fā)、建筑節能技術(shù)與可再生能源應用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，協(xié)助企業(yè)完成各項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與應用推廣。 |
| 湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司 |
2 |
高集成度裝配式構件制造技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、共軸承插型裝配式構件安裝技術(shù)研發(fā)與應用推廣，生產(chǎn)線(xiàn)建設（年產(chǎn)20萬(wàn)立方的裝配式建筑構件生產(chǎn)線(xiàn)建設）。 |
| 湖南省第三工程有限公司 |
3 |
裝配式建筑構件、建筑節能關(guān)鍵技術(shù)應用于推廣。 |
| 湘潭玉峰新材料有限公司 |
4 |
固廢梯級利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)線(xiàn)建設（年產(chǎn)30萬(wàn)噸梯級固廢處理生產(chǎn)線(xiàn)、建設了年產(chǎn)50萬(wàn)噸GZ多用途干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)）與產(chǎn)品推廣。 |
十、主要完成人合作關(guān)系說(shuō)明: 湖南工程學(xué)院（主要完成人：李小華、劉向龍、蘇歡、曾麗萍、曾智）與湖南恒運建筑科技發(fā)展有限公司（主要完成人：莫瑞泉、張朝利）兩個(gè)單位在裝配式建筑構件集成技術(shù)方面開(kāi)展了長(cháng)期合作，并共同組建了“綠色低碳建筑節能與材料關(guān)鍵技術(shù)湖南省工程研究中心”；湖南工程學(xué)院與湘潭玉峰新材料有限公司（主要完成人：何文科）、湖南省第三工程有限公司（主要完成人：戴習東）建立了產(chǎn)學(xué)研合作，在固廢資源化利用、新型裝配式建筑與建筑節能技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了長(cháng)期合作。
編輯：redcloud