本技术创新中心的依托单位为伟德国际1946,共建单位为石家庄市住建集团建筑工程检测服务有限公司,石家庄市建筑工程有限公司,包含了科研和生产单位。依托单位和共建单位具有多年从事房屋建筑更新工程技术的研发、应用和推广工作的经验。本中心采取产学研相结合的模式,高校和企业开展联合攻关,技术研发和工程推广协调、有序进行。在针对性研发和实用性推广相结合的基础上,更加注重成果落地转化,推动房屋建筑更新技术省内的快速发展。本技术创新中心拟开展的主要工作有:
(1)房屋建筑智能化损伤检测技术研究
基于计算机视觉的房屋建筑表观裂缝智能识别与量化分析,研究准确检测裂缝的位置、长度、宽度和形态,开展对裂缝发展趋势的预测;研究建立建筑材料缺陷图像分类数据库,通过建筑材料缺陷图像识别评定成因及对房屋建筑结构整体性能影响;然后,通过不同角度的图像数据,研究房屋建筑三维模型建模方法,实现基于多视图融合的房屋建筑三维建模与损伤分析;结合传感器的数据,实现对房屋结构应力、变形、振动等信息的全面采集,开发有效的数据融合算法,积累房屋建筑损伤识别信息数据库;构建基于物联网的房屋建筑健康监测网络及检测数据智能化平台,研究实现传感器数据的实时传输、集中管理及平台化显示;研究检测数据的自动化采集和传导技术,开发手机APP等移动工具,实现现场检测数据的实时上传、照片上传、GPS定位等功能及房屋检测现场无纸化;研究多源检测数据进行有效整合及检测数据的智能分析,实现对建筑结构更精确的监测、管理和评估;研究房屋检测的模块化设计技术,开发多用户多角色的协同工作机制,建立从检测、评估到维护的全过程监管系统,最终构建一个高效、智能、协同的房屋检测数字化工作平台。
(2)房屋建筑低碳修复及加固更新技术研究
针对由于长期服役、自然侵蚀引起房屋建筑功能和安全降低,研究建筑垃圾再生骨料的物化增强机理及智能优化算法;探索再生微粉在砂浆、混凝土中的水化硬化作用机理和微观结构;研究微生物诱导碳酸钙沉积修复混凝土裂缝机理;研究加腋加固、螺栓连接托架加固等方法以及螺栓球节点、焊接球节点、钢管节点的在负载条件下的加固方法等;研究粘贴CFRP加固钢结构的耐久性、可靠性、加固效果;研究局部加固对于结构整体性能的影响规律,对加固更新后的房屋建筑开展韧性评价,研究不同加固方案对既有建筑抗震韧性评价指标的影响规律,建立加固后结构体系的安全评定方法。
建立材料兼容性好、耐久性高、经济环保的房屋建筑裂缝修复技术,建立阻燃、耐候型房屋建筑外复合保温隔热技术,建立建筑外部破损雕塑装饰构件的3D 打印颜色修复技术;综合利用碳化,微生物,纳米材料改性等方法,创新低成本、低能耗再生骨料强化技术;利用智能化手段,探索混凝土再生骨料表面附着水泥砂浆的低成本物理去除技术;优化再生微粉化学成分,细度精准化控制技术,创新再生微粉碱激发应用途径,形成再生微粉资源化利用标准;建立灌浆料有机更新加固混凝土技术,建立负载条件下的钢骨架消能减振支撑技术,建立碳纤维复合材料加固钢结构技术。
建筑垃圾多样化产品开发与应用,重点探索建筑垃圾在透水建材,3D打印材料,固废材料等方向的高附加值利用技术;开发高掺量建筑垃圾透水砖,透水路面系列产品;创新建筑垃圾在其他非专业领域的高附加值利用途径,如农业,生态;在混凝土、钢构件、碳纤维复合材料的加固机理和技术基础上,综合绿色、低碳、可持续发展的需求,优化房屋建筑加固工程的设计和施工,为打造宜居、韧性、智慧城市提供技术支撑和解决方案。
(3)房屋建筑智慧供能系统管控技术研究
研究煤炭燃烧、气化、液化等过程中的反应机理及能量转换和物质转化规律,研究地热能、太阳能、风能等可再生能源的转化效率,分析传统供热系统与各种分散式清洁供热系统的互补协调机制。研究如电池储能、燃气储存、热能储存等在内的储能规律、储能密度、储能效率,分析房屋建筑围护结构热热惰性,研究虚实储能调控下可再生能源的消纳能力与调控机理。分析集储能与可再生能源应用的房屋建筑供能系统多种能源的耦合互补作用机理及供应、转化、存储、利用各环节的梯级利用机制。
围绕传统能源、综合能源、分布式能源等,针对房屋建筑智慧供能系统管控新技术,开发煤炭的清洁高效利用技术及可再生能源利用技术,构建传统供热系统及各种分散式清洁供暖系统互补协调的清洁智慧供热体系;基于可再生能源补贴机制,提出能源价格财税政策体系框架。研究各类新型储能如液流电池、固态电池、压缩空气储能等新型储能技术,开发面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能运行控制策略;研究以经济、低碳、高效等为目标下的房屋建筑智慧供能系统能量管理及优化技术。
针对房屋建筑智慧供能系统管控技术研究,施工方面,对煤炭的清洁高效利用设备、光伏、风电、地源热泵及储能设备等开展其组件、整体设备及安装的关键材料进行对比研究,结合现场勘察、环境评估等,给出具体的技术选型及设备安装调试方案。优化方面,基于现场实际条件,结合理论分析,开展既定目标函数下单设备运行的最优工况区间研究,分析传统供热系统及各种分散式清洁供暖系统的优化设计方案及智能运行调控策略,研究含建筑围护结构等虚拟储能及储热、储冷及储电实体储能协调、政策激励下房屋建筑供能系统各设备的最优配置及运行调控方式。