建工・智造力 | 用一束“光”,听懂土楼的心跳!
2026-06-16以BIM协同、智能建造机器人辅助,让施工管理更精细;以道路智检系统、“空天地”一体化智慧监测系统,让城市运维更高效;以自主研发环保装备、建筑垃圾分选设备,让工程建设更绿色……一项项重磅科技奖项、一件件自主研发硬核装备、一个个落地见效的智慧工地,勾勒出北京建工从“建造”迈向“智造”的进阶之路。集团公众号开设《建工・智造力》栏目,持续聚焦北京建工科技创新实践,记录智造变革,传递科创力量,赋能城市高质量建设。
6月13日是2026年文化和自然遗产日。对刚刚完成一场文化遗产保卫战的北京建工建研院工程师团队来说,这一天,是充满感动和力量的一天。因为,在他们手中,一座百年文化遗产的生命得以延续,并在新时代不断焕发新活力、绽放新光彩。
你敢不敢在沼泽地里盖一座楼?
三百年前,福建南靖的先民们真的这么干了。他们在沼泽上打下松木,用夯土筑墙,愣是建起了一座世界文化遗产——最高的方型土楼“和贵楼”。
▲图片来源于网络
相传当年牵头造楼的简次屏公,召集了周边数十名技艺精湛的工匠,把半生时光都耗在了这片沼泽地上。动工之初,沼泽地软得像烂泥,脚一踩就陷下去半尺,工匠们扛着百余斤重的松木,深一脚浅一脚地蹚进沼泽,一根根打桩、铺垫,光是加固地基,就耗了整整一年。后来,工匠们就地取材,挑选黏性适中的黄土,掺上田底泥和老墙泥反复翻锄熟化,再按比例拌入红糖和秫米浆,这样夯出的土墙,坚硬得连铁钉都难以钉入。
就这样日复一日,年复一年,工匠们靠着一双手、一筐土、一根夯杵,在这片沼泽上,一点点垒起了和贵楼的身躯,也把客家人坚韧不拔的精神,夯进了每一寸土墙里。如今,土楼夯土会裂、木梁会歪,要怎么知道它的安全情况呢?
▲图片来源于网络
以前靠人眼、靠尺子,等看出来,墙已经裂了。有没有什么方法,让老楼拥有一套“神经感知系统”,让它自己会“喊疼”。
能。用一束“光”。
这束“光”里藏着一把看不见的尺子,这就是建研院首创的首个光纤土楼健康诊断系统。
为了不碰伤土楼的一砖一瓦,安全地让其穿戴上这套健康诊断系统,建研院的工程师们主动放下了高效却可能带来损伤的机械工具,把所有操作都交给双手。“要轻,要缓,就像是用双手抚触新生命的到来。”建研院智能所工程师张峥说。狭窄陡峭的木梯在楼间盘旋如巷,他们扶着斑驳的梁柱,踮脚探身,在层层木构间小心穿梭,指尖轻捏纤细的光纤传感器,一点一点稳稳粘贴。
传感器上比头发丝还细上万倍的光纤,精度达到纳米级,就像是无数根神经纤维,被无损植入在土楼中,每根光纤内用激光刻上了一排排极细的“刻度线”,可以“摸”温度、“听”震动、“量”应变,甚至“探”到危险的位置。如果土楼的梁柱被压弯或拉长,光纤跟着变形,刻度线间距改变,反射光的波长就会变化,经仪器检测,就得到了具体的数据。光的颜色一变,工程师就知道土楼哪里“疼”了,精确定位,进行靶向追踪和治疗。
“要守护安全,也要兼顾美观。”在当地文旅局的指导和帮助下,建研院的工程师在数十种色号中反复比对、挑选,把传感器和工装涂刷成与土楼浑然一体的色调。远观无痕,近看无隙,把科技悄悄藏进古韵里,不破坏这种奇特、震撼和历史厚重感的美。
和贵楼扎根沼泽,地基沉降是悬在头顶的关键考题。最初的方案是在楼外布设静力水准设备,可仪器会划破土楼的古朴轮廓,破坏整体风貌,这一方案被当即推翻。于是,静力水准设备被内置在楼内,不占外景、不损原貌,工程师们再在楼外布设搭载智能算法的机械视觉摄像头,用无形的“科技眼”精准捕捉每一丝细微变化,以最小干预换取最精准的监测效果。“土楼是先民的智慧结晶,健康监测工作不仅是守护一座建筑,更是守护一段文明,就算要花更多的时间、吃更多的苦,也要做到万无一失。”建研院智能所副所长李铭坚定地说。正是怀揣这份执著的信念,建研院团队成功为和贵楼穿上了“神经感知系统”。
土楼梁柱上的24个应变传感器监测楼体的“筋骨”,楼体一旦受力变形,系统将立刻画出“结构心电图”;梁柱接头处的16个位移传感器,能抓住头发丝百分之一的位移,护住楼体的“关节”;16个加速度计,像听诊器一样,辨析大地脉搏,地震波一来,可实现秒级响应;楼底的7个静力水准仪,监测毫米级的沉降,确保地基稳固。这四个“哨兵”24小时不眨眼,所有数据会传回“智慧大脑”——电脑中的仿真土楼,只要数据超标,便会立刻发出警报,在模型上标出问题与位置。过去是“坏了再修”,现在是“还没坏就预防”,这是科技的赋能,是匠心的传承,更是文明的接力。
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古建筑是一个民族、一座城市的生动面孔。多年来,北京建工建研院利用科技手段,守护历史印记,传承文明薪火,先后完成天安门城楼、颐和园、景山公园、北海公园、天津潮音寺、兰州白塔山等数百个古建筑安全鉴定和健康监测项目,以点带面形成古建筑健康保护体系。在保护中传承,在利用中光大,北京建工将深入学习实践习近平文化思想,以“敢为人先”的魄力,用数字技术擦亮文化瑰宝、守护自然珍宝,为中国式现代化建设贡献更大力量。
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