气凝胶:能改变世界的多功能材料******
展览会上展出的具有纳米多孔结构的新型材料气凝胶服装
中新社 任海霞摄
【走近超材料①】
编者按超材料具有常规材料不具备的超常物理性质,是国际上重点关注的战略前沿领域。我国也高度重视超材料技术的发展,国家自然科学基金、新材料重大专项等都对超材料研究予以立项支持。近年来,越来越多的科研人员对超材料产生兴趣,使超材料的设计开发进入了一个崭新的天地。据此,本版推出“走近超材料”系列报道,展示超材料技术创新发展与产业化应用情况。
气凝胶具有高比表面积、高空隙率等特殊的微观结构特点,化学性能稳定、导热系数低、耐高温、使用温度范围广、寿命长。近年来,中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺,开发出生物质基气凝胶等多种新型气凝胶。
气凝胶是一种超材料,它非常轻,即使把一块气凝胶放在花蕊上也不会将其压弯。目前,各种各样的气凝胶被开发出来,它们或柔软或坚硬,或导电或绝缘,应用领域广泛。1月10日,中铁一局集团有限公司表示,河南省新乡蒸汽管网项目全面通过验收。蒸汽管网对防腐、保温要求极高,其管道选用了高温离心玻璃棉及纳米气凝胶复合保温材料。项目技术负责人汪惺说,纳米气凝胶隔热效果是传统隔热材料的2—5倍,可极大提高施工质量和施工效率,降低施工成本。
作为目前已知导热系数最低、密度最小的固体材料,气凝胶可谓是材料领域的“隔热王者”,并已在航天、石化等领域应用。比如“天问一号”探测器发动机与火星车表面、“长征五号”遥四运载火箭发动机高温燃气系统隔热、嫦娥四号探测器热电池防护等都应用了气凝胶。在我国提出“双碳”目标后,随着技术的不断创新,气凝胶的应用场景也在进一步扩大。
具有耐高温、高弹性、强吸附等特性
气凝胶是一种纳米级的多孔固态新型材料,所有孔的体积合起来占整个气凝胶体积的绝大多数,甚至可以达到99%以上,具有高比表面积、高空隙率、纳米级孔洞、低密度等特殊的微观结构特点,化学性能稳定、导热系数低、耐高温、高弹性、强吸附、防水效果好、使用温度范围广、寿命长。
“可以把气凝胶理解成多孔海绵的一个纳米版。”气凝胶领域技术专家王贝尔说,其孔径在20纳米至50纳米之间。而空气分子大小约为70纳米,大于气凝胶孔隙的直径,因此空气在气凝胶上流动效率极低,加上气凝胶本身比热容很高,热辐射传递能降到最低,因而具有很好的隔热性能。
气凝胶主要分为无机气凝胶、有机气凝胶和有机—无机杂化气凝胶三类。其中,无机气凝胶是以无机物为主体,包括单质气凝胶、氧化物气凝胶和硫化物气凝胶等。有机气凝胶则是以有机物为主体,主要包括酚醛气凝胶、纤维素气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、壳聚糖气凝胶以及壳聚糖—纤维素气凝胶等。有机—无机杂化气凝胶可利用有机物和无机物各自优势,实现气凝胶特殊的功能化。
《科学》杂志2021年将气凝胶列为十大热门科学技术之一,并称其为“可以改变世界的多功能新材料”。王贝尔说,气凝胶是《科学》杂志评选出的十大新材料中,唯一一个已大规模落地于实际商业场景的材料。
气凝胶的制备工艺主要分为两步,即通过溶胶—凝胶过程制备凝胶,再利用一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态,从而制得气凝胶。
有数据显示,在气凝胶行业的成本结构中,制造成本约占45%。苏州锦富技术股份有限公司董事长助理郑松说,降低气凝胶成本是行业正在努力的一个方向,目前主要路径之一是自动化产线的落地,而成本降低将会打开更多的应用场景。
生物质基气凝胶成研究热点
据中国石油管道科技研究中心评估,以350摄氏度蒸汽管道的保温应用为例,相比于传统保温材料,气凝胶的保温层厚度可减少2/3,节约能耗40%以上,每公里管道每年可减少二氧化碳排放125吨。
数据显示,2021年油气领域对气凝胶的需求占总需求量的56%,另有18%用于工业隔热、9%用于建筑建造、8%用于交通运输。国家新材料产业发展战略咨询委员会在《2022气凝胶行业研究报告》中指出,在新能源汽车蓄电池芯模组中采用气凝胶阻燃材料,可将电池包高温耐受能力提高至800摄氏度以上。随着新能源汽车产业等的发展,气凝胶在新能源汽车及储能行业应用场景广泛,需求量有望持续提升。
气凝胶发展迅速。国务院发展研究中心国际技术经济研究所分析员李维科说,近年来,中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺,开发出生物质基气凝胶、石墨烯气凝胶、聚合物气凝胶等多种新型气凝胶。值得一提的是,生物质原料来源广泛、成本低廉、碳源丰富,利用生物质原料制备环保型多孔碳纤维气凝胶是一种经济、可持续的生产方式,因此目前生物质基气凝胶也成为研究的热点。
比如中国科学技术大学俞书宏院士团队研发出超弹性纤维素气凝胶,该纤维素气凝胶从室温到零下196摄氏度,都表现出不随温度变化的超弹性、优异的抗疲劳性等,在恶劣环境中具有巨大的隔热潜力。且制备中所使用的材料均为生物质原料,有望解决能源密集型技术和石化材料造成的环境污染问题,是传统不可再生气凝胶的理想替代品。
中国林业科学研究院木材工业研究所卢芸研究员团队以木材为基质,将无机、有机气凝胶与木材骨架基体复合,首创了第三代木质纤维素气凝胶。通过对木材及生物质废弃物纤维素的调控,将纤维素比表面积提高了7个数量级,对油污吸附能力高达自身质量的75—300倍,体积用量缩减50%—75%,可降解、可再生。
气凝胶发展驶入“快车道”
气凝胶的发展得到国家政策的持续支持。2014年和2015年,国家发改委连续两年将气凝胶列入《国家重点节能低碳技术推广目录》,开始对气凝胶进行初步推广应用;2018年6月气凝胶被列入建材新兴产业;同年9月,第一个气凝胶方面的国家标准《纳米孔气凝胶复合绝热制品》发布;2020年,《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启用;2021年,《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,推动气凝胶等新型材料研发应用。
随着气凝胶应用技术不断成熟,气凝胶发展进入“快车道”。不过,李维科说,目前气凝胶研究仍存在一些问题,比如气凝胶在高温条件下热导率增长较快,与纤维等增强基体材料的黏结性较差;生产过程中会用到许多有机溶剂,容易造成环境污染;气凝胶难以回收利用,不利于可持续发展等。
此外,气凝胶生产成本高昂,产品价格昂贵。《2022气凝胶行业研究报告》指出,气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧及能耗方面。有效降低成本既依赖于制备工艺的突破,也需要通过低成本原材料的大规模产业化来实现。
气凝胶是罕见的可以同时满足防火、防水、隔热、隔音等多种需求的材料。李维科说,气凝胶的发展和应用仍然处于不断探索的过程,未来的研究方向主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶上。(记者 李 禾)
2022年实力交付1281万方 解码金科背后的硬核交付体系******
走过2022,进入2023。纾困一年,“三支箭”密集落地后,地产迎来关键性转折点,叠加疫情全面放开后经济恢复的大背景,市场对于2023年房地产走向预期普遍向好。
辞旧迎新之际,房地产“保交付”大年也迎来年终检验。往年业内诸多年终榜单多集中于销售规模,今年却更改为交付成果,背后寓意不言而喻。
房企实力的比拼成为了交付比拼,交付的重要性被提到了前所未有的高度。
比如,金科就将“保交楼”列为“头号工程”,甚至以“保交楼”作为经营原则,通过差异化铺排复工方案、建立复工复产监控机制、实行专款专用等措施千方百计保交付。
新年假期刚过,金科全年交付成果也随之出炉:2022年1-12月全口径共计交付项目149个、交付批次252个、交付体量1281万平方米,仅住宅交付总套数82618户。其中,提前交付项目51个。
金科项目实拍图定调“保交楼后,金科曾迅速召开过一场专题会议,彼时金科创始人、总策划师黄红云,董事长周达、总裁杨程钧全部出席,整场会议没有多余议题,只围绕“保交楼”展开,定调要克服一切困难,坚决打好“保交楼、稳民生”攻坚战。
如今来看,这场攻坚战成果显著,甚至提前交付51个项目。更为重要的是,这些数据体现的不仅是量的交付,更是有品质的交付,是交付力、产品力和服务力的综合成果,这与金科“既保交付、又保品质”的交付体系密不可分。
2022年,金科、万科、龙湖、绿城、远洋和美的置业等房企,在内部搭建“交付体系”,从产品、工程和服务三个板块构建全周期交付体系,总结归纳出一整套工程品质标准体系,成为“交付时代”的典型房企。
但各家体系的环节各有偏重性,金科的特点是“保交付上能打硬仗,品质方面严谨到苛刻。”
拧成了一股绳:组建攻坚作战队
打硬仗主要体现在其强有力的作战队伍,以及缜密的作战体系。
据了解,金科成立了从上至下的“保交楼工作组”,总部层面以总裁为组长,联席总裁、副总裁为执行组长,运营、财务、风控、法务、成本、工程、客服等中心部门负责人为组员,全面统筹保交楼工作。
各大区域公司也相继成立属地化“保交楼工作小组”,重点研究和解决符合本区域、本城市各项目的相关重点问题和关键路径,对交付有风险的项目实行“一盘一策”;如今,这一机制已延伸至项目层面。
“保交楼各级小组每周都要召开例会,梳理保交楼工作堵点,然后各区域公司上报需要紧急解决的事项,集团会采取‘绿灯’方式,随时组织专题会予以解决。”一位金科高管介绍。
“现在上下统一,已经拧成了一股绳。”该人士表示,管理层前所未有的重视,创始人黄红云对内多次强调保交楼是企业生存根本,董事长周达更是将保交楼作为当前经营管理工作的首要任务,总裁杨程钧层层压实目标。
为了力保前端生产,金科建立了一套从工程进度、资金监管到施工质量保障的保交付机制,包括建立复工复产周报机制,强化交付风险预控,统一并绑定运营计划、资金计划,以及加强工地远程视频监控系统运用等。
这套机制落地到区域层面,更为厚实。如,金科豫鲁区域不仅推出特色化工地开放日,从工法工序、交付标准、精细化工程及高品质施工等几个层面透明化展示工程品质与进度;并且坚持高频次工程直播,弥补因疫情影响工地开放日落地难的缺陷,年度直播近百场;大本营重庆区域也推出线上工程进度播报、线下多频次工地开放日的组合拳全面展示施工进度;川云区域一年内开展“预鉴·新蓝图工地开放日”线上线下参观活动高达30余场,让业主真正“近距离”看到生产建造的每个过程。
金科项目施工现场连续接“箭”:融资“活水”涌入
面对保交楼的重任,金科还设置了激励考核,鼓励各区域公司积极寻求各方支持,将政府保交楼政策的支持、纾困资金的引入与区域公司下半年目标责任书、月度经营考核挂钩,设置了300-500万的专项激励。
据悉,金科华北区域已获得政府纾困资金支持,为沈阳三个项目解决了资金困境,是沈阳首批获得政府纾困资金的项目;两广区域也取得实质性进展,南宁轨道地产并购世茂金科·博翠江山二期,成为广西首创国企入资助力民企保交付案例;川云区域“金科·集美公馆”被纳入首批德阳市政府“保交楼”项目,获批近亿元贷款。
根据金科此前公布的三季报数据,截至2022年9月末,金科已累计获批国家及地方政府专项借款资金额度约12亿元,其中近6亿元可用资金已拨付至项目公司,一定程度上缓解了项目层面的短期资金流动性压力。
更为关键的是,自地产稳融资“三支箭”密集落地以来,融资“活水”不断涌向金科。其不仅展开了“第三支箭”股权融资行动,还接连获得多家银行授信支持,与光大银行重庆分行、建设银行广西壮族自治区分行、建设银行山东省分行签订战略合作协议。
12月29日临近新年,金科又与中原银行签订战略合作协议,获得中原银行50亿元综合融资服务。
正是这样一支攻坚队伍,对内对自己层层加码,对外积极寻求支持,使得金科在大考之年完成交付项目149个,提前交付项目51个,交付体量1281万平方米。
从图纸开始:123道标准卡点
不止于此,保交付呈现的仅是一个进度结果,对于房地产项目而言,关注的还有交付品质,两者合二为一才是真正意义上的交付。
从方寸图纸到产品形成,每前进一步,不仅是施工进度的推进,更是品质的步步锁定,不断累积而成,金科149个项目高质量交付背后,是这一套体系不断重复运转的结果,这也是其交付体系被冠以“严谨到苛刻”的由来。
金科品质交付的精细化过程管控,是前置到方案设计阶段开始的,将交付周期拆解为交付前、交付中、交付后3个部分,整个流程被切分成123道工序,如同制造业的精细化生产流程一样,每一道工序均制定有严苛的标准。
为了保证设计图纸真正落地,金科甚至专门成立了产品力提升小组,率先设立“产品体验官”,定期现场巡查,定时交圈总结。
金科项目实拍图尤其是交付前的“9361”四个交付管控节点,按照交付前9个月、6个月、3个月起,从建筑、地库、项目周边、景观园林、大堂门厅、物业中心用房等维度多次勘验,保证项目进展及品质;到交付前1个月,组织“业主开放日”活动,由专业工程师陪同预检,整个流程共计76项标准化服务动作的行动体系。
为了结合当前市场环境,金科将管控模式更新为以“集团专项检查+区域月度检查+项目周检”的模式,构建了三级管控体系,严格控制项目建设各项标准。
落地到各区域公司,拆分的更为细致,金科重庆区域制定出十大专业质量管控体系,上千个质量管控节点,欲“出于图纸,而超越图纸”;豫鲁区域则是强化工程体系建设,建立了1个制度、16个办法、8个标准、7个指引、7个配套文件。
“各大区域已经进入内卷模式,不仅拼按期交付,更在拼按质交付。”上述高管透露道,总部对交付风险的预控卡的很严格,每季度会发布竣工交付风险项目红黄灯预警,整个流程没有漏洞可钻。
头尾闭环:锁定交付品质
金科的交付体系中,有两个关键环节:一个是实行“样板带路”制度,坚持样板先行,在外立面、景观、室内施工前,需要先保证样板段施工质量满足设计要求,方可大面积施工,相当于列车的“火车头”,带动的是整个交付工程品质。
另一个是“交付点评”制度,项目交付前,先行组织各部门联合巡检,针对交付项目现场存在的问题提出整改、提升意见,待项目整改完成后,才能交付。
“样板带路”是头,“交付点评”是尾,一头一尾形成闭环,中间则是严苛的质量管控体系,锁定整个交付前品质。
进入交付过程则与对内的严苛风格截然相反,金科交付现场呈现出两种风格:一种是高效解决问题,另一种是温情收房体验。
进入到交付环节,最受业主称道之处,就是从发现问题到解决的高效。金科“柳州揽山庭”项目交付期间,甚至做到了5分钟内上门、15分钟内处理解决、3天内整改回访的极速处理,有业主惊叹“有种风驰电掣的感觉”。
每一户业主都有专属陪验小组全程验房,是金科交付的标配。验房工程师一对一全程陪同,大至公共空间的单元门禁、公共电梯,小至家里的门窗、地面、墙面、开关、防水层、阴阳角等,如发现问题立即整改。
据了解,金科豫鲁区域通过配备专业验房师,报事处理采用“117法则”,即当天上报、当天复核查验、7天内反馈处理进度;华东区域更是由区域副总、城市公司副总及项目总等高管全程陪同收房,被业主形容为“高管面对面”,这一举措在两广区域则是被称为“高管陪验”。
按期按质硬核交付再叠加软服务,金科全年149个项目、1281万平交付成果背后,不仅是交付力的体现,更是产品力与服务力加持的结果,也是其期末答卷里的加分项。
对于金科而言,交付仅是开始,更多的美好服务在交付后。正如金科业主所言,一见倾心的相遇,定义品质生活的标准;看过广阔的世界,就更懂美好生活。
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