建筑行業(yè)將迎來(lái)智慧建造新時(shí)代

隨著建筑工程項(xiàng)目的投資額日益增大，建筑產(chǎn)品本身的造型獨(dú)特各異，專業(yè)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的管理與建造模式，已經(jīng)難以滿足行業(yè)發(fā)展需求。面對(duì)諸多發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)，以及市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，建筑行業(yè)只有改變并朝著可持續(xù)的方向去發(fā)展，才能“突出重圍”。

近幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人們利用科技推動(dòng)了生產(chǎn)力的巨大發(fā)展，使我們的生產(chǎn)和生活發(fā)生了根本性的改變。以信息技術(shù)為代表的科技手段進(jìn)一步推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，而對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，在科技大潮之下也在發(fā)生著變革。

眼下，隨著建筑工程項(xiàng)目的投資額日益增大，建筑產(chǎn)品本身的造型獨(dú)特各異，專業(yè)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的管理與建造模式，已經(jīng)難以滿足行業(yè)發(fā)展的需求。對(duì)于一些體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期長(zhǎng)、涉及專業(yè)協(xié)作多、工藝復(fù)雜的項(xiàng)目而言，協(xié)調(diào)難度和管理難度都非常大。以廣州東塔項(xiàng)目為例，它的分包單位、供應(yīng)商以及相關(guān)的單位多達(dá)上百家，這樣復(fù)雜的項(xiàng)目必須借助一種更先進(jìn)的技術(shù)和手段，去促進(jìn)和改變項(xiàng)目的生產(chǎn)方式和管理方式。

而對(duì)于建筑行業(yè)而言，一直以來(lái)，有著能耗高、資源消費(fèi)的烙印。作為世界上年新建建筑量最大的國(guó)家，每年新增建筑面積20億平方米，約占全世界新建建筑面積總量的一半。相應(yīng)的建筑用水約占可飲用水資源的80%，建筑及附屬設(shè)施的水泥消耗量約占全球消耗量的40%，成品鋼材消耗量占全球消耗量的20%以上。隨之而來(lái)的是建筑垃圾每年高達(dá)數(shù)億噸，建筑業(yè)相關(guān)能耗比例超過(guò)40%。建筑運(yùn)營(yíng)過(guò)程中造成了大量的能源和資源消耗。此外，項(xiàng)目專業(yè)整合和協(xié)作度差也是行業(yè)面臨的難題之一，多端的協(xié)調(diào)是一直困擾企業(yè)的一個(gè)問(wèn)題。

面對(duì)諸多行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)，以及市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，建筑行業(yè)只有改變并朝著可持續(xù)的方向去發(fā)展，才能“突出重圍”。

建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

從建筑產(chǎn)品本身來(lái)說(shuō)，未來(lái)建筑是綠色的建筑、智能的建筑、宜居的建筑。從建筑產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，綠色建筑能夠在建筑的全生命周期中能最大程度的降低能耗，節(jié)約資源和能源，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，是與自然和諧共生的建筑。

智能的建筑是指以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。它是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，也是智慧城市的重要基礎(chǔ)。

宜居的建筑是以人為本，在滿足建筑綠色、智能、節(jié)能、環(huán)保等可持續(xù)發(fā)展要求的同時(shí)，滿足人們安全、舒適、健康、美觀的使用要求，符合人的生理及心理舒適性需求的時(shí)代型建筑。它是建筑及城市可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力源，是提升居住品質(zhì)的重要載體，也是未來(lái)建筑的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。因此，可以說(shuō)綠色的建筑、智能的建筑和宜居的建筑，最終會(huì)組成智慧的建筑。

廣聯(lián)達(dá)軟件股份有限公司業(yè)務(wù)架構(gòu)總監(jiān)劉剛認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)綠色、智能和宜居的智慧建筑，需要“綠色、智能、精益和集約”的建造過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，在工程施工過(guò)程中兼顧對(duì)環(huán)境的保護(hù)和影響，實(shí)現(xiàn)“綠色施工”。在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過(guò)科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，最大限度地節(jié)約資源并減少對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的施工活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。

其次，在建造的過(guò)程中，利用信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、數(shù)字化加工等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步保證施工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件、控制工程成本、落實(shí)環(huán)境保護(hù)。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建造過(guò)程的全面感知、互通互聯(lián)、智能處理和協(xié)同工作。

第三，以提高項(xiàng)目效率與效益為目的，運(yùn)用現(xiàn)代管理模式，對(duì)管理對(duì)象實(shí)施精細(xì)、準(zhǔn)確、快捷的規(guī)范與控制；把提高管理效能作為管理創(chuàng)新的基本目標(biāo)，用具體、明確的量化標(biāo)準(zhǔn)，取代籠統(tǒng)、模糊的管理要求，改變經(jīng)驗(yàn)式的管理；以精細(xì)化的管理手段結(jié)合精益的思想，標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)流程、優(yōu)化生產(chǎn)要素、減少浪費(fèi)、提高效率，以達(dá)到項(xiàng)目利潤(rùn)最大化和浪費(fèi)的最小化，提升客戶滿意度，實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化。

隨著行業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，未來(lái)的建筑行業(yè)在管理方面將更加精益和集約，施工生產(chǎn)過(guò)程將更加智能與先進(jìn)，在建造全過(guò)程中將最大限度的降低能源消耗，減少污染，減少浪費(fèi)，達(dá)到綠色、低碳與環(huán)保。利用先進(jìn)的科技手段促進(jìn)行業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)力的提升，實(shí)現(xiàn)施工行業(yè)的跨越式發(fā)展，可持續(xù)健康發(fā)展。

基于BIM的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工一體化方案

如同互聯(lián)網(wǎng)大潮正在顛覆和改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和人們的生活一樣。BIM浪潮也在顛覆和改變著建筑行業(yè)。BIM技術(shù)作為促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的重要技術(shù)手段，它的應(yīng)用與推廣將為建筑業(yè)的科技進(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級(jí)產(chǎn)生無(wú)可估量的影響。同時(shí)也為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大的效益，大大提高建筑工程管理的集成化程度和交付能力，使工程的質(zhì)量和效率顯著提高，減少返工，減少浪費(fèi)，提高效率。

從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、竣工的全過(guò)程中，每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生BIM模型。從邏輯上來(lái)說(shuō)，BIM模型應(yīng)該是統(tǒng)一的，但是從物理上來(lái)說(shuō)，每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生不同的信息模型，或者說(shuō)每個(gè)階段的模型都會(huì)涵蓋不同的信息。如此一來(lái)，每個(gè)階段的信息，都會(huì)在模型上承載和不斷的向下一個(gè)階段去復(fù)用，整個(gè)模型是一個(gè)動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)的過(guò)程。

劉剛對(duì)記者說(shuō)到：“不同階段的BIM應(yīng)用需要相關(guān)的軟件作為支撐，但目前市場(chǎng)上的軟件不能滿足各個(gè)階段的BIM應(yīng)用。這就需要BIM的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然國(guó)內(nèi)一些主流的BIM軟件已經(jīng)遵從IFC的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以和不同階段、不同專業(yè)的BIM軟件進(jìn)行一定程度的對(duì)接和數(shù)據(jù)交換。而要想實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過(guò)程一體化的應(yīng)用，光有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要BIM平臺(tái)類軟件進(jìn)行支撐。以BIM服務(wù)器為基礎(chǔ)，建模為輸入，以協(xié)同為方向，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段、不同專業(yè)、不同軟件產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)交換、集成與共享，從而滿足項(xiàng)目全過(guò)程的一體化的應(yīng)用和一體化的集成。”

BIM應(yīng)用是從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，在設(shè)計(jì)階段，最直觀的BIM應(yīng)用就是基于三維、數(shù)字化的優(yōu)化設(shè)計(jì)和方案比選。應(yīng)用BIM技術(shù)，在建造過(guò)程中，進(jìn)行方案的多維度必選，通過(guò)模型的論證和展示，最終確定實(shí)施方案。在這一過(guò)程中，可以通過(guò)室內(nèi)、室外和一些三維模擬、虛擬漫游，論證整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)合理性，方案可行性。

當(dāng)熱，優(yōu)化設(shè)計(jì)和方案必選也要滿足綠色節(jié)能要求。現(xiàn)代綠色智慧建筑除須具備傳統(tǒng)住宅遮風(fēng)避雨、通風(fēng)采光等基本功能外，還要具備協(xié)調(diào)環(huán)境、保護(hù)生態(tài)等特殊功能。因此，現(xiàn)代綠色建筑的建造應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的原則，在規(guī)劃設(shè)計(jì)、營(yíng)建方式、選材用料方面按區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的特定要求進(jìn)行。

利用BIM技術(shù)，能更加智能的分析和模擬出建筑在各種環(huán)境和條件下的建筑性能。例如室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境分析，可以分析建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)是否有利于夏季以及過(guò)渡季節(jié)的室外氣流暢通，是否有助于阻擋或減弱冬季寒風(fēng)等。此外，利用BIM技術(shù)還可以模擬室內(nèi)外采光情況；研究如何使75%以上的主要功能空間室內(nèi)采光系數(shù)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

在采購(gòu)階段，工程的概預(yù)算是后續(xù)施工管理過(guò)程中一個(gè)很重要的依據(jù)。在傳統(tǒng)方式下，工程量計(jì)算工作大約占造價(jià)人員50%～80%的精力，并且工作繁瑣，有時(shí)會(huì)難度很大，想要進(jìn)行工程量的計(jì)算非常困難。但是基于BIM技術(shù)，可以通過(guò)模型切割，瞬間完成工程量計(jì)算工作，準(zhǔn)確快捷的得出招標(biāo)工程量清單。

實(shí)際上，施工階段更能體現(xiàn)BIM的應(yīng)用價(jià)值。劉剛舉例到：“以廣聯(lián)達(dá)信息大廈為例，通過(guò)在施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，使項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更為合同額的6.8%，減少設(shè)計(jì)變更40%以上，施工過(guò)程實(shí)現(xiàn)零返工。造價(jià)估算控制在0.3%精確度范圍內(nèi)，造價(jià)預(yù)算耗費(fèi)的時(shí)間縮短80%，做到建設(shè)單位出預(yù)算，施工單位審核。通過(guò)發(fā)現(xiàn)和解決沖突，提前模擬，限高24米的建筑物做到了六層，并把層高3.8米實(shí)現(xiàn)凈高2.45米。竣工后兩月內(nèi)完成全部結(jié)算，合同履約率為100% 。”

BIM系統(tǒng)為項(xiàng)目的生產(chǎn)與管理提供了大量的可供深加工和再利用的數(shù)據(jù)信息，是信息產(chǎn)生者，這些海量信息和大數(shù)據(jù)如何有效管理與利用，需要DM數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支撐，以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。

同時(shí)，BIM各系統(tǒng)中處理的復(fù)雜業(yè)務(wù)，產(chǎn)生的大模型和大數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算能力和低成本的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力產(chǎn)生了巨大需求，而基于云計(jì)算技術(shù)的“云”的服務(wù)平臺(tái)恰好可以為企業(yè)提供云端低成本、高性能、易管理的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力。基于云計(jì)算的BIM技術(shù)的應(yīng)用，例如云算量、云碰撞檢查等，將成為BIM技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)重要趨勢(shì)。

建筑施工行業(yè)的項(xiàng)目分散性、人員的工作移動(dòng)性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜是制約信息化推廣應(yīng)用的主要原因之一。隨著信息技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，如4G網(wǎng)絡(luò)的普及，Pad平板電腦、智能手機(jī)等終端設(shè)備的技術(shù)成熟與普及。BIM技術(shù)在“端”的應(yīng)用上將最終進(jìn)入移動(dòng)應(yīng)用時(shí)代。例如通過(guò)PAD或手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，可以隨時(shí)隨地打開(kāi)BIM模型進(jìn)行質(zhì)量檢查、變更洽商等項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)，滿足項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)“走動(dòng)式管理”特性。

展望建筑施工行業(yè)BIM應(yīng)用的未來(lái)，BIM將始終圍繞以提升工程項(xiàng)目管理這一關(guān)鍵業(yè)務(wù)為核心，實(shí)現(xiàn)管理效益的提升。因此，BIM技術(shù)的發(fā)展不是單項(xiàng)BIM技術(shù)本身的孤立應(yīng)用，它會(huì)結(jié)合相關(guān)其他技術(shù)的使用，尤其是現(xiàn)在的云技術(shù)，移動(dòng)應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，并在今后不斷與項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的順利交付。