以數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)擎起綠色建造的未來(lái)

由聯(lián)合國(guó)近期發(fā)布的2017年修訂版《世界人口展望》報(bào)告顯示，世界人口數(shù)量在2050年預(yù)計(jì)將達(dá)到近100億，而城市人口規(guī)模也將伴隨城鎮(zhèn)化步伐的加快進(jìn)一步擴(kuò)大，上升到目前的一倍之多，到2050年約有75%的人口都生活在城市區(qū)域。

為應(yīng)對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來(lái)的人口壓力，世界范圍內(nèi)每天需要新增約1000座的各類建筑設(shè)施。此外，從當(dāng)前到2030年的十余年中，全球每年在能源、水利、電信、交通等基礎(chǔ)設(shè)施上的投資大約需要3萬(wàn)3千億美元。因而，建筑業(yè)不但面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇，也將在引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)建美好未來(lái)的過(guò)程中扮演重要的角色。對(duì)于人類社會(huì)而言，一個(gè)更加美好的未來(lái)同時(shí)意味著當(dāng)2050年全球人口到達(dá)100億大關(guān)的時(shí)候，建筑業(yè)能夠通過(guò)建筑設(shè)計(jì)的智能化、可持續(xù)發(fā)展，為這一龐大的人口數(shù)量提供既滿足生活需要，又促進(jìn)資源節(jié)約的樓宇設(shè)施，讓人們可以在地球有限的資源內(nèi)獲取所需，舒適生活，安居樂(lè)業(yè)。

建筑業(yè)智能化、數(shù)字化發(fā)展?jié)摿薮?/h2>

但需要看到的現(xiàn)實(shí)是，建筑行業(yè)目前還沒(méi)有完全做好準(zhǔn)備來(lái)迎接這一機(jī)遇與挑戰(zhàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)論在技術(shù)層面還是模式層面，建筑業(yè)低利潤(rùn)、高風(fēng)險(xiǎn)、粗放、發(fā)散的管理模式依然存在。很多項(xiàng)目在全生命周期的各個(gè)階段，普遍適用的還是通過(guò)幾何、表格和文本繪制的物理圖紙，設(shè)計(jì)的“智慧”在很大程度上都被隱藏了起來(lái)。與此同時(shí)，建筑業(yè)在技術(shù)上還存在投入不足的問(wèn)題。一項(xiàng)最近的統(tǒng)計(jì)顯示，建筑業(yè)數(shù)字化投入占行業(yè)總產(chǎn)值的比例只有1.2%左右，而這個(gè)數(shù)字在制造業(yè)達(dá)到了3.3%。從數(shù)字化投入這個(gè)維度來(lái)看，建筑業(yè)在科技上的投入僅高于農(nóng)業(yè)和狩獵業(yè)，因此建筑業(yè)完全可以踏上更加智能、數(shù)字化的發(fā)展道路。

據(jù)麥肯錫最新的研究報(bào)告顯示，如果建筑業(yè)能夠在項(xiàng)目全生命周期當(dāng)中完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，那么每年節(jié)約的成本將高達(dá)1.2萬(wàn)億美元，占目前全球建筑業(yè)市場(chǎng)總產(chǎn)值的10%。而作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的支柱產(chǎn)業(yè)，擁有2億2千萬(wàn)從業(yè)人員的建筑業(yè)貢獻(xiàn)了全球GDP的10%以上，所以這1.2萬(wàn)億美元代表了全球GDP的1%-2%。因此建筑業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮螅覄?shì)必將給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)顛覆性的變化。

互聯(lián)BIM——為可持續(xù)綠色建造提檔加速

近10年來(lái)，歐特克始終致力于推動(dòng)BIM的普及和應(yīng)用，并結(jié)合仿真分析技術(shù)，使用創(chuàng)建的數(shù)字化模型來(lái)模擬優(yōu)化項(xiàng)目，指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)施，以獲得最佳項(xiàng)目成果，推動(dòng)行業(yè)加速進(jìn)入“優(yōu)化時(shí)代”。

如今，隨著B(niǎo)IM與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器人、3D打印、傳感器、GPS、移動(dòng)終端、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)的集成應(yīng)用，互聯(lián)的BIM正在推動(dòng)建筑行業(yè)迅速?gòu)摹皟?yōu)化時(shí)代”步入“互聯(lián)時(shí)代”，開(kāi)啟設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維的全新方式。

就綠色建造而言，全球建筑行業(yè)目前在可持續(xù)發(fā)展方面體現(xiàn)出了以下幾大趨勢(shì)：一是高性能建筑；二是模塊化和預(yù)制建筑；三是能抵御氣候變化和自然災(zāi)害的建筑；四是健康建筑。在這類建筑的設(shè)計(jì)建造中，互聯(lián)BIM和In-BIM建筑能源分析等工具，可以有效提升新建建筑的價(jià)值資產(chǎn)，并在7年左右的時(shí)間內(nèi)即可看到綠建方面的回報(bào)。同時(shí)，運(yùn)用BIM等數(shù)字化技術(shù)還可以有效降低建筑的后期維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，目前約有86%的歐洲建筑公司就有由政府主導(dǎo)的明確的能效目標(biāo)。

值得一提的是，在綠色建造過(guò)程中起到關(guān)鍵作用的互聯(lián)BIM，以數(shù)據(jù)為中心，互聯(lián)與協(xié)同為手段，能夠最大程度地幫助建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)維全過(guò)程的互聯(lián)互通，發(fā)揮BIM的最大價(jià)值。通過(guò)互聯(lián)BIM，建筑全生命周期中的各個(gè)階段可以不斷地相互滲透與融合，各個(gè)階段產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也可以相互作為參考與指導(dǎo)，幫助團(tuán)隊(duì)減少不必要的錯(cuò)誤，提高施工效率。此外，借助互聯(lián)的BIM，建筑業(yè)從業(yè)人員可隨時(shí)在云端更新、追蹤施工現(xiàn)場(chǎng)的各類信息，管控現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)更高效、更高質(zhì)量的協(xié)作，并將收集到的海量數(shù)據(jù)用于今后項(xiàng)目的優(yōu)化分析當(dāng)中，為項(xiàng)目管理開(kāi)啟更多新的可能。

五大數(shù)字化技術(shù)發(fā)展動(dòng)向指引建筑業(yè)智能、綠色發(fā)展

此外，近年來(lái)興起的一些其他數(shù)字化技術(shù)也開(kāi)始逐漸應(yīng)用于建筑行業(yè)，助力建筑行業(yè)開(kāi)啟智能化、可持續(xù)發(fā)展的新天地，并與BIM技術(shù)相結(jié)合，推動(dòng)行業(yè)高速邁進(jìn)綠色、協(xié)同、智能的未來(lái)。

高分辨率的場(chǎng)地測(cè)繪：過(guò)去，建筑行業(yè)存在的場(chǎng)地測(cè)繪精確度不足一直是導(dǎo)致項(xiàng)目延期或超出原有預(yù)算的一大原因之一。可喜的是，目前一些新技術(shù)可有效集成高分辨率影像、三維激光掃描等現(xiàn)實(shí)捕捉技術(shù)和地理信息數(shù)據(jù)，顯著提高場(chǎng)地模型生成的精度和速度，從而有機(jī)地把物理世界與數(shù)字世界融合在一起。美國(guó)科羅拉多河上實(shí)施的格蘭峽谷水壩項(xiàng)目便集成應(yīng)用了現(xiàn)實(shí)捕捉、地理信息和BIM技術(shù)對(duì)大壩本身及其設(shè)施進(jìn)行建模和虛擬化，繼而通過(guò)虛擬化的設(shè)施模型進(jìn)行運(yùn)維與安全管理，極大地減少了后期的返工，提高了運(yùn)維的效率。

機(jī)器學(xué)習(xí)&人工智能：有關(guān)人工智能的應(yīng)用近年來(lái)在各個(gè)行業(yè)都頗為火熱。而具體到建筑行業(yè)，應(yīng)用人工智能便是借助機(jī)器學(xué)習(xí)的先進(jìn)技術(shù)，預(yù)見(jiàn)未來(lái)，創(chuàng)造新的設(shè)計(jì)，并規(guī)避以往的錯(cuò)誤，提供更加綠色的建筑環(huán)境。比如在歐特克多倫多辦公室的設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)辦公室的整體布局做了關(guān)于多參數(shù)優(yōu)化的研究項(xiàng)目，包括團(tuán)隊(duì)之間協(xié)作交流需要的步行距離、每個(gè)位置的視覺(jué)要求和聲音干擾、自然光照、燈光照明以及聲學(xué)的分析、室外景觀的分析等方面。最終落成的辦公室不但在風(fēng)格上極大程度地滿足了員工的偏好，也在舒適度、抗干擾等方面為員工帶來(lái)了絕佳的辦公體驗(yàn)。

建筑工業(yè)化：隨著預(yù)制加工和機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越多，建筑工業(yè)化和自動(dòng)化也開(kāi)始扮演重要角色，在多專業(yè)的施工協(xié)作中到達(dá)一個(gè)新高度，讓施工機(jī)器人依靠來(lái)自于BIM的數(shù)據(jù)，基于預(yù)制參數(shù)及其邏輯關(guān)系自動(dòng)鋪裝輔料。通過(guò)BIM模型和協(xié)作平臺(tái)的結(jié)合，建筑工業(yè)化將極大提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，保證工序，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)追蹤和檢查。自動(dòng)砌磚機(jī)器人、數(shù)模控制的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)和焊接機(jī)器人、無(wú)人操作的挖土機(jī)等都是BIM在施工工業(yè)化和自動(dòng)化上最好的應(yīng)用，幫助建筑行業(yè)減少不必要的浪費(fèi)，促進(jìn)資源的節(jié)約。

數(shù)字化協(xié)同：而伴隨VR、AR技術(shù)的興起，VR+BIM，AR+BIM也開(kāi)始被越來(lái)越多地應(yīng)用在建筑業(yè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)建造當(dāng)中。比如在Autodesk Live中，專業(yè)設(shè)計(jì)人員可以快速簡(jiǎn)便地將BIM設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為VR數(shù)據(jù)，并與市場(chǎng)上主流的VR頭顯設(shè)備，例如HTC Vive，微軟Hololens等進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用的沉浸式體驗(yàn)。此舉可極大簡(jiǎn)化從BIM到VR的工作流程，幫助設(shè)計(jì)師理解、探索、優(yōu)化并分享他們的各種方案，并進(jìn)行實(shí)時(shí)可視化的施工現(xiàn)場(chǎng)管理。

物聯(lián)網(wǎng)&先進(jìn)分析技術(shù)：最后便是如今越來(lái)越便宜，能夠加載到任何事物上的傳感器。傳感器和GPS的集成使我們可以準(zhǔn)確地定位目標(biāo)，及時(shí)獲取信息，并加載到BIM模型上，進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，準(zhǔn)確地了解施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，建筑設(shè)施的性能，從而幫助我們能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

設(shè)計(jì)·領(lǐng)創(chuàng)·未來(lái)——以綠色設(shè)計(jì)引領(lǐng)綠色建造

長(zhǎng)期以來(lái)，歐特克一直秉持“幫助人們想象、設(shè)計(jì)和創(chuàng)造更加美好未來(lái)”的愿景。就在不久前結(jié)束的第十屆江蘇省國(guó)際綠色建筑大會(huì)中，與會(huì)全員便以“聚力綠色建筑創(chuàng)新·促進(jìn)人居環(huán)境改善”為主題，共同研討了新常態(tài)下綠色建筑的發(fā)展路徑。歐特克同期出席了“新時(shí)代設(shè)計(jì)思維-踐行綠色建筑未來(lái)”的分論壇，講述了如何通過(guò)有效的設(shè)計(jì)思維與設(shè)計(jì)方法引領(lǐng)一個(gè)更加美好的綠色建筑未來(lái)早日到來(lái)，并積極推動(dòng)行業(yè)變革；將BIM應(yīng)用于EPC工程全生命周期提升綠色建筑的品質(zhì)，進(jìn)行精益設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)作為綠色建筑全生命周期的“龍頭”，從源頭上注入綠色建筑的因素，讓建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展事半功倍。

展望未來(lái)，綠色建筑市場(chǎng)的發(fā)展前景十分廣闊，潛力巨大，行業(yè)整體上已經(jīng)進(jìn)入了“社會(huì)共識(shí)、規(guī)模發(fā)展、產(chǎn)業(yè)培育、全面推進(jìn)”的高速發(fā)展時(shí)期。同時(shí)，面對(duì)當(dāng)今能源嚴(yán)重匱乏的現(xiàn)狀，發(fā)展綠色建筑市場(chǎng)，推行綠色設(shè)計(jì)理念更是勢(shì)在必行。因而，設(shè)計(jì)作為有意塑造世界的手段、引領(lǐng)建筑業(yè)綠色發(fā)展的根本，將越來(lái)越多地參與到綠色建造的方方面面，以推動(dòng)建筑行業(yè)的綠色健康發(fā)展，讓更加綠色、環(huán)保、可持續(xù)的建筑環(huán)境早日為民所享，從而真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)社會(huì)的綠色發(fā)展目標(biāo)。