數(shù)字科技助力既有建筑改造項目成功

文/圖_劉剛（廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司董事長助理、研究院院長，高級工程師）

一、行業(yè)新趨勢

（一）城市發(fā)展已經(jīng)從大拆建逐步向優(yōu)化更新的方向轉(zhuǎn)化

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，城市發(fā)展逐漸從大拆大建向優(yōu)化更新的方向轉(zhuǎn)化。“十三五”規(guī)劃要求，全面推行城市科學(xué)設(shè)計，推進(jìn)城市有機(jī)更新，提倡城市修補(bǔ)改造。中央城市工作會議提出，要加強(qiáng)城市設(shè)計， 提倡城市修補(bǔ)，在空間立體性、平面協(xié)調(diào)性、風(fēng)貌整體性、文脈延續(xù)性等方面規(guī)劃和管控。全國各地區(qū)的城市更新工作已相繼啟動。例如，上海在“十三五”期間計劃安排1150億元用以舊城改造；深圳城市更新投資2017年已超500億元，審批通過75項目。既有建筑改造已成為城市更新的重要抓手。

（二）既有建筑改造是城市更新的重要抓手

既有建筑改造是城市更新的重要抓手，重點(diǎn)是圍繞居住建筑、商業(yè)建筑和公共建筑三類建筑，開展安全、功能、節(jié)能、設(shè)備和環(huán)境改造更新。在《中國既有建筑改造政策與市場化運(yùn)作》中統(tǒng)計顯示，既有建筑功能提升的比例最高占了67%，安全性改造占16%，節(jié)能改造占比最少，為4%。

（三）既有建筑改造的“三難”和“三缺”

城市更新的需求雖然迫切，但是這個新業(yè)務(wù)的開展，還缺少很多配套機(jī)制的建立、配套政策和技術(shù)手段的支撐。很多城市更新過程中普遍遇到“三難”的情況，即設(shè)計方案難、改造施工難、運(yùn)營管理難。其中，設(shè)計方案難體現(xiàn)在設(shè)計需考慮要素多、制約條件多、參與主體多；改造施工難主要體現(xiàn)在，一怕?lián)p壞原有建筑，二怕影響業(yè)主生活，三怕專業(yè)交叉障礙；運(yùn)營管理難主要體現(xiàn)在，既要確保方案準(zhǔn)確落地，又要確保效果及時體現(xiàn)。

在既有建筑改造過程中也普遍存在缺資金、缺機(jī)制、缺技術(shù)的“三缺”現(xiàn)象。其中，缺資金主要體現(xiàn)在，供需不匹配、投資效益低、金融措施少；缺機(jī)制主要體現(xiàn)在，各方職責(zé)不明、盈利模式不清、配套政策缺失；缺技術(shù)主要表現(xiàn)在，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐匱乏、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐不足、信息技術(shù)支撐缺失。

BIM技術(shù)與無人機(jī)相結(jié)合，能迅速得到建筑的3D模型

二、發(fā)展新方略

在既有建筑改造的業(yè)務(wù)發(fā)展上，唯有創(chuàng)新才能“破局”。需要我們在商業(yè)模式、金融服務(wù)和產(chǎn)業(yè)化三方面進(jìn)行模式創(chuàng)新，同時利用BIM、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和智能應(yīng)用等數(shù)字科技的手段進(jìn)行科技創(chuàng)新。

在模式創(chuàng)新方面，建立政府支持、市場運(yùn)作的改造機(jī)制。不同的運(yùn)作模式?jīng)Q定資金來源渠道，建議由政府給予政策補(bǔ)貼、住戶適度出資和實施企業(yè)投資三方共同籌集資金，通過市場運(yùn)作，更加有利于實現(xiàn)政府、居民和企業(yè)的共贏。

從政府角度，按照改造內(nèi)容或者改造面積進(jìn)行財政補(bǔ)貼。補(bǔ)貼可以來源于三個方面：一是符合棚戶區(qū)改造中老舊住宅小區(qū)綜合整治的，享受棚戶區(qū)改造補(bǔ)貼政策；二是整合現(xiàn)有不同渠道的各類專項改造資金；三是對既有建筑改造專門給一部分資金補(bǔ)貼。

從企業(yè)來說，主要是通過對增量部分（如加層、加車庫、加電梯、加綠化）進(jìn)行市場運(yùn)作獲取投資回報。目前來看有兩種參與模式；一是給予企業(yè)增量部分產(chǎn)權(quán)，可以由企業(yè)向市場銷售，所得作為企業(yè)投資收益，這其中需要解決增量部分的產(chǎn)權(quán)歸屬和登記問題；二是實現(xiàn)PPP模式，給予企業(yè)增量部分經(jīng)營權(quán)，企業(yè)通過對增量部分長期經(jīng)營逐步收回投資并獲得回報，缺點(diǎn)是企業(yè)經(jīng)營期長，需要長期資金支持（與公共租賃住房類似），并建立相應(yīng)的退出機(jī)制。從居民住戶來說，不同樓層不同居民按照改造內(nèi)容承擔(dān)不同的改造資金。

例如日本和歐美等國家，在既有建筑改造方面也有一些可借鑒的經(jīng)驗。日本是一個進(jìn)入建設(shè)成熟期的國家，他們建立了比較完善的配套政策法律體系，包括：嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，明確的分類標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的評估鑒定機(jī)制；設(shè)置對口機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)承擔(dān)住宅維修管理、定期檢查、改修更新、緊急事務(wù)應(yīng)對等職能；政府與業(yè)主的籌資比例及租賃收費(fèi)模式等。日本在2011年震后至今，改造加裝電梯70萬部，其中政府承擔(dān)了三分之一的費(fèi)用額度，居民使用多以計次方式或租賃方式。像歐洲的英國和德國，在既有建筑改造體系中引入了第三方咨詢公司，對建筑改造的性能和成本進(jìn)行完整的評估。同時，咨詢公司會在改造前、改造中、改造后進(jìn)行完整的評價和服務(wù)，讓整個既有建筑改造過程中有方法支撐。此外，政府也引入了更多的基金工具，除了政府的投資，還包括稅收優(yōu)惠、政策補(bǔ)貼、低息貸款等方式。

日本在2011年震后至今改造加裝電梯70萬部，其中政府承擔(dān)了三分之一的費(fèi)用額度，居民使用多以計次方式或租賃方式

三、數(shù)字科技支撐

在數(shù)字科技支撐下，數(shù)字建筑將助力既有建筑改造成功。實際上，既有建筑改造也可以分成設(shè)計、施工和運(yùn)維三個階段。在設(shè)計階段，數(shù)字設(shè)計讓改造工程方案更加科學(xué)合理；在施工階段，數(shù)字施工讓改造施工更加綠色和精益；讓改造交付后，數(shù)字運(yùn)維建筑更低碳、健康和智能。

首先，在設(shè)計環(huán)節(jié)，既有建筑很可能是幾十年的老建筑，圖紙已經(jīng)缺失，需要通過反向建模，將現(xiàn)有建筑設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化。有圖紙可以依據(jù)圖紙建模，沒有圖紙可以借助三維激光掃描儀來實現(xiàn)復(fù)原。

建立了BIM模型之后，除了通過儀器、檢測鑒定設(shè)備等線下的檢測和人的采集與評估判斷，還可以將信息數(shù)據(jù)整合在BIM模型之上，基于模型進(jìn)行分析評估。此外，還可以基于模型做性能的分析和方案的模擬。

再者，借助數(shù)字施工手段，讓改造更綠色和精益，使工程的工期更短、成本更低、質(zhì)量更高。

以工期為例，我們可以借助BIM的工具和手段進(jìn)行各種進(jìn)度的排布模擬，有了模型之后我們依據(jù)模型和改造的計劃關(guān)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行工況的分析、資源計劃和進(jìn)度的對比。這個過程中包括物料的堆放，過程中我們不可能把需要的建材堆放在現(xiàn)場，但可以通過BIM5D的應(yīng)用提前進(jìn)行物料的提取，對下一流水段、下一道工序需要哪些材料進(jìn)場進(jìn)行合理的排布。

上海玉佛禪寺BIM可視化模型與修繕后現(xiàn)狀圖

再如上海玉佛寺修繕與改擴(kuò)建工程利用數(shù)字化的技術(shù)優(yōu)化改造施工方案，保障項目成功。這種古建修繕和改造工程具有較高的復(fù)雜性、專業(yè)性，包含修繕、新建，以及建筑方案、規(guī)劃、消防、消除公共安全隱患和環(huán)境整治等各個方面。通過BIM技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成應(yīng)用，完成虛擬場景構(gòu)建、虛擬施工過程模擬以及交互式場景漫游，以確保工程在各個階段良好的可控性，同時保持與各專業(yè)之間緊密的聯(lián)系及反饋機(jī)制。項目運(yùn)用BIM 技術(shù)為各專業(yè)提供精準(zhǔn)的可視化模型，并將BIM 技術(shù)拓展到與建設(shè)工程全過程相關(guān)的各個領(lǐng)域（施工、管理、運(yùn)營維護(hù)等），在同一個平臺下構(gòu)建綜合信息模型，這是在BIM 技術(shù)平臺上結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)對古建筑修繕與改擴(kuò)建全過程服務(wù)的一次創(chuàng)新性嘗試。

此外，利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行成本控制也是關(guān)鍵舉措。在改造方案的設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行成本的事前控制，在該環(huán)節(jié)進(jìn)行成本控制可以最大限度地減少事后變動帶來的成本增加，具有“一錘定音”的地位和作用。通過以建造過程中的數(shù)字化BIM概預(yù)算、變更、結(jié)算的管理，以及運(yùn)維過程中的能耗前置優(yōu)化，實現(xiàn)成本預(yù)控、成本數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累，便于新項目開發(fā)進(jìn)行成本對標(biāo)和數(shù)據(jù)復(fù)用。

以廣聯(lián)達(dá)大廈為例，通過建造過程中的BIM技術(shù)使得設(shè)計變更為合同額的6.8%，減少設(shè)計變更40%以上，施工過程實現(xiàn)零返工；造價估算控制在0.3%精確度范圍內(nèi)，造價預(yù)算耗費(fèi)的時間縮短80%，做到建設(shè)單位出預(yù)算，施工單位審核；竣工后兩月內(nèi)完成全部結(jié)算，合同履約率為100% 。

而運(yùn)維階段能耗方案的優(yōu)化應(yīng)前置，結(jié)合相關(guān)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r，各項能源的指標(biāo)，建筑功能區(qū)的空調(diào)、燈光、人員、發(fā)熱設(shè)備等在工作日的開啟時間，室內(nèi)設(shè)計參數(shù)及新風(fēng)量等條件參數(shù)，分析建筑的能耗情況，從而優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計方案在能源成本上的節(jié)省達(dá)到最優(yōu)。最終設(shè)計方案同基線方案相比，產(chǎn)生了較小的能耗成本。每年的能耗成本相差16.58萬元（人民幣），相當(dāng)于每年能耗值節(jié)約18.4%。

對于數(shù)字運(yùn)維，可以通過BIM與物聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行各種弱電系統(tǒng)的集成和智能監(jiān)控。通過智能監(jiān)控采集這些數(shù)據(jù)，有了大數(shù)據(jù)為依托，實現(xiàn)對建筑進(jìn)行預(yù)測性的維護(hù)，實現(xiàn)維修維護(hù)成本降低和建筑運(yùn)行壽命增長。

四、共贏新未來

既有建筑改造是一個產(chǎn)業(yè)生態(tài)，尤其是城市更新，它需要各方的資源聚合，需要大家基于生態(tài)的合作，形成伙伴經(jīng)濟(jì)。在這個生態(tài)上，廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司定位數(shù)字建筑平臺服務(wù)商，愿意支撐服務(wù)平臺，用科技讓整個既有建筑改造項目更成功，用數(shù)字技術(shù)為既有建筑改造破局，用科技創(chuàng)造改造更美好的生活環(huán)境。