這近十幾年中,在新技術(shù)的推動(dòng)下,建筑行業(yè)發(fā)展迅速。不僅是英國,各國家都在新的信息化時(shí)代推出相應的研究和一些政策導向,特別是德國前幾年提出了工業(yè) 4.0 的概念,使得以信息技術(shù)為特征的新型工業(yè)化成為未來(lái)整個(gè)全球競爭力的焦點(diǎn)。實(shí)施以信息化帶動(dòng)工業(yè)化戰略,是改造和提升傳統建筑行業(yè)的一個(gè)突破口,是中國建筑從“建造大國”走向“建造強國”的必經(jīng)之路。
█ 引言
中國建筑經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展,伴隨著(zhù)快速城鎮化成就巨大,但同時(shí)也帶來(lái)了高污染、高能耗和低質(zhì)量、低效率等問(wèn)題。因此建筑效率成為中國建筑行業(yè)再發(fā)展的一個(gè)瓶頸,超過(guò)全球工程量50%的中國建筑業(yè)需要尋求一個(gè)全新的設計建造模式。
我們國家經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境發(fā)展因建筑業(yè)承擔了很大的壓力,所以建筑行業(yè)其實(shí)責任非常大。特別是在新的經(jīng)濟轉型期,國家提出“一帶一路”發(fā)展戰略,中國建筑行業(yè)也承擔著(zhù)走出去的責任。我們不僅要建設自己,還要走向國際?,F在建筑行業(yè)也是全球化的過(guò)程,對中國建筑業(yè)來(lái)說(shuō),需要注入新的活力。“中國建造”也亟待升級轉型,支撐我們國家的“一帶一路”戰略。
█ 建筑工業(yè)化:國內的傳統現實(shí) vs 國外先進(jìn)的應用狀況
建筑工業(yè)化使項目開(kāi)發(fā)具有質(zhì)量可控、成本可控、進(jìn)度可控的優(yōu)勢。建筑工業(yè)化作為一個(gè)成熟的技術(shù)在發(fā)達國家已得到廣泛應用。經(jīng)驗證明,應用建筑工業(yè)化技術(shù),建筑建設的綜合效率得到大幅度提升,同時(shí)施工周期僅為傳統方式的 1/3,同時(shí)用工量大大減少,施工現場(chǎng)粉塵、噪音、污水等問(wèn)題都得到了較好解決。
美國住宅標準化率和商業(yè)化程度幾乎達到 100%;瑞士 80%的住宅是用通過(guò)部件為基礎建造的;法國工業(yè)化程度也非常高,主要采用預應力混凝土框架裝配式體系,這個(gè)體系裝配率可達到80%,與傳統現澆建筑方式相比,施工模板減少了85%,腳手架用量減少 50%,節能70%,節水80%,節約鋼材20%,節地、節石等都是效益均非??捎^(guān),同時(shí)還能減少83%的建筑垃圾,節省20%-30%的人工,縮短30%-50%的工期。從以上數據可以對工業(yè)化的效率有初步了解。
資源再利用方面,十幾年前,日本、韓國等國家資源化率已經(jīng)達到 90%。而到目前為止,中國建筑的實(shí)際上還不到 5%。
█ 為什么信息技術(shù)與建筑工業(yè)化會(huì )成為“伉儷”
信息技術(shù)的高速發(fā)展伴隨移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的推波助瀾,掀起了對大數據、建造數字化、云計算和人工智能等新技術(shù)應用的廣泛討論。這首先給傳統思維模式帶來(lái)巨大的沖擊,特別是人們從原有因果的思維邏輯正在向關(guān)聯(lián)的思維邏輯轉變。
建筑不再只是解決住的問(wèn)題,綠色發(fā)展、生態(tài)保護和能量蓄積已融入到人們對建筑的需求中,因此,原有建筑的內涵也發(fā)生了改變。為了提升建筑本身的品質(zhì)和效率,需要重新評估并重新整合現有的建筑設計過(guò)程、生產(chǎn)與施工過(guò)程及運營(yíng)管理的過(guò)程。
在從因果邏輯向關(guān)聯(lián)邏輯的轉變過(guò)程中,建筑師們在創(chuàng )造“更好居所”這一理想上找到了一致的選擇,信息技術(shù)與建筑工業(yè)化有機的結合起來(lái)。
早在 1999 年,英國就在一個(gè)官方報告里提出:五年內要通過(guò)應用信息技術(shù),使其建筑業(yè)節約 30%的項目成本。根據各國相關(guān)報道,其實(shí)信息化的介入確實(shí)可以大大提升施工效率,保守地說(shuō)將施工工期縮短15%(這是很早以前的數據)。而后,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介入建筑市場(chǎng),又可以節約 30%-35%的項目成本,這是英國在 2000 年前后提出的認識。
這近十幾年中,在新技術(shù)的推動(dòng)下,建筑行業(yè)發(fā)展迅速。不僅是英國,各國家都在新的信息化時(shí)代推出相應的研究和一些政策導向,特別是德國前幾年提出了工業(yè) 4.0 的概念,使得以信息技術(shù)為特征的新型工業(yè)化成為未來(lái)整個(gè)全球競爭力的焦點(diǎn)。
實(shí)施以信息化帶動(dòng)工業(yè)化戰略,是改造和提升傳統建筑行業(yè)的一個(gè)突破口,是中國建筑從“建造大國”走向“建造強國”的必經(jīng)之路。
█ 信息技術(shù)如何伴隨建筑工業(yè)化發(fā)展之路
工業(yè)化的核心是一種組織管理的模式,就是一整套系統,特點(diǎn)是分工協(xié)作、資源優(yōu)化配置、程序優(yōu)化,用最經(jīng)濟的生產(chǎn)要素在最短的時(shí)間建造完成,明確的工業(yè)化分工有利于專(zhuān)業(yè)化,提高生產(chǎn)效率。
信息技術(shù)為建筑發(fā)展所需要的多重系統交互協(xié)同,提供了平臺和可能。信息技術(shù)是促進(jìn)新型建筑工業(yè)化的一個(gè)強有力的推手。
建筑工業(yè)化目前走過(guò)了兩個(gè)階段的發(fā)展。第一個(gè)階段有三個(gè)方面的特點(diǎn):構件標準化、模式化;施工機械化;現場(chǎng)的裝配化、分工細化、程序化。
隨著(zhù)信息技術(shù)的推動(dòng),建筑工業(yè)化進(jìn)入第二階段,這一階段的特征是在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下、云端采用大數據架構實(shí)現智能決策應用、并支撐前端的可視化和模擬性,這將給建筑工業(yè)化提供高效的、豐富的、以往解決不了的解決方案。 在第一階段中出現的問(wèn)題,如建筑構件獨特性和工業(yè)生產(chǎn)的標準化的矛盾,建筑設計和構件制造脫離的矛盾,建筑設計和施工脫離的矛盾等相關(guān)問(wèn)題,都可以在建筑工業(yè)化的第二階段有效地解決。
建筑工業(yè)化第二階段的主要特征之一是用信息技術(shù)去推動(dòng)工業(yè)化,從設計、預算、建造以及運維各個(gè)階段都能大幅度提高效益。它有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1、在設計環(huán)節構建體系,實(shí)現構件化設計,社會(huì )化制造和采購,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),跟以往工業(yè)化概念有所不同。
2、工業(yè)化與個(gè)性化的結合:大規模生產(chǎn)與個(gè)性化的定制結合,實(shí)現快速大規模的定制。這是信息時(shí)代出現的特點(diǎn)。
3、將多專(zhuān)業(yè)先進(jìn)技術(shù)集成到建筑設計建造中,實(shí)現技術(shù)集成,克服傳統工業(yè)化的難題。
建筑工業(yè)化發(fā)展的第二階段必須依托于大數據信息化平臺的支撐,目前類(lèi)似系統在市場(chǎng)上還較少。
█ 未來(lái)建筑工業(yè)化發(fā)展趨勢
德國提出工業(yè)化4.0 的指向性非常明確,美國也在新的時(shí)代里提出信息時(shí)代新硬件時(shí)代的戰略,中國也提“互聯(lián)網(wǎng)+”。對于德國來(lái)說(shuō),工業(yè)4.0的指向非常精準,即利用德國制造業(yè)的優(yōu)勢,在新時(shí)代里繼續保持國家發(fā)展的優(yōu)勢。
工業(yè)4.0 包含集中式控制向分散式增強型控制的轉變,對于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)意義非常大。建筑的大量采購和運輸在工業(yè) 4.0 里得到了顛覆性改變,就像最大的出租車(chē)公司沒(méi)有車(chē),最大的零售商沒(méi)有實(shí)體店,沒(méi)有產(chǎn)品庫存。所以建筑行業(yè)未來(lái)怎么樣?其實(shí)我們的信息和網(wǎng)絡(luò )時(shí)代也是帶來(lái)革命性的變化。將產(chǎn)品的全生命周期和全制造流程的數字化以及基于信息通信技術(shù)的模塊化的集成,將形成高度靈活個(gè)性、數字化的產(chǎn)品與服務(wù)的一種生產(chǎn)模式,在這種模式下, BIM 是一個(gè)核心的技術(shù)平臺。因此看到信息化和工業(yè)化的關(guān)聯(lián)性, BIM 是促進(jìn)新型工業(yè)化和建筑業(yè)信息化發(fā)展重要的技術(shù)和技術(shù)平臺。 BIM 技術(shù)是推動(dòng)建筑的顛覆性革命。
█ 建筑的“ BIM+”時(shí)代
互聯(lián)網(wǎng)+”在建筑行業(yè)里可以稱(chēng)為“ BIM+”。在 BIM 技術(shù)平臺上,很多東西可以加載進(jìn)來(lái)。美國目前在BIM領(lǐng)域里大幅推進(jìn),不斷更新BIM標準的版本,在這方面中國還有大量的工作要做。
“ BIM+”時(shí)代的到來(lái),與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據以及3D打印、VR/AR技術(shù)以及3D GIS等結合在一起,從BIM技術(shù)平臺上有很多延展。比如在3D GIS和 BIM集成方面延展到城市層面上,智慧城市、數字城市可以打通平臺,一起高效率進(jìn)行設計施工和運營(yíng)維護。
BIM+VR也是可以解決很多原來(lái)難以解決的問(wèn)題,比如所見(jiàn)非所得和工程控制難的一些問(wèn)題。實(shí)際上VR提供了很多新的技術(shù)手段,有一種說(shuō)法是,數字化設計的平臺和VR結合將來(lái)成為我們泛設計企業(yè)的核心競爭力。
AR 伴隨著(zhù) VR 快速發(fā)展,不僅是在虛擬環(huán)境里,疊加到現實(shí)環(huán)境里,BIM和AR的結合也有很多發(fā)展空間,為我們的城市建造和建筑設計、施工帶來(lái)了很多可能性。
BIM+3D打印、BIM+機械臂施工方面,現在機械臂從硬件上來(lái)說(shuō)已經(jīng)較成熟,關(guān)鍵現在是否在工程領(lǐng)域、設計領(lǐng)域、施工領(lǐng)域真正把這些用起來(lái),這給我們的建筑師提供了很大的想象空間,一些造根據建筑需要生成的造型比較特別的建筑,以往屬于比較難以建造的建筑形式,現在通過(guò)BIM和3D、BIM和機械臂的制造都可以實(shí)施。 原來(lái)一些設計上用非線(xiàn)性做的東西,可能也需要用3D技術(shù)和機械臂真正去建造實(shí)施出來(lái)。
█ 中國建造的轉型升級
中國要從建筑業(yè)大國成為建筑強國走向世界,粗放的中國建造需要升級和轉型,這需要以工業(yè)化和信息化為核心。其中有三個(gè)要點(diǎn):
1、精致化建造,即怎么低能耗、高效率地去建造。
2、智慧化的關(guān)鍵,建筑要為使用者考慮,很多東西從設計、施工、運營(yíng)一直到使用監管,智慧的思想要能夠始終貫穿進(jìn)來(lái)。
3、建筑要以綠色化為引領(lǐng)。
來(lái)源:裝配式建筑網(wǎng)