以數(shù)字化設(shè)計技術(shù)擎起綠色建造的未來

由聯(lián)合國近期發(fā)布的2017年修訂版《世界人口展望》報告顯示，世界人口數(shù)量在2050年預(yù)計將達到近100億，而城市人口規(guī)模也將伴隨城鎮(zhèn)化步伐的加快進一步擴大，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)對城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的人口壓力，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)展機遇，也將在引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)建美好未來的過程中扮演重要的角色。對于人類社會而言，一個更加美好的未來同時意味著當2050年全球人口到達100億大關(guān)的時候，建筑業(yè)能夠通過建筑設(shè)計的智能化、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)實是，建筑行業(yè)目前還沒有完全做好準備來迎接這一機遇與挑戰(zhàn)。長期以來，無論在技術(shù)層面還是模式層面，建筑業(yè)低利潤、高風險、粗放、發(fā)散的管理模式依然存在。很多項目在全生命周期的各個階段，普遍適用的還是通過幾何、表格和文本繪制的物理圖紙，設(shè)計的“智慧”在很大程度上都被隱藏了起來。與此同時，建筑業(yè)在技術(shù)上還存在投入不足的問題。一項最近的統(tǒng)計顯示，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，而這個數(shù)字在制造業(yè)達到了3.3%。從數(shù)字化投入這個維度來看，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告顯示，如果建筑業(yè)能夠在項目全生命周期當中完全實現(xiàn)數(shù)字化，那么每年節(jié)約的成本將高達1.2萬億美元，占目前全球建筑業(yè)市場總產(chǎn)值的10%。而作為關(guān)系國計民生的支柱產(chǎn)業(yè)，擁有2億2千萬從業(yè)人員的建筑業(yè)貢獻了全球GDP的10%以上，所以這1.2萬億美元代表了全球GDP的1%-2%。因此建筑業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮?，而且勢必將給整個行業(yè)帶來顛覆性的變化。

互聯(lián)BIM——為可持續(xù)綠色建造提檔加速

近10年來，歐特克始終致力于推動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)字化模型來模擬優(yōu)化項目，指導(dǎo)項目實施，以獲得最佳項目成果，推動行業(yè)加速進入“優(yōu)化時代”。

如今，隨著BIM與大數(shù)據(jù)、云計算、機器人、3D打印、傳感器、GPS、移動終端、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等先進技術(shù)的集成應(yīng)用，互聯(lián)的BIM正在推動建筑行業(yè)迅速從“優(yōu)化時代”步入“互聯(lián)時代”，開啟設(shè)計、建造、運維的全新方式。

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：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值資產(chǎn)，并在7年左右的時間內(nèi)即可看到綠建方面的回報。同時，運用BIM等數(shù)字化技術(shù)還可以有效降低建筑的后期維護費用和運營費用，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。

值得一提的是，在綠色建造過程中起到關(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)實現(xiàn)設(shè)計、建造和運維全過程的互聯(lián)互通，發(fā)揮BIM的最大價值。通過互聯(lián)BIM，建筑全生命周期中的各個階段可以不斷地相互滲透與融合，各個階段產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也可以相互作為參考與指導(dǎo)，幫助團隊減少不必要的錯誤，提高施工效率。此外，借助互聯(lián)的BIM，建筑業(yè)從業(yè)人員可隨時在云端更新、追蹤施工現(xiàn)場的各類信息，管控現(xiàn)場可能出現(xiàn)的風險，促進更高效、更高質(zhì)量的協(xié)作，并將收集到的海量數(shù)據(jù)用于今后項目的優(yōu)化分析當中，為項目管理開啟更多新的可能。

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

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

高分辨率的場地測繪：過去，建筑行業(yè)存在的場地測繪精確度不足一直是導(dǎo)致項目延期或超出原有預(yù)算的一大原因之一?？上驳氖?，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)實捕捉技術(shù)和地理信息數(shù)據(jù)，顯著提高場地模型生成的精度和速度，從而有機地把物理世界與數(shù)字世界融合在一起。美國科羅拉多河上實施的格蘭峽谷水壩項目便集成應(yīng)用了現(xiàn)實捕捉、地理信息和BIM技術(shù)對大壩本身及其設(shè)施進行建模和虛擬化，繼而通過虛擬化的設(shè)施模型進行運維與安全管理，極大地減少了后期的返工，提高了運維的效率。

機器學(xué)習&人工智能：有關(guān)人工智能的應(yīng)用近年來在各個行業(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器學(xué)習的先進技術(shù)，預(yù)見未來，創(chuàng)造新的設(shè)計，并規(guī)避以往的錯誤，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)計過程中，項目團隊針對辦公室的整體布局做了關(guān)于多參數(shù)優(yōu)化的研究項目，包括團隊之間協(xié)作交流需要的步行距離、每個位置的視覺要求和聲音干擾、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了絕佳的辦公體驗。

建筑工業(yè)化：隨著預(yù)制加工和機器人的應(yīng)用越來越多，建筑工業(yè)化和自動化也開始扮演重要角色，在多專業(yè)的施工協(xié)作中到達一個新高度，讓施工機器人依靠來自于BIM的數(shù)據(jù)，基于預(yù)制參數(shù)及其邏輯關(guān)系自動鋪裝輔料。通過BIM模型和協(xié)作平臺的結(jié)合，建筑工業(yè)化將極大提高現(xiàn)場施工效率，保證工序，實現(xiàn)各個模塊的實時追蹤和檢查。自動砌磚機器人、數(shù)?？刂频匿摻罹W(wǎng)鋪設(shè)和焊接機器人、無人操作的挖土機等都是BIM在施工工業(yè)化和自動化上最好的應(yīng)用，幫助建筑行業(yè)減少不必要的浪費，促進資源的節(jié)約。

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

物聯(lián)網(wǎng)&先進分析技術(shù)：最后便是如今越來越便宜，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確地定位目標，及時獲取信息，并加載到BIM模型上，進行實時的分析，準確地了解施工現(xiàn)場的情況，建筑設(shè)施的性能，從而幫助我們能夠及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題。

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

長期以來，歐特克一直秉持“幫助人們想象、設(shè)計和創(chuàng)造更加美好未來”的愿景。就在不久前結(jié)束的第十屆江蘇省國際綠色建筑大會中，與會全員便以“聚力綠色建筑創(chuàng)新·促進人居環(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“新時代設(shè)計思維-踐行綠色建筑未來”的分論壇，講述了如何通過有效的設(shè)計思維與設(shè)計方法引領(lǐng)一個更加美好的綠色建筑未來早日到來，并積極推動行業(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)，進行精益設(shè)計，將設(shè)計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，綠色建筑市場的發(fā)展前景十分廣闊，潛力巨大，行業(yè)整體上已經(jīng)進入了“社會共識、規(guī)模發(fā)展、產(chǎn)業(yè)培育、全面推進”的高速發(fā)展時期。同時，面對當今能源嚴重匱乏的現(xiàn)狀，發(fā)展綠色建筑市場，推行綠色設(shè)計理念更是勢在必行。因而，設(shè)計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，將越來越多地參與到綠色建造的方方面面，以推動建筑行業(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，從而真正實現(xiàn)整個社會的綠色發(fā)展目標。