建筑業(yè)邁入低碳科技時代的源代碼

從手工到工業(yè)化再到信息化，建筑業(yè)正以空前的規(guī)模急速發(fā)展。BIM問世，使數(shù)據(jù)庫代替繪圖，“藍(lán)圖”永遠(yuǎn)成為歷史，信息技術(shù)的高速發(fā)展推進(jìn)了BIM的大范圍應(yīng)用，無疑會給腐朽古老的建筑業(yè)帶來新的生機(jī)。BIM是一種新的理念和實(shí)踐，通過信息技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新的商業(yè)結(jié)構(gòu)減少建筑業(yè)的各種浪費(fèi)，降低建筑業(yè)碳排放。信息科技的快速發(fā)展，使建筑創(chuàng)作走向了建筑創(chuàng)新，使智能建造走向了智慧建造。科技驅(qū)動低碳發(fā)展， 低碳科技將顛覆以化石能源為基石的工業(yè)文明發(fā)展模式，帶來能源利用方式的全新革命。

一、BIM——建筑行業(yè)大數(shù)據(jù)源代碼

BIM的核心在于Information，其應(yīng)用是大數(shù)據(jù)時代的必然產(chǎn)物。而BIM作為建筑業(yè)的源代碼，其不僅能夠處理項(xiàng)目級的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最大的優(yōu)勢是承載海量項(xiàng)目數(shù)據(jù)。建筑業(yè)是數(shù)據(jù)量最大，規(guī)模最大的行業(yè)，隨著BIM的發(fā)展及普及，勢必會促使建筑行業(yè)大數(shù)據(jù)時代的到來。

BIM用于仿真模擬工程設(shè)計(jì)、建造的進(jìn)度和成本控制，整合業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、貿(mào)易、制造、供應(yīng)商，使工程項(xiàng)目的一體化交付成為可能。而BIM的更高層次應(yīng)用是提高質(zhì)量和效率的工作與溝通商業(yè)結(jié)構(gòu)，BIM代表著一種新的理念和實(shí)踐，即通過信息技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新的商業(yè)結(jié)構(gòu)來減少建筑業(yè)的各種浪費(fèi)，進(jìn)而降低建筑業(yè)碳排放。

BIM的迅猛發(fā)展，是否會對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造及管理方式，節(jié)能分析和可持續(xù)建造等產(chǎn)生巨大的影響?隨著BIM的發(fā)展及應(yīng)用，鼠標(biāo)指揮施工，移動終端指揮現(xiàn)場，可視產(chǎn)業(yè)化建造等等是否能夠引起建筑行業(yè)顛覆性革命?BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動應(yīng)用等等的發(fā)展是否能夠成為新時代建筑行業(yè)的代名詞?

二、建筑產(chǎn)業(yè)化——制造方式的回歸

建筑產(chǎn)業(yè)化即是將原有的“設(shè)計(jì)-現(xiàn)場施工”模式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;設(shè)計(jì)-工廠制造-現(xiàn)場裝配”的模式。一個建筑的呈現(xiàn)也即一個產(chǎn)品的制造過程，產(chǎn)業(yè)化的目的即是將建筑建造過程趨于制造行業(yè)的制造過程。在現(xiàn)階段對于鋼結(jié)構(gòu)及一些設(shè)備安裝工程已基本實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在急需要解決的問題是土建工程的“設(shè)計(jì)-工廠制造-現(xiàn)場安裝”模式。BIM技術(shù)為建筑產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的前期建設(shè)與后期管理維護(hù)提供一個很好的技術(shù)平臺，利用BIM技術(shù)建立產(chǎn)業(yè)化建筑的戶型庫和裝配式構(gòu)件產(chǎn)品庫，可以使產(chǎn)業(yè)建筑戶型標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件規(guī)格化、減少設(shè)計(jì)錯誤、提高出圖效率，尤其在預(yù)制構(gòu)件的加工和現(xiàn)場安裝上大大提高了工作效率。對于施工階段，比如將RFID辨識技術(shù)與BIM模型結(jié)合，圍繞構(gòu)件的制造運(yùn)輸裝配過程實(shí)現(xiàn)預(yù)制建筑建造的全過程動態(tài)可視化管理等等。

現(xiàn)有資源的匱乏，能源的高消耗，污染的嚴(yán)重，使得建筑行業(yè)不得不去面對高速發(fā)展期的萬惡行為，尋回古人之路，溫故知新，反思后石油時代的技術(shù)應(yīng)用，尋求最優(yōu)的低碳之路，尋找可承受的建造技術(shù)，使建筑行業(yè)由手工轉(zhuǎn)向制造業(yè)，倡導(dǎo)精益建造。產(chǎn)業(yè)化建造模式在BIM技術(shù)的推動下，使建筑工廠制造成為了可能，BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)的源代碼，賦予每一個構(gòu)件定義、構(gòu)件的行為定義、信息傳遞的定義，使機(jī)器語言和人的思維產(chǎn)生了很好的溝通。

建筑產(chǎn)業(yè)化必須從標(biāo)準(zhǔn)化開始，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)及建造方式的弊端就是成果無法固化與進(jìn)步，BIM技術(shù)的應(yīng)用恰恰彌補(bǔ)了這方面的不足。利用BIM的技術(shù)數(shù)據(jù)，將承重墻、梁、柱、樓板，及樓梯等混凝土構(gòu)件在工廠預(yù)制生產(chǎn)，最后集中到工地進(jìn)行搭建。利用BIM技術(shù)的構(gòu)件化特點(diǎn)，通過用戶參與，進(jìn)行空間設(shè)計(jì)可以將設(shè)計(jì)細(xì)化到門廳收納空間、衛(wèi)生間收納空間、電視柜兼收納柜等。產(chǎn)業(yè)化的預(yù)制建造模式，讓原本充滿混凝土、泥砂味道的房屋就像是組裝一批規(guī)格各異、品質(zhì)優(yōu)良的汽車零件一樣，迅速又充滿工業(yè)美感地呈現(xiàn)。

常規(guī)的低碳建造方法，材料替代、循環(huán)利用、新施工技術(shù)和資源利用等并沒有 改變粗放式的建造方式，建筑業(yè)由于其產(chǎn)品不標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)雜程度高、數(shù)據(jù)量大、獲取數(shù)據(jù)困難等使得建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程管理粗放，使得窩工、貨物多進(jìn)退場、設(shè)備遲到早到等引起項(xiàng)目上消耗的情況很多。在建筑信息化技術(shù)迅猛發(fā)展及行業(yè)信息化意識不斷提高的今天，運(yùn)用BIM技術(shù)加速整合中國目前建筑市場各專業(yè)和各部門的資源，推動我國建筑信息化的進(jìn)程，從而達(dá)到產(chǎn)業(yè)升級以及建筑生產(chǎn)與城市建設(shè)集約化管理，減少資源的浪費(fèi)，完成整個生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的整合，已經(jīng)成為主要研究的方向。

三、跨界——資源整合

BIM的迅速發(fā)展必然引起行業(yè)格局的變化，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、移動互聯(lián)等信息科技的沖擊，跨界——整合社會資源將是建筑行業(yè)需要面對的問題。BIM作為建筑的源代碼，將是建筑業(yè)跨界——資源整合的唯一途徑，成為尋找最優(yōu)資源整合的利器。基于BIM的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將使每一塊磚頭、每一片瓦礫都有了自己的身份，使它們在自己的崗位上發(fā)揮前所未有的價(jià)值;BIM與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等結(jié)合，使設(shè)計(jì)師可以通過數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)，在龐大的數(shù)據(jù)庫中輕松地找出有價(jià)值的信息;BIM和GIS的整合促進(jìn)了地球村的出現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)就是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)一步延伸及擴(kuò)展的物物相連的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換和通信。BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將各種如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器，GPS、激光掃描、GIS等裝置及系統(tǒng)集成形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將使整個建筑產(chǎn)業(yè)鏈充分融合，使建筑業(yè)的發(fā)展和實(shí)施更加完善及有序。

建筑業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)離不開BIM，BIM作為建筑信息的源代碼，是物聯(lián)網(wǎng)的核心及靈魂，為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的提取、更新提供了廣闊的信息來源。建筑業(yè)BIM與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將開創(chuàng)智慧建筑業(yè)的新時代�；�于BIM和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使物理基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合成為了可能。在物聯(lián)網(wǎng)的時代，將芯片嵌入到裝備和構(gòu)件物體中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)將其整合，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，使得人們能夠?qū)�網(wǎng)絡(luò)中的裝備和構(gòu)件物體進(jìn)行檢測、管理和控制。

BIM與大數(shù)據(jù)結(jié)合，使主要依靠題目、摘要及關(guān)鍵詞來搜索信息的圖紙等建筑檔案等的存檔及檢索方式成為過去。通過采用BIM模型進(jìn)行組織的建筑檔案，可檢索的信息將會大大增加，并支持“全文檢索”，快速定位到各種屬性層次的構(gòu)件。工程數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加載到BIM上，不僅提高了工作效率和工作質(zhì)量，而且大幅增加了管理的功能，使數(shù)據(jù)可存貯、可搜索、可計(jì)算和可追溯等。海量BIM案例數(shù)據(jù)倉庫的建立，使其所蘊(yùn)含的信息在廣度和深度兩方面迅速膨脹，同時拓展到相關(guān)的其他領(lǐng)域，減少了知識的獲取成本，降低了跨界的門檻，夯實(shí)了創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

云計(jì)算使各參建方可以根據(jù)自身需求，通過互聯(lián)網(wǎng)租用計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、軟件和系統(tǒng)，從而將設(shè)計(jì)和建筑公司從昂貴又麻煩的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中解放出來。Jonathan Mallie 說：“BIM實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)計(jì)和建造，而云計(jì)算可以幫助我們更好的實(shí)現(xiàn)這個過程。”

BIM和GIS整合已經(jīng)成為人們的焦點(diǎn)，GIS的著重于地理空間信息的應(yīng)用，BIM關(guān)注于建筑物內(nèi)部的詳細(xì)信息，BIM和GIS整合以后的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣闊，包含城市和景觀規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、旅游和休閑活動、3D地圖、環(huán)境模擬、熱能傳導(dǎo)模擬、移動電信、災(zāi)害管理、國土安全、車輛和行人導(dǎo)航、訓(xùn)練模擬器、移動機(jī)器人、室內(nèi)導(dǎo)航等。

四、低碳科技化

低碳科技是建立低碳社會的重要支撐。社會對低碳科技的需求、政府的低碳科技政策、企業(yè)的低碳科技研發(fā)、低碳科技文化引領(lǐng)，是科技驅(qū)動低碳發(fā)展的必要條件。BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、物聯(lián)網(wǎng)使低碳建筑成為了可能。在全球開始步入低碳經(jīng)濟(jì)時代的背景下，建筑工程行業(yè)必須認(rèn)識到科技驅(qū)動低碳發(fā)展，低碳科技將顛覆以化石能源為基石的工業(yè)文明發(fā)模式，帶來能源利用方式的全新革命。

建筑物全生命周期中的碳排放具體包括建筑物材料本身，建筑物規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑物施工安裝、建筑物使用維護(hù)及建筑物拆除與清理五個部分。通過BIM技術(shù)改善整個全生命周期的碳排放及能源消耗;通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)類似于制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、精細(xì)化施工，信息化管理，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)從而減少更多的資源、能源消耗，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)更高水平的節(jié)約與低碳。同時，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑的模擬數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)節(jié)能低碳、質(zhì)量保障。從根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放，并不是像以往建筑一樣盲目追求復(fù)雜高能耗的節(jié)能技術(shù)，而是通過模擬分析，有效地利用自然資源、可再生能源等。例如利用BIM技術(shù)對通風(fēng)、采光、空氣質(zhì)量進(jìn)行模擬和優(yōu)化，盡量利用自然通風(fēng)與采光，從根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放。信息科技的利用，使低碳發(fā)展可以是低成本的、質(zhì)樸的，同時形成一套自然循環(huán)的“生態(tài)系統(tǒng)”，成就新的低碳理念。

BIM與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、移動互聯(lián)等信息科技的跨界整合，使古老的建筑行業(yè)走上了科技之路，資源可以重新調(diào)配，能源可以有效利用及計(jì)量。信息科技的高速發(fā)展打造了建筑行業(yè)橫向和縱向的信息對稱�？萍紩r代的低碳建筑不僅需要從全生命周期角度考慮低碳建筑管理模式，而且需要從低碳目標(biāo)規(guī)劃、低碳組織保障、低碳技術(shù)保障、低碳節(jié)能效果測評等方面開展低碳建設(shè)，全方位保障我國建筑業(yè)低碳化的順利進(jìn)行。信息科技的快速發(fā)展，使建筑創(chuàng)作走向了建筑創(chuàng)新，使智能建造走向了智慧建造。

也許不久的將來，BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動應(yīng)用等會成為新時代建筑行業(yè)低碳科技化的代名詞。