新型建筑工业化,到底新在哪儿?

原标题:新型建筑工业化,到底新在哪儿?

/李晓军微信公众号:建筑前沿)

新型建筑工业化

近日,住房和城乡建设部等9部门联合印发意见,提出要加快新型建筑工业化发展,以新型建筑工业化带动建筑业全面转型升级,打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌,推动城乡建设绿色发展和高质量发展。

意见指出:新型建筑工业化是通过新一代信息技术驱动,以工程全生命期系统化集成设计、精益化生产施工为主要手段,整合工程全产业链、价值链和创新链,实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。意见在加强系统化集成设计、优化构件和部品部件生产、推动构件和部件标准化、推广精益化施工等方面提出了明确要求。

注释:本文提到的“数字建筑平台”又称“建筑产业互联网平台”

那么新型建筑工业化到底“新”在哪里?和过去我们推动的装配式建筑、建筑业工业化相比,主要表现在哪几方面?

0 1

新供给

从要素驱动型向创新驱动型转变

上个世纪80年代,我国也曾经经历过一段时间的建筑工业化尝试,但由于长期技术的限制和标准体系建设的缺失,再加上我国建筑业一直都是劳动密集型产业,且一直享受廉价劳动力的红利,转型的动机不强。因此,建筑工业化的推动力不强。直到最近几年,随着我国经济发展的增长放缓、劳动力成本的提升、绿色环保要求的倒逼效应,再加上人们对美好生活和个性化建筑的需求与数字科技的冲击,我国的建筑工业化才重新提上了日程。尽管这些年我国出台了《大力发展装配式建筑的指导意见》,但传统的湿作业模式相对装配式建筑还是有一定的成本优势,这也阻碍了这些年我国装配式建筑的发展。

但是随着全要素成本上涨,包括劳动力成本、人口老龄化材料价格进一步上升,我国近二三十年依赖的“劳动密集型的”传统建造模式难以为继,成本投入和效益之间的比例发生变化,甚至已经到了“临界点”,倒逼建筑业必须从劳动密集型,向技术、知识密集型转型,从依赖旧要素驱动向新要素驱动转型。我们常说的建筑工程项目管理中“人机料法环”或许逐渐升级成“人、机器人、智能装备、新型材料、部品部件、新工法、环境”。

图:农民工老龄化,与建筑机器人代替人,来自于网络

指导意见明确提出:要开展生产装备、施工设备的智能化升级行动,鼓励应用建筑机器人、工业机器人、智能移动终端等智能设备,推广智能家居、智能办公、楼宇自动化系统,提升建筑的便捷性和舒适度。

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新动力

打造软件驱动的“数字化生产线”

指导意见明确提出 加快信息技术融合发展,大力推广建筑信息模型(BIM)技术。加快推进BIM技术在新型建筑工业化全 生命期的一体化集成应用;充分利用社会资源,共同建立、维护基于BIM技术的标准化部品部件库,实现设计、采购、生产、建造、交付 和运行维护等阶段的信息互联互通与交互共享;并加快应用大数据技术、推广应用物联网技术和智能建造等技术。

值得注意的是,当前以BIM、云计算、大数据、物联网、移动互联网为代表的新一代信息技术,正在向建筑业加速渗透融合,我们完全可以在建筑工业化的过程中推进信息化,以信息化带动建筑工业化,发挥后发优势,实现生产力的跨越式发展。 通过“数字建筑平台”,构筑产业数字化转型新基建,形成数字化协同设计、智能化生产、智能装配和智能化集成应用等全生命周期的产业智能化应用场景。并融合智能装备、工程机械、自动化设备、机器人,通过软件驱动的全新产业链数字化生产线,让项目全生命周期的每个阶段发生新的改变赋予新的内涵未来的全过程将在实体建筑建造之前,衍生纯数字化虚拟建造的过程,在实体建造阶段和运维的阶段将会是虚实融合的过程。最终,通过“新设计、新建造和新运维”把建筑业提升至现代化工业水平。

图:软件驱动的数字生产线,来源于数字建筑白皮书2019

就像《数字建筑白皮书2019》中阐述的:未来我们可以在设计阶段,打造全数字化“样品”,参建各方通过数字建筑平台(建筑产业互联网平台)对项目的设计、采购、生产、施工、运维各个阶段进行数字化的PDCA循环模拟与数字化打样,实现管理前置控制,对建筑方案的设计优化、施工方案优化、运维方案优化,并不断进行迭代、确保方案合理可行,商务经济最优,产品个性需求得到满足,并形成设计模型、施工和商务方案的数字化样品,用以指导实体建造和运维过程,从而达到浪费最小化、价值最大化。

在建造阶段,通过软件和数据形成建筑全产业链的“数字化生产线”,这条“生产线”将工厂生产与施工现场进行实时在线连接与智能交互协作。实现工厂工业化和现场工业化,两厂(场)联动,工厂工业化基于标准化、流程化,可实现构件及部品的大规模、柔性化生产。现场工业化好比是“装配车间”,通过计划排程到末位到小时(甚至分钟)、任务执行最小到工序、“图纸模型”细化到构件的工业化手段实现精益建造。通过工厂与现场的一体化实现全产业链的协同,将建造过程提升到工业级精细化水平,达到浪费最小化、价值最大化、精益求精的目标。

0 3

新理念

基于全生命周期的绿色节能管理

在发达国家实现工业化(特别在其快速发展)时期,大多数是以消耗能源、牺牲环境为代价,可以说“先发展、后治理”,这种模式的代价是很大的。所以,我们在实现工业化的过程中特别强调生态建设和环境保护,强调处理好经济发展与人口、资源、环境之间的关系。强调绿色发展可持续发展,强调人、建筑和自然和谐统一。不仅是建造过程对环境破坏污染最小化,最终生产结果建筑产品也要高品质、绿色和智慧化。

当前,我国建筑企业普遍使用的现场浇(砌)筑方式,带来了资源能源利用效率低、建筑垃圾排放量大、扬尘和噪声环境污染严重、工程质量和安全没有保障等诸多问题。就建材消耗而言,建筑业用量最大的钢材、水泥都是高耗能产品,我国钢材、水泥生产总量多年处于世界第一,并且建材循环使用比例很低。如果建筑业不进行转型发展,传统建造方式将持续造成资源能源过度消耗和浪费,经济增长与资源能源的矛盾会更加突出,极大制约了社会可持续发展。

除了指导意见提出的 推广应用绿色建材,发展安全健康、环境友好、性能优良的新型建材,推进绿色建材认证和推广应用,推动装配式建筑等新型建筑工业化项目率先采用绿色建材,逐步提高城镇新建建筑中绿色建材应用比例”,我们还可以在建造过程中采用GIS+BIM+云大物移智的现代化数字技术,基于“全生命周 期”的绿色节能管理,按照平台化的思维,结合标准、规范、监管和管理等要素,搭建建筑节能平台,对规划、设计、施工、运维阶段进行全过程控制、管理和监测,实现建筑过程中的能耗大幅度降低, 最大限度地节约资源,包括节能、节地、节水、节材等,保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适、高效、与自然和谐共生的建筑空间。实现建筑业的低耗、高效、经济、环保的发展,实现人、建筑与自然、现在与未来之间的利益共享。

图:基于全生命后期的绿色建筑节能平台

当然还包括在后期运维中,通过数字建筑平台对建筑的能耗进行管理,并升级为可感知、可分析、可控制,乃至能自适应的智慧生命体,实现建筑及设施运行策略的智能判断,达到自我优化、自我管理、自我维修的状态;同时,数字建筑的自适应性能感知和预测在建筑空间中的人的各种服务需求,提供满足个性化需求的舒适健康的服务。

0 4

新生态

全产业链协同、全专业协同

我们过去的建筑业呈“瀑布状”,从甲方到施工企业,从总包到分包,从项目经理到工人层层递进,每个环节都不透明,相互之间难于协同导致建筑产业价值链冗长,效率极其低下。针对以上问题, 本次指导意见特别强调产业协同思维,强调全产业链、全专业协同,并基于平台实现建立多方共赢的合作生态。 意见明确要求,推动全产业链协同,推行新型建筑工业化项目建筑师负责制;促进多专业协同,通过数字化设计手段推进建筑、结构、设备管线、装修等多专业一体化集成设计提高建筑整体性;推进标准化设计,实施建筑平面、立面、构件和部品部件、接口标准化设计,推广少规格、多组合设计方法,以学校、医院、办公楼、酒店、住宅等为重点,推广装配式建筑体系。

图:基于数字建筑平台的多方协同,来自于网络

0 5

新组织

新型市场组织模式破解大建筑业难题

我国建筑业长期采取的“层层分包、层层克扣”的市场模式,在发展中出现了一系类的问题。例如:建筑质量得不到保障、农民工的利益得不到保障,也出现了“农民工讨薪”等严重的社会问题。同时,这种模式也不利于建筑技术的沉淀,难以培养出大批高水平的产业工人。未来如何规范建筑市场,促进更多的企业兼并重组,走规模化、集团化的方式,并利用信息化手段促进市场的透明与诚信化,我们还有很长的路要走。

指导意见还提出要 大力推行工程总承包:新型建筑工业化项目积极推行工程总承包模式,促进设计、生产、施工深度融合;引导骨干企业提高项目管理、技术创新和资源配置能力,培育具有综合管理能力的工程总承包企业,落实工程总承包单位的主体责任,保障工程总承包单位的合法权益;并大力发展全过程工程咨询,大力发展以市场需求为导向、满足委托方多样化需求的全过程工程咨询服务,培育具备勘察、设计、监理、招标代理、造价等业务能力的全过程工程咨询企业。

当然除了指导意见提出的总承包,未来我们的行政管理部门、总承包企业、各种专业分包企业也可依托数字建筑平台形成“大后台、小前台”的平台赋能形式。“大后台”负责能力建设,搭建各种标准体系、知识库、数据库、构件库与工艺库,“小前台”则敏捷地应对各种市场变化,满足客户的各种个性需求。

之,新型建筑工业化涉及发展理念变革、生产方式变革、组织模式变革和驱动机制变革,必将带动建筑业全面转型升级;同时, 发展新型建筑工业化需要培育全过程、全要素、全系统,如设计标准化、生产工厂化、施工装配化、管理信息化以及智能化的技术应用,这对于打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌,推动城乡建设绿色发展和高质量发展具有重要的作用。

参考文献[1]广联达科技股份有限公司.数字建筑:建筑产业数字化转型白皮书[R].北京:广联达科技股份有限公司,2019.

作者:李晓军|广联达河北区域平台

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版权声明:建筑前沿 发表于 2020-09-18 15:58:04。
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