建築工業化發展的「 BIM+」時代要來了嗎？

引言

建築經過這些年的發展，伴隨著快速城鎮化成就巨大，但同時也帶來了高污染、高能耗和低質量、低效率等問題。因此建築效率成為建築行業再發展的一個瓶頸，超過全球工程量50%的建築業需要尋求一個全新的設計建造模式。

我們國家經濟發展、環境發展因建築業承擔了很大的壓力，所以建築行業其實責任非常大。特別是在新的經濟轉型期，國家提出「一帶一路」發展戰略，建築行業也承擔著走出去的責任。我們不僅要建設自己，還要走向國際。現在建築行業也是全球化的過程，對建築業來說，需要注入新的活力。「建造」也亟待升級轉型，支撐我們國家的「一帶一路」戰略。

一、建築工業化：國內的傳統現實VS國外先進的應用狀況

建築工業化使項目開發具有質量可控、成本可控、進度可控的優勢。建築工業化作為一個成熟的技術在發達國家已得到廣泛應用。經驗證明，應用建築工業化技術，建築建設的綜合效率得到大幅度提升，同時施工周期僅為傳統方式的 1/3，同時用工量大大減少，施工現場粉塵、噪音、污水等問題都得到了較好解決。

美國住宅標準化率和商業化程度幾乎達到 100%；瑞士 80%的住宅是用通過部件為基礎建造的；法國工業化程度也非常高，主要採用預應力混凝土框架裝配式體系，這個體系裝配率可達到80%，與傳統現澆建築方式相比，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常可觀，同時還能減少83%的建築垃圾，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達到 90%。而到目前為止，建築的實際上還不到 5%。

二、為什麼信息技術與建築工業化會成為「伉儷」

信息技術的高速發展伴隨移動互聯網的推波助瀾，掀起了對大數據、建造數字化、雲計算和人工智慧等新技術應用的廣泛討論。這首先給傳統思維模式帶來巨大的衝擊，特別是人們從原有因果的思維邏輯正在向關聯的思維邏輯轉變。

建築不再只是解決住的問題，綠色發展、生態保護和能量蓄積已融入到人們對建築的需求中，因此，原有建築的內涵也發生了改變。為了提升建築本身的品質和效率，需要重新評估並重新整合現有的建築設計過程、生產與施工過程及運營管理的過程。

在從因果邏輯向關聯邏輯的轉變過程中，建築師們在創造「更好居所」這一理想上找到了一致的選擇，信息技術與建築工業化有機的結合起來。

早在 1999 年，英國就在一個官方報告里提出：五年內要通過應用信息技術，使其建築業節約 30%的項目成本。根據各國相關報道，其實信息化的介入確實可以大大提升施工效率，保守地說將施工工期縮短15%（這是很早以前的數據）。而後，互聯網技術介入建築市場，又可以節約 30%-35%的項目成本，這是英國在 2000 年前後提出的認識。

這近十幾年中，在新技術的推動下，建築行業發展迅速。不僅是英國，各國家都在新的信息化時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 4.0 的概念，使得以信息技術為特徵的新型工業化成為未來整個全球競爭力的焦點。

實施以信息化帶動工業化戰略，是改造和提升傳統建築行業的一個突破口，是建築從「建造大國」走向「建造強國」的必經之路。

三、信息技術如何伴隨建築工業化發展之路

工業化的核心是一種組織管理的模式，就是一整套系統，特點是分工協作、資源優化配置、程序優化，用最經濟的生產要素在最短的時間建造完成，明確的工業化分工有利於專業化，提高生產效率。

信息技術為建築發展所需要的多重系統交互協同，提供了平台和可能。信息技術是促進新型建築工業化的一個強有力的推手。

建築工業化目前走過了兩個階段的發展。第一個階段有三個方面的特點：構件標準化、模式化；施工機械化；現場的裝配化、分工細化、程序化。

隨著信息技術的推動，建築工業化進入第二階段，這一階段的特徵是在互聯網路環境下、雲端採用大數據架構實現智能決策應用、並支撐前端的可視化和模擬性，這將給建築工業化提供高效的、豐富的、以往解決不了的解決方案。 在第一階段中出現的問題，如建築構件獨特性和工業生產的標準化的矛盾，建築設計和構件製造脫離的矛盾，建築設計和施工脫離的矛盾等相關問題，都可以在建築工業化的第二階段有效地解決。

建築工業化第二階段的主要特徵之一是用信息技術去推動工業化，從設計、預算、建造以及運維各個階段都能大幅度提高效益。它有以下幾個特點：

1、在設計環節構建體系，實現構件化設計，社會化製造和採購，利用互聯網技術，跟以往工業化概念有所不同。

2、工業化與個性化的結合：大規模生產與個性化的定製結合，實現快速大規模的定製。這是信息時代出現的特點。

3、將多專業先進技術集成到建築設計建造中，實現技術集成，克服傳統工業化的難題。

建築工業化發展的第二階段必須依託於大數據信息化平台的支撐，目前類似系統在市場上還較少。

四、未來建築工業化發展趨勢

德國提出工業化4.0 的指向性非常明確，美國也在新的時代里提出信息時代新硬體時代的戰略，也提「互聯網+」。對於德國來說，工業4.0的指向非常精準，即利用德國製造業的優勢，在新時代里繼續保持國家發展的優勢。

工業4.0包含集中式控制向分散式增強型控制的轉變，對於建築行業來說意義非常大。建築的大量採購和運輸在工業4.0里得到了顛覆性改變，就像最大的計程車公司沒有車，最大的零售商沒有實體店，沒有產品庫存。所以建築行業未來怎麼樣？其實我們的信息和網路時代也是帶來革命性的變化。將產品的全生命周期和全製造流程的數字化以及基於信息通信技術的模塊化的集成，將形成高度靈活個性、數字化的產品與服務的一種生產模式，在這種模式下，BIM是一個核心的技術平台。因此看到信息化和工業化的關聯性，BIM是促進新型工業化和建築業信息化發展重要的技術和技術平台。BIM技術是推動建築的顛覆性革命。BIM+3D列印、BIM+機械臂施工方面，現在機械臂從硬體上來說已經較成熟，關鍵現在是否在工程領域、設計領域、施工領域真正把這些用起來，這給我們的建築師提供了很大的想象空間，一些造根據建築需要生成的造型比較特別的建築，以往屬於比較難以建造的建築形式，現在通過BIM和3D、BIM和機械臂的製造都可以實施。 原來一些設計上用非線性做的東西，可能也需要用3D技術和機械臂真正去建造實施出來。