“三位一體”新模式推進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

文｜本刊記者 孫璟璐

建筑行業(yè)貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的五大發(fā)展理念，就是要走綠色化、工業(yè)化、信息化“三位一體”協(xié)調(diào)發(fā)展的道路。針對(duì)目前我國建筑能耗居高不下、建筑資源消耗水平遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家、建筑工業(yè)化和信息化程度還很低的現(xiàn)狀，建筑業(yè)應(yīng)以信息技術(shù)為抓手，推動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化、工業(yè)化、信息化“三位一體”協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式。

眼下，現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)往往是超高、大跨度、大規(guī)模體量，深基礎(chǔ)、深層地下空間、深海開發(fā)，建筑造型、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國國內(nèi)現(xiàn)有的摩天大樓350座，在建的摩天大樓287座，全球在建的摩天大樓87%在中國；規(guī)劃的摩天大樓則有461座。如果一切順利，五年后中國摩天大樓的總數(shù)將超過1000座，是現(xiàn)今美國的4倍。

由于長期的過度競爭，建筑企業(yè)特別是設(shè)計(jì)與施工企業(yè)的技術(shù)水平低，科技進(jìn)步投入不足。有關(guān)部門測算，在我國建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長中不到30%是靠技術(shù)進(jìn)步獲得的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于40%的全國平均水平。龐大的建設(shè)規(guī)模與目前的設(shè)計(jì)與施工水平嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，建筑業(yè)的技術(shù)和管理水平相對(duì)落后。

眾所周知，建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，2014年城鎮(zhèn)化率達(dá)到54.77%，2014年建筑業(yè)增加值占GDP的比重高達(dá)7.03%?，F(xiàn)階段，我國每年在建工程約70多萬個(gè)，建筑業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門中居第4位，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商貿(mào)業(yè)之后，在交通運(yùn)輸通訊業(yè)之前。

建筑業(yè)也是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010年統(tǒng)計(jì)的建筑施工企業(yè)70061家，從業(yè)人員4043.4萬人；勘察設(shè)計(jì)企業(yè)14692家，從業(yè)人員130萬人。2014年統(tǒng)計(jì)結(jié)果為建筑施工企業(yè)79528家，從業(yè)人員4499.31萬人；勘察設(shè)計(jì)企業(yè)18280家，從業(yè)人員212萬人。

建筑業(yè)是一個(gè)高消耗產(chǎn)業(yè)，它消耗了大量資源和能源。相關(guān)資料顯示，建筑業(yè)消耗了全國45%的水泥，50%以上的鋼材，建造和使用過程中則消耗了接近50%的能源。建筑業(yè)還是一個(gè)高排放產(chǎn)業(yè)，工程建造過程又存在著嚴(yán)重的環(huán)境污染，與建筑有關(guān)的空氣污染、光污染等約占環(huán)境總體污染的34%；建筑施工垃圾約占城市垃圾總量的30%～40%。每1萬平米的住宅施工，產(chǎn)生建筑垃圾量達(dá)500～600噸；施工粉塵占城區(qū)粉塵排放量的22%；民用建筑的二次裝修又造成大量的資源浪費(fèi)。

信息技術(shù)促進(jìn)建筑行業(yè)管理水平提高

應(yīng)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的建筑業(yè)既是技術(shù)工作，也是政治任務(wù)?？辈煸O(shè)計(jì)行業(yè)在工程建設(shè)領(lǐng)域率先應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，成為我國信息化建設(shè)起步早、發(fā)展快、效益高的行業(yè)?？辈煸O(shè)計(jì)行業(yè)自80年代后期開始推廣CAD技術(shù)，到2000年基本實(shí)現(xiàn)了“甩掉圖板”。不僅徹底把工程設(shè)計(jì)人員從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖中解放出來，還可以把更多的時(shí)間和精力放在方案優(yōu)化、改進(jìn)和復(fù)核上，提高設(shè)計(jì)效率十幾到幾十倍，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

CAD技術(shù)的普及應(yīng)用，使勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了信息化，實(shí)現(xiàn)了勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的第一次革命。與此同時(shí)，經(jīng)過“十五”和“十一五”的研究與實(shí)踐，CAM技術(shù)(計(jì)算機(jī)輔助管理) 在設(shè)計(jì)、施工以及各行業(yè)管理中得到廣泛應(yīng)用，顯著提高了工作效率和工作質(zhì)量，并在一定的程度上提高了企業(yè)的管理水平。

當(dāng)然，建筑業(yè)信息技術(shù)目前也存在一些問題。信息技術(shù)發(fā)展到今天，工程設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行維護(hù)的各階段，以及每一階段的各專業(yè)、各環(huán)節(jié)都在應(yīng)用軟件輔助專業(yè)工作。設(shè)計(jì)與施工等領(lǐng)域的從業(yè)人員面臨的主要問題有兩個(gè)：一是信息共享，二是協(xié)同工作。

設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行維護(hù)中信息應(yīng)用和交換不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問題造成了大量人力物力的浪費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生，“錯(cuò)漏碰缺”造成的資源浪費(fèi)也很嚴(yán)重。建筑業(yè)的同行都對(duì)這樣兩個(gè)專有名詞耳熟能詳，一個(gè)叫“錯(cuò)漏碰缺”，另外一個(gè)叫“設(shè)計(jì)變更”。有了“錯(cuò)漏碰缺”，就需要做“設(shè)計(jì)變更”，這對(duì)設(shè)計(jì)師來說，意味著工作量增大；對(duì)承包商來說，意味著待工、窩工、返工；對(duì)發(fā)展商來說，意味著工期可能延誤、造價(jià)可能提高、質(zhì)量可能降低；對(duì)社會(huì)來說，意味著人力材料浪費(fèi)、更多的二氧化碳排放，對(duì)可持續(xù)發(fā)展造成挑戰(zhàn)。

目前，工程變更與簽證價(jià)款已成為施工企業(yè)獲得額外收入的來源之一，可占合同價(jià)格的10%到25%。2008年長春市審計(jì)局對(duì)市政府投資的工程項(xiàng)目審計(jì)中，抽查了其中的13個(gè)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)變更與簽證部分造價(jià)占工程總投資的22.23%。此外，信息丟失造成的損失也很大，美國的麥克格勞.希爾（ McGraw Hill）發(fā)布了一個(gè)關(guān)于建筑業(yè)信息互用問題的研究報(bào)告“Interoperabilityin the Construction Industry”。該報(bào)告的統(tǒng)計(jì)資料顯示，數(shù)據(jù)互用性不足使建設(shè)項(xiàng)目平均增加3.1%的成本和3.3%的工期延誤。

信息孤島幾乎是國內(nèi)外普遍存在的問題，大到一個(gè)行業(yè)，小到一個(gè)企業(yè)、一個(gè)部門，數(shù)據(jù)不能有序流通、信息不能共享，信息孤島給行業(yè)和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。解決各個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互和業(yè)務(wù)集成，也成為建筑行業(yè)和企業(yè)信息化的主要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。

信息技術(shù)助力建筑業(yè)效益提升

建筑業(yè)的任何一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步，帶來的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益都十分巨大。黨的十五屆五中全會(huì)提出要用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。如何充分利用21世紀(jì)新的技術(shù)資源，改造傳統(tǒng)的建筑業(yè)，是擺在建筑行業(yè)面前的一項(xiàng)十分急迫的任務(wù)。

BIM 技術(shù)的出現(xiàn)為整個(gè)建筑行業(yè)提供了新的競爭力，它提高了全行業(yè)效益，增強(qiáng)企業(yè)整體競爭力，提升個(gè)人工作質(zhì)量與效率。實(shí)際上，早在1998年，我國政府有關(guān)部門、科研組織IFC標(biāo)準(zhǔn)就開始了BIM的前期研究。2007年以前，部分企業(yè)的部分技術(shù)人員開始嘗試BIM技術(shù)應(yīng)用。2007-2011年，部分企業(yè)或工程開始有組織地開展BIM技術(shù)研究應(yīng)用，并獲得良好效益。2012年開始，一些企業(yè)開始統(tǒng)籌規(guī)劃，推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用。

目前，BIM已成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，不僅技術(shù)人員和管理人員重視，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)也十分重視，并期望以BIM為核心的最新信息技術(shù)，成為支撐行業(yè)技術(shù)升級(jí)、生產(chǎn)方式變革、管理模式革新的核心技術(shù)。

建筑行業(yè)的各個(gè)企業(yè)都在積極探索BIM的應(yīng)用，一些企業(yè)和項(xiàng)目也取得了可觀效益。在工程應(yīng)用方面，2007年BIM進(jìn)入中國設(shè)計(jì)領(lǐng)域，從上海世博會(huì)國家電網(wǎng)館工程、天津中鋼大廈工程到深圳機(jī)場擴(kuò)建等大型工程均采用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)。目前，一些大型設(shè)計(jì)單位正在紛紛成立BIM團(tuán)隊(duì)，編制企業(yè)級(jí)BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和指南。2010年5月， BIM進(jìn)入上海中心工程，由業(yè)主牽頭對(duì)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營全過程的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了全面規(guī)劃，整合設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備安裝單位，啟動(dòng)BIM在“設(shè)計(jì)-施工-安裝-運(yùn)維”的一體化應(yīng)用。

中建總公司技術(shù)中心副主任李云貴介紹到，在設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用較多的方面包括建立了三維設(shè)計(jì)模型，各專業(yè)設(shè)計(jì)之間可以共享三維設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行專業(yè)協(xié)同、碰撞檢查，避免數(shù)據(jù)重復(fù)錄入。使用相應(yīng)的軟件直接進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各專業(yè)設(shè)計(jì)，部分專業(yè)的二維設(shè)計(jì)圖紙可以從三維設(shè)計(jì)模型自動(dòng)生成?？梢詫⑷S設(shè)計(jì)模型的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到各種分析軟件，例如能耗分析、日照分析、風(fēng)環(huán)境分析等軟件中，快速地進(jìn)行各種分析和模擬，還可以快速計(jì)算工程量并進(jìn)一步進(jìn)行工程成本的預(yù)測以及設(shè)計(jì)成果的可視化表達(dá)與溝通。

在施工階段BIM應(yīng)用則包括施工投標(biāo)：科技支撐發(fā)展、服務(wù)經(jīng)營，提升中標(biāo)率；施工準(zhǔn)備：施工組織方案模擬與優(yōu)化、碰撞檢查、可視化交底等，直接效益良好；施工過程： 4D、 5D、質(zhì)量、安全等；施工管理：BIM與ERP融合，高級(jí)應(yīng)用。

BIM技術(shù)應(yīng)用可以提升項(xiàng)目集成化交付的能力。BIM模型信息的完備性、關(guān)聯(lián)性和一致性使得項(xiàng)目各個(gè)階段、項(xiàng)目參建各方都有了統(tǒng)一的集成管理環(huán)境。隨著BIM模型數(shù)據(jù)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維等各個(gè)階段不斷得到創(chuàng)建、整合與升級(jí)，為建筑全生命期各階段的工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全、材料和成本等業(yè)務(wù)的集成化管理提供了有利支撐。

可以說BIM技術(shù)是引領(lǐng)建筑行業(yè)信息化走向更高層次的一種新技術(shù)，它的全面應(yīng)用將為建筑行業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生無可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。同時(shí)，也為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，使規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高，降低成本，減少返工，減少浪費(fèi)，促進(jìn)了項(xiàng)目的精益管理，加快了行業(yè)的發(fā)展步伐。

推進(jìn)建筑業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用

推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用需關(guān)注的幾個(gè)問題，包括正確理解，軟件工具，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，人才培養(yǎng)，正確應(yīng)用，技術(shù)集成，法律環(huán)境，領(lǐng)導(dǎo)態(tài)度等多個(gè)方面。

正確理解BIM能力的三個(gè)方面，即信息共享能力，是BIM的核心；做好工程——完成專業(yè)任務(wù)能力，是BIM的目標(biāo)；協(xié)同工作能力，是BIM的應(yīng)用過程。明確角色，要明確 BIM基礎(chǔ)理論研究主要針對(duì)高校；BIM標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)政策則主要面向政府；BIM應(yīng)用軟硬件主要依賴軟件公司； BIM工程應(yīng)用則主要針對(duì)建筑企業(yè)。

BIM技術(shù)作為促進(jìn)我國建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要技術(shù)手段，其應(yīng)用與推廣對(duì)建筑行業(yè)的科技進(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級(jí)將產(chǎn)生不可估量的影響，同時(shí)也將給建筑企業(yè)的發(fā)展帶來巨大動(dòng)力，將大大提高工程項(xiàng)目的集成化程度和交付能力，進(jìn)一步促進(jìn)工程項(xiàng)目的效益和效率的顯著提升。

當(dāng)然，并不是說應(yīng)用了BIM就會(huì)從頭到尾徹底改變企業(yè)。實(shí)際上，在應(yīng)用BIM后，企業(yè)的核心業(yè)務(wù)內(nèi)容、模式不會(huì)改變，企業(yè)員工基本崗位職責(zé)劃分也不會(huì)改變。隨之而來的會(huì)改變企業(yè)員工的知識(shí)和技能構(gòu)成，改變企業(yè)使用的軟件工具，改變企業(yè)的工作方法和流程，并改變企業(yè)的交付成果形式、內(nèi)容、質(zhì)量。