中國(guó)智能建筑發(fā)展與應(yīng)用研究

建筑行業(yè)的發(fā)展是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。在建國(guó)初期，受限于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低的影響，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展較為緩慢且具有代表性的建筑多集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的省會(huì)城市中，小城市特別是農(nóng)村中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)比較落后。上世紀(jì)七十年代隨著改革開放政策的提出與持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入新階段。伴隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)迎來了發(fā)展的高峰期。在此階段，各類具有代表性及歷史意義的建筑物如雨后春筍般在我國(guó)廣袤的大地上不斷涌現(xiàn)，標(biāo)志著我國(guó)建筑行業(yè)正式步入高速發(fā)展期。十九大的勝利召開，習(xí)近平總書記明確指出我國(guó)社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，在新時(shí)代背景下只有進(jìn)一步貫徹落實(shí)改革開放政策，只有全面進(jìn)行深化改革才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。在新時(shí)代背景下，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了建筑行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，使建筑行業(yè)迎來了高質(zhì)量發(fā)展的又一個(gè)高峰新。

回顧近70年我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)雖然當(dāng)前建筑行業(yè)整體發(fā)展水平較建國(guó)初期有了較大提升，但目前同樣面臨許多問題需要解決，如：1）當(dāng)前建筑行業(yè)仍為傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)：我國(guó)人口眾多，受人口福利影響在我國(guó)從事建筑行業(yè)的人員也較多，大量勞動(dòng)力的使用在我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展初期極大的推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷提升，人們對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展提出了新要求，當(dāng)前仍以勞動(dòng)密集型為主的建筑行業(yè)已不能滿足現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展需求，因此提高建筑行業(yè)人員技術(shù)水平、減少建筑行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量、提高從業(yè)人員質(zhì)量成為當(dāng)前建筑行業(yè)面臨的一個(gè)關(guān)鍵問題。2）環(huán)境污染大，資源消耗多：建筑行業(yè)的發(fā)展雖帶動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升，但同樣對(duì)環(huán)境造成了較大壓力，環(huán)境污染問題已成為當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展難以逾越的一道鴻溝，高排放、高消耗、低利用率的建筑行業(yè)發(fā)展模式以成為阻礙建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型的主要因素。3）人工智能技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用率低：高科技的發(fā)展已成為推動(dòng)當(dāng)前各行各業(yè)轉(zhuǎn)型的中堅(jiān)力量，但是在我國(guó)建筑行業(yè)領(lǐng)域，由于從業(yè)人員整體知識(shí)水平較低，這嚴(yán)重影響了各種先進(jìn)智能技術(shù)及高效工程機(jī)械技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型。4）建設(shè)周期長(zhǎng)、投資回報(bào)周期長(zhǎng)：受既有建筑施工水平影響，我國(guó)建筑物的施工周期普遍較長(zhǎng)，較長(zhǎng)的施工周期不僅造成了施工過程中不確定因素的增加，更是嚴(yán)重影響了投資者對(duì)投資回報(bào)率的及時(shí)獲得，致使投資者降低對(duì)建筑行業(yè)的投資興趣。

以上問題是當(dāng)前制約我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在，為解決以上問題實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的成功轉(zhuǎn)型，近年來針對(duì)傳統(tǒng)建筑行業(yè)，國(guó)家制定并出臺(tái)多項(xiàng)措施來推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型。在眾多措施中裝配式建筑的發(fā)展作為其中的典型代表成為實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)。

裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比，其整體性和剛度相對(duì)較小且抗震性能相對(duì)較弱，因此在建國(guó)初期我國(guó)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展緩慢。近年來隨著科技水平的提高，對(duì)裝配式建筑的研究有了長(zhǎng)足發(fā)展，其整體性差、剛度低及抗震性能差等問題得到了有效解決。目前由于我國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格與國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保等要求的不斷提高以及建筑工業(yè)化的不斷發(fā)展，使裝配式建筑在我國(guó)開始得到逐步推廣。所謂裝配式建筑就是在制造車間將預(yù)制部件進(jìn)行生產(chǎn)加工，然后在施工場(chǎng)地上對(duì)已有預(yù)制部件進(jìn)行裝配連接，從而實(shí)現(xiàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)高效施工、低污染的建筑發(fā)展目標(biāo)。裝配式建筑的類型眾多當(dāng)前主要分為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式混凝土建筑及裝配式組合建筑等三大類。結(jié)合裝配式建筑在我國(guó)已有研究成果可知，其與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）環(huán)境污染小、實(shí)現(xiàn)綠色施工要求：傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑施工模式存在資源消耗大，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，易產(chǎn)生大氣、噪音等污染且施工過程受施工環(huán)境影響顯著等問題。裝配式建筑的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的施工方式，使其由傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)場(chǎng)裝配連接預(yù)制構(gòu)件作業(yè)，因此避免了現(xiàn)場(chǎng)澆筑等問題?，F(xiàn)場(chǎng)裝配的施工方式有效的較低了噪音及空氣污染等情況且受施工環(huán)境的影響程度也顯著降低，滿足了綠色施工要求。2）提高施工效率、縮短工期、有效降低人工成本：裝配式建筑的各構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)均由工廠機(jī)械化加工完成，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼接連接即可完成建筑物的建造過程。因此施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械化程度提高，克服了冬期施工等不利因素、施工速度大大加快，施工周期得到明顯縮短。此外施工人員及現(xiàn)場(chǎng)管理人員的數(shù)量明顯減少，在一定程度上降低了人工費(fèi)用。3）工程質(zhì)量有效提高，安全隱患顯著降低：構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)的加工均在工廠完成，因此其加工質(zhì)量得到有效保障，避免了現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工遇到的各類質(zhì)量問題。由于施工人員的減少及裝配式施工過程的規(guī)范化、制度化致使施工風(fēng)險(xiǎn)降低，施工安全得到了顯著提升。4）模數(shù)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化施工使建筑壽命得以延長(zhǎng)：裝配式建筑的一大特點(diǎn)是模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化制作、批量化生產(chǎn)、機(jī)械化施工、整體化安裝，以上生產(chǎn)建造方式使得裝配式建筑擁有靈活的結(jié)構(gòu)形式，豐富的建筑外觀以及較長(zhǎng)的使用期限。5）便于構(gòu)件的更換與維修：裝配式建筑由于其各構(gòu)件之間的連接為裝配連接而非焊接等一次性連接，因此當(dāng)建筑物的某一部分受損后，根據(jù)其受損程度可及時(shí)更換對(duì)應(yīng)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)建筑物的繼續(xù)服役，繼續(xù)滿足建筑物的使用功能需求。

以上優(yōu)勢(shì)使得裝配式建筑在我國(guó)的發(fā)展成為必然，此外為了推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了關(guān)于發(fā)展裝配式建筑的若干指導(dǎo)意見，為全力貫徹創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、共享、開放的五大發(fā)展理念，明確指出了裝配式建筑未來在我國(guó)新建建筑領(lǐng)域所占比例，明確規(guī)劃出未來發(fā)展裝配式建筑的重點(diǎn)區(qū)域和推進(jìn)城市。由于我國(guó)政府大力提倡發(fā)展預(yù)制裝配式建筑，因此使得裝配式建筑的發(fā)展和推廣變得更為順利。

裝配式建筑在我國(guó)的迅猛發(fā)展，對(duì)建筑行業(yè)提出了更高的發(fā)展要求，當(dāng)前仍以人工建造為主的建筑行業(yè)已難以滿足新時(shí)代裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展需求，因此在建筑行業(yè)領(lǐng)域開展以人工智能為主的智能建造技術(shù)成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。

所謂智能建造是指將新一代信息工程技術(shù)與工程建造技術(shù)相結(jié)合而形成的一種工程建造創(chuàng)新模式，利用以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化為代表的三化技術(shù)和以算據(jù)、算力、算法為代表的三算技術(shù)為特征的新一代信息技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)工程建造的數(shù)字化建設(shè)要求。借助現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化互交、可視化認(rèn)知、高性能運(yùn)算以及智能化決策，來實(shí)現(xiàn)智能建造下的建筑工程立項(xiàng)、設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)與協(xié)同工作，以此實(shí)現(xiàn)降低工程建造、改造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，給用戶展現(xiàn)以人為本、綠色可持續(xù)的智能化工程產(chǎn)品與優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

當(dāng)前智能建造技術(shù)不僅僅是工程建造技術(shù)的變革創(chuàng)新，更是從產(chǎn)品形態(tài)、建造理念、經(jīng)營(yíng)模式、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)及行業(yè)管理等方面對(duì)建筑業(yè)進(jìn)行了全新定位。研究發(fā)現(xiàn)，智能建造技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的新戰(zhàn)略且在建筑領(lǐng)域取得了一定成果。智能建造技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用有如下表現(xiàn)形式：如采用機(jī)器人焊接技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件的焊接連接、施工現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)械臂自動(dòng)砌筑墻體、機(jī)械臂綁扎鋼筋及機(jī)械臂焊接作業(yè)等，這些自動(dòng)或智能建造技術(shù)有效提升了建筑質(zhì)量，成功把工人從繁雜的勞動(dòng)力中解放出來，實(shí)現(xiàn)了建筑施工的智能化、機(jī)械化發(fā)展。

智能建造技術(shù)的推廣與應(yīng)用在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)智能建筑行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)已有研究可知：在我國(guó)智能建筑從出現(xiàn)到今天已經(jīng)有了大約30年的發(fā)展時(shí)間，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科學(xué)技術(shù)的不斷提升，智能建筑的內(nèi)涵與外延得到不斷豐富，如其由早期的單個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)發(fā)展到如今多個(gè)綜合系統(tǒng)的組合。智能建筑行業(yè)在我國(guó)30年的發(fā)展歷程中，大致可概括為三個(gè)重要發(fā)展階段，且在每個(gè)發(fā)展階段均具有其代表性的發(fā)展特征。

首先，智能建筑的早期發(fā)展階段，此階段的智能建筑是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，其主要標(biāo)志是4C技術(shù)即計(jì)算機(jī)技術(shù)（computer）、通信技術(shù)（communication）、控制技術(shù)（control）及圖形顯示技術(shù)（CRT）的推廣與應(yīng)用。在建筑物中應(yīng)用4C技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在建筑物內(nèi)部形成一個(gè)智能化的綜合性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑物管理與運(yùn)行的智能化發(fā)展，為人們提供一個(gè)更加安全、更加高效、更加便利且同時(shí)滿足可持續(xù)發(fā)展的新型建筑群體，從而形成人、環(huán)境及建筑互相協(xié)調(diào)的完整發(fā)展整體。此階段，由于4C技術(shù)的應(yīng)用使智能建筑具有以下典型特征：1）基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)的興起與發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑行業(yè)得到了充分應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)代替了傳統(tǒng)的人工技術(shù)，使建筑行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具備了網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求。2）物業(yè)管理更加精細(xì)化：通訊技術(shù)及控制技術(shù)的應(yīng)用能夠構(gòu)建“一站式的”物業(yè)管理服務(wù)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理的集中化。通過集中化的物業(yè)管理能夠及時(shí)有效的解決業(yè)主的各種需求，從而使物業(yè)管理更加精細(xì)化。3）服務(wù)功能更加專業(yè)化：圖形顯示技術(shù)的應(yīng)用使建筑運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的各個(gè)階段處于可視化進(jìn)程中，基于此建立一套公共服務(wù)管理平臺(tái)為企業(yè)、個(gè)人及相關(guān)管理人員提供更加標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的服務(wù)體系成為可能。4）運(yùn)維管理更加集中化：以上措施的實(shí)現(xiàn)使得建筑物的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)變得更加方便化、可視化及有效化，因此可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理的集中化發(fā)展，從而使運(yùn)維管理變得更加有效迅速。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以4C技術(shù)為主導(dǎo)的智能建筑所存在的不足逐漸顯現(xiàn)出來，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，解決智能建筑發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，智能建筑的發(fā)展步入另一個(gè)新發(fā)展階段。在該階段，智能建筑的發(fā)展仍以4C技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)形成了新一套智能化系統(tǒng)，即5A系統(tǒng)：主要包括設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）、通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）、安防自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）和消防自動(dòng)化系統(tǒng)（FAS）五大部分。5A系統(tǒng)的應(yīng)用使該階段的智能建筑具有如下特征：1）監(jiān)控管理效率得到明顯提升：BAS系統(tǒng)的應(yīng)用使得監(jiān)控系統(tǒng)具有集中操作管理及分散控制的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)建筑設(shè)備的全面管理與監(jiān)控，使得建筑物的各項(xiàng)設(shè)備一直處于最佳運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，因此顯著提高了監(jiān)控管理效率。2）信息資源共享度更高、業(yè)務(wù)處理能力更強(qiáng)：OAS辦公系統(tǒng)的應(yīng)用，提供了形式多樣及更加高效的辦公手段，因此資源共享率得到進(jìn)一步提高、物業(yè)管理水平顯著提升，在一定程度上提升了物業(yè)管理的精細(xì)化程度。3）信息傳遞更加及時(shí)、便捷、有效：CAS通信系統(tǒng)的提出實(shí)現(xiàn)了建筑物內(nèi)部與外部各種信息的時(shí)時(shí)交流，保障了信息交流的及時(shí)性及有效性，使得管理人員能夠在第一時(shí)間掌握建筑物的相關(guān)動(dòng)態(tài)，制定恰當(dāng)對(duì)策確保建筑物的正常運(yùn)營(yíng)。4）公共安全性得到進(jìn)一步提高：SAS安防系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控的連續(xù)性，在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)一旦建筑物處于危險(xiǎn)之中，對(duì)應(yīng)的警報(bào)系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)，因此能夠及時(shí)有效地處理遇到的各種危險(xiǎn)，確保建筑物的安全運(yùn)行。5）建筑物的防火安全等級(jí)得到進(jìn)一步提高：FAS系統(tǒng)主要由火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警器、滅火設(shè)施和通信裝置組成，其應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行，提高了高層特別是超高層建筑物的防火等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)預(yù)警、報(bào)警及滅火系統(tǒng)的一體化管理運(yùn)行，提高了建筑物的防火等級(jí)。

伴隨著科技的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，5A系統(tǒng)在智能建筑發(fā)展過程中遇到了各種新的問題，如在5A系統(tǒng)具體應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)OAS系統(tǒng)與建筑智能化發(fā)展理論及工程應(yīng)用的關(guān)系越來越疏遠(yuǎn)，此外CAS系統(tǒng)由于其內(nèi)容過于龐大且分支較多，將其歸類為建筑智能化系統(tǒng)有些牽強(qiáng)，因此關(guān)于該系統(tǒng)提及的次數(shù)越來越少。為解決智能建筑發(fā)展過程中出現(xiàn)的以上問題，進(jìn)一步提高科技含量在智能建筑中的比例，創(chuàng)新智能建筑發(fā)展模式成為當(dāng)前智能建筑發(fā)展需要面臨的新一輪挑戰(zhàn)。

現(xiàn)如今，許多前沿性科學(xué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)取得了突破發(fā)展，隨之帶動(dòng)了智能建筑向著智慧建筑的方向發(fā)展?；谝陨戏治觯?dāng)前智能建筑的發(fā)展步入第三發(fā)展階段，該階段是以大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)及智能網(wǎng)關(guān)等前沿性科學(xué)技術(shù)為依托的智慧建筑階段。智能建筑的發(fā)展本質(zhì)是為生活在其中的人們提供一種更加高效、舒適、安全及便捷的生活工作環(huán)境，因此智能建筑發(fā)展的核心就是要“以人為本”。如今，智慧建筑的發(fā)展更加突出了“以人為本”的發(fā)展理念，因此其具備如下基本特征：1）安全性及防御性有了質(zhì)的提升：隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧建筑中的安全系統(tǒng)與防御系統(tǒng)得到明顯改善且涉及的范圍更加廣泛，其范圍從一開始的建筑物本身到現(xiàn)在的企業(yè)、家庭及個(gè)人均成為智慧建筑中安全性及防御性所涉及的內(nèi)容，因此其安全及防御性有了質(zhì)的提升。2）管理系統(tǒng)更加綜合、更加復(fù)雜：如今的管理系統(tǒng)已不單單是針對(duì)建筑物本身及物業(yè)的管理系統(tǒng)，其涉及的范圍更廣、項(xiàng)目管理更加具體、精細(xì)，因此一個(gè)更加綜合、更加復(fù)雜的管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。3）高科技、新技術(shù)，創(chuàng)新發(fā)展理念成為智能建筑的常態(tài)化：隨著建筑行業(yè)科技水平的不斷提高，人工智能技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)及智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用成為常態(tài)化，創(chuàng)新發(fā)展理念成為智慧建筑發(fā)展的主流，以上技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)不斷推動(dòng)者智慧建筑向著更加智能化的發(fā)展方向邁進(jìn)。4）“以人為本”的發(fā)展理念得到進(jìn)一步體現(xiàn)：各類先進(jìn)通訊設(shè)備、用戶終端、移動(dòng)辦公軟件及生活設(shè)施的應(yīng)用，進(jìn)一步滿足了人們對(duì)智慧建筑的發(fā)展要求。舒適、便捷的工作生活環(huán)境極大地體現(xiàn)了“以人為本”的發(fā)展理念。

智能建筑在我國(guó)從出現(xiàn)到今天經(jīng)歷了以上三個(gè)重要發(fā)展階段且每個(gè)階段均具有其典型的特征。當(dāng)前智慧建筑的發(fā)展使其范圍得到不斷擴(kuò)充，以BIM技術(shù)、3D打印技術(shù)及裝配式建筑技術(shù)為代表的建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)和建造技術(shù)成為當(dāng)前智慧建筑發(fā)展的主流。

現(xiàn)以數(shù)字化設(shè)計(jì)及建造技術(shù)具體應(yīng)用為例，列舉其在國(guó)內(nèi)工程案例中的應(yīng)用過程，以使人們對(duì)智慧建筑有更加直觀的了解。BIM技術(shù)因其具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性及優(yōu)化性等特點(diǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)建與實(shí)際情況相符合的建筑工程信息庫(kù)，此外通過構(gòu)建三維模型能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)建造過程的可視化發(fā)展進(jìn)程。以北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)為例，列舉BIM技術(shù)在其施工建造過程的典型應(yīng)用。北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，其施工技術(shù)要求高，施工難度大。此外，為給祖國(guó)70周年獻(xiàn)禮，在建造過程中對(duì)其施工周期及施工質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，在機(jī)場(chǎng)建造過程中智能建造技術(shù)的應(yīng)用就顯得格外重要，BIM技術(shù)作為智能建造技術(shù)的典型代表其在機(jī)場(chǎng)選址、安置房建設(shè)、鋼結(jié)構(gòu)工程、智能監(jiān)管等領(lǐng)域得到了充分應(yīng)用。如在安置房建設(shè)過程中：為實(shí)現(xiàn)安置房等配套設(shè)施在施工階段的可視化、項(xiàng)目管理的精細(xì)化發(fā)展目標(biāo)，將BIM技術(shù)與其施工過程相結(jié)合，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：1）圖模會(huì)審階段：該階段運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了二維圖紙到三維模型可視化發(fā)展，成功解決施工圖中存在的各種問題，保證了施工圖紙?jiān)诮桓哆^程中的正確性。2）施工場(chǎng)地布置階段：運(yùn)用BIM技術(shù)明確各生產(chǎn)、生活要素在施工場(chǎng)地的具體位置，實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)地的規(guī)范化、合理化管理。3）施工方案模擬階段：采用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過程中各重大、危險(xiǎn)施工方案的建模分析，模擬施工流程、確定最優(yōu)施工方案。4）管線安裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)階段：由于該機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目工程量大、管線布置復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)管線的優(yōu)化布置是確保新機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵，采用BIM技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，從建筑物凈空利用率、管線布置層次性及初始設(shè)計(jì)等方面對(duì)各類管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。5）安全質(zhì)量管理階段：運(yùn)用云數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問題上傳至BIM技術(shù)的三維模型中，通過BIM技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題從而實(shí)現(xiàn)在正式施工前能夠做到預(yù)防與提前解決可能存在的問題，從而提高工程的安全質(zhì)量等級(jí)。通過以上分析可知，BIM技術(shù)在安置房等配套設(shè)施的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了施工過程的可視化、項(xiàng)目管理的精細(xì)化，更是達(dá)到了縮短工期、提高安全質(zhì)量及降低施工成本的目的。BIM技術(shù)在北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用：北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目具有類型復(fù)雜、數(shù)量多、體積龐大且施工難度大等特點(diǎn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)、提高管理效率、減少項(xiàng)目建設(shè)中責(zé)任不清等問題。其具體應(yīng)用集中在以下幾方面：1）鋼結(jié)構(gòu)深化方面：采用BIM技術(shù)自帶的深化設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)焊縫、柱腳、各類連接點(diǎn)的深化設(shè)計(jì)以滿足工程施工需求。2）在鋼結(jié)構(gòu)連接拼裝等方面：通過虛擬的施工模擬，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的虛擬拼接，預(yù)先模擬在拼接過程中可能遇到的各類問題并及時(shí)提出對(duì)應(yīng)解決措施，確保鋼結(jié)構(gòu)的順利拼接連接。3）在項(xiàng)目管理階段：采用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)各構(gòu)件的運(yùn)輸及安裝，從而提高工作效率，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的管理運(yùn)營(yíng)。

以上是BIM技術(shù)在北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)成功應(yīng)用的兩個(gè)典型案例，此外智能建造技術(shù)如智能機(jī)器人焊接技術(shù)同樣在北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)中得到有效體現(xiàn)，機(jī)器人焊接技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅確保了施工質(zhì)量，更是推動(dòng)了智能建造技術(shù)在我國(guó)重大項(xiàng)目工程中的應(yīng)用，為我國(guó)智能建筑的發(fā)展提供了參考。

人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)在國(guó)家速滑館項(xiàng)目中的應(yīng)用：人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，在智能建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在國(guó)家速滑館建造過程中，采用人工智能的專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的運(yùn)行與構(gòu)造都能嚴(yán)格按照專家意見進(jìn)行。采用專家系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)將特定領(lǐng)域的專家意見與計(jì)算機(jī)智能軟件相結(jié)合，使得計(jì)算機(jī)智能軟件系統(tǒng)具有與專家相同的專業(yè)知識(shí)及處理問題的能力，從而減少在施工現(xiàn)場(chǎng)召開專家論證會(huì)的次數(shù)，提高了施工效率，同時(shí)能夠?yàn)樵诠こ讨杏龅降母鞣N專業(yè)問題提供及時(shí)有效的專業(yè)性解答，確保了工程的順利進(jìn)行。此外?，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為人工智能的核心技術(shù)之一，其在語音識(shí)別、模式識(shí)別、信息處理及最優(yōu)化計(jì)算等方面有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。國(guó)家速滑館項(xiàng)目，由于施工復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)因此需要大量施工人員協(xié)助完成。大量勞動(dòng)力的使用為現(xiàn)場(chǎng)施工管理帶來巨大壓力。因此在施工過程中借助人工智能的人臉識(shí)別技術(shù)，基于大數(shù)據(jù)分析，成功實(shí)現(xiàn)了人工智能的勞務(wù)管理。具體為采用人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行施工場(chǎng)地的出入管理，以此取代傳統(tǒng)門禁技術(shù)。同時(shí)對(duì)施工過程中出現(xiàn)的各種不文明施工行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)改正，通過人臉識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)責(zé)任到人的管理目標(biāo)。通過以上應(yīng)用可知，大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)以成為當(dāng)前智能建筑發(fā)展的新趨勢(shì)，提高建筑行業(yè)的科技水平以成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的必然。

智能建筑在我國(guó)的發(fā)展與歐美國(guó)家相比雖起步較晚，但是近年來卻得到了國(guó)家有關(guān)部門的高度關(guān)注與大力支持?！耙匀藶楸尽钡闹悄芙ㄖl(fā)展理念隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，在智能建筑中得到了更加充分的體現(xiàn)。展望未來，智能建筑的發(fā)展必定會(huì)取代現(xiàn)有建筑技術(shù)成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的中流砥柱。

本刊作為新辦刊物重點(diǎn)介紹了我國(guó)在智能建筑與工程機(jī)械等領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，后續(xù)本刊將繼續(xù)為廣大讀者提供有關(guān)智能建筑與工程機(jī)械最前沿的科研成果，以便讀者能夠?qū)ξ覈?guó)智能建筑與工程機(jī)械的研究與發(fā)展有更加全面、系統(tǒng)的了解。