綠色-智慧建造的實踐與思考——訪廣西建工集團有限責任公司總工程師肖玉明
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  • 更新時間: 2018年12月05日
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論文摘要

 

近年來,伴隨日益增長的建筑需求及科學技術大變革的趨勢,形成了以綠色化為發展理念,以工業化為發展方式,以信息化為發展手段的核心發展路徑。建筑企業唯有順勢而為,主動擁抱變革,才能實現轉型升級與高質量發展。為此,本刊記者采訪了廣西建工集團有限責任公司(以下簡稱“廣西建工”)總工程師、技術中心主任肖玉明,請他講述對建筑業“綠色-智慧建造”發展基調的思考以及廣西建工在該方面的實踐與探索。

 

施工技術:綠色-智慧建造是指建筑業利用信息技術、環保技術、人工智能技術等對傳統建筑業進行革新的生產作業方式。您作為國內龍頭建筑企業的技術領軍人,如何理解“綠色-智慧建造”這一概念?

肖玉明:改革開放40年以來,建筑業作為社會發展的重要組成部分,折射出我國社會歷經的巨大變遷。過去幾十年,我國建筑業科技水平低下,在人口紅利為優勢,資源消耗為代價的情況下,取得了一些成績。然而,建筑業的未來發展方向,必須以社會發展的需要為前提,并且伴隨著相關領域的科學技術發展,在不斷的融合創新中,推動行業乃至社會的進步。

建筑行業的發展,實際上也是建造科技的進步。隨著云計算、大數據、物聯網、移動互聯、智能化及BIM技術的興起與蓬勃發展,為建造效率的提升提供了很好的技術支持手段和智慧解決方案。勞動密集型的傳統建筑業,在人口紅利不斷消散的時代背景下,基于“云大物移智”等關聯技術,以及建筑業內生信息化要求發展起來的BIM技術,可以應對勞動力短缺、效率低下等問題,并與施工現場管理逐步融合,衍生出 “智慧建造”“智慧工地”等理念。但目前,對智慧建造的概念尚未統一,我認為,它來源于智慧城市和智能建筑的延伸,并且囊括了3個方面的內涵:①以“云大物移智”技術及BIM技術的工程項目應用為基礎,衍生出“智慧工地”概念;② “智慧工地”與企業管理體系相融合,為企業在管理層面實現對具體工程項目的精細化管控提供了有效手段;③這些技術的應用點均以工程項目提質增效和企業精細化管理為主要目的,采用“智慧”手段,減少勞動力、資金、物料、流程的損耗。如果建筑行業發展的各項需求能夠與信息技術更好地結合,并解決交叉領域的技術障礙,那么目前業界研討較多的“智慧建造”“智慧工地”等概念,將能夠發揮出更大的現實作用,煥發出更強大的生命力。

回歸現實,建筑業的發展還必須緊密契合社會發展需求,當前社會低能耗、低污染和可持續的發展趨勢,倒逼建筑行業“綠色”升級,這也是擺在廣大工程人面前最現實、最迫切的問題。十八大以來,黨中央、國務院非常重視我國綠色化和信息化發展,繼“生態文明建設”寫入十八大黨章后,十九大再次為我國推進生態文明建設和綠色發展指明了方向。建筑領域的“綠色”發展理念,體現在:①設計方面,建筑方案的策劃、節能材料的選擇、可再生能源的利用,都反映了低碳運營的綠色理念,樓宇自動化控制、墻體自保溫、太陽能光熱及光電、地源熱泵、中水回收利用、光導光纖照明、廢棄物回收利用等具體技術,為設計師多角度踐行綠色理念提供了不同選擇;②建造環節,在施工工藝、技術措施所涉及的各過程、各細節中,從“四節一環保”的總體目標出發,衍生出揚塵控制、光污染及噪聲控制、水污染控制及水資源綜合利用、固廢建筑垃圾綜合利用、標準定型化可回收臨時設施、節能臨時設施等多方位的綠色措施。

因此,利用新時代的信息化技術,走“綠色-智慧建造”之路,已成為當前建筑行業發展的主流,在未來相當長一段時期內,需要我們共同去推動。

施工技術:“綠色-智慧建造”作為多學科聚焦于建筑領域的前沿概念,在理念的執行工作中,需要著力解決哪些方面的問題?

肖玉明:這得從“綠色”和“智慧”兩方面來談。

建筑領域中“綠色”概念提出時間比較長。我認為,綠色建筑大致可分為兩大階段,設計施工階段和運營維護階段。運營維護階段是建筑全壽命周期中,時間跨度最長且最能體現建筑人居產品綠色效能的階段,其綠色指標是否滿足要求則需設計、施工來保證。

在綠色建筑設計環節,隨著對綠色建筑認識的逐步深化,早期以單項綠色建筑技術研究為主的理念,如今已經進入向生態宜居縱向發展的新階段,考慮的是多維度和系統性整合的有機整體。這就需要設計師根據不同地區的不同要求,在綠色建筑的平臺上,結合“云大物移智”等新興技術,因地制宜地選擇適合“本土”的綠色建筑方案,從多方面、多維度進行創新,使建筑達到自然和諧、健康宜居的目的。

在綠色施工環節,我國建筑行業的領軍企業——“中國建筑”,已在這方面做了很多探索和實踐,為國內建筑企業樹立了綠色施工的典范。綠色施工并不是特別復雜的技術,只要根據具體項目的實際情況,盡可能地考慮到每個環節、每個流程的“節能、節地、節水、節材和環保”措施,就能實現“綠色”最大化。

 “智慧”理念在建筑領域的落地,目前來說尚處于初級階段,甚至還沒形成通俗、易懂的統一定義。但其基本特征是利用信息化手段提高建造過程的智慧化水平,減少人力、資源投入,實現“快、好、省”的目的。“智慧建造”所涉及的云計算、大數據、物聯網、移動互聯、智能化及BIM等技術中,最基礎、最重要的是BIM技術。BIM技術是傳統建造模式與信息技術的結合物,建造過程中的各種信息、主輔材用量、工藝過程、造價甚至力學特征等都能在模型里表達。具體工程項目的智慧化實施,需以建筑模型作為基礎性平臺,融合“云大物移智”等信息技術,實現“人機料法環”建造要素的優化配置,從而達到提升生產效率及管理效益的目的。在企業管理層面,雖然更注重管理的高效協同,但仍需以信息模型為基礎進行各類數據的采集、積累、挖掘和分析,以促進管理能力、決策能力的自我進化,使項目管理更為高效,資源配置更為優化,頂層決策更為科學。

所以,當前需要重點解決的是綠色建筑技術、信息智能技術與基礎性建筑信息平臺集成運行的兼容性問題,換句話說,也就是各交叉學科相關技術的耦合創新,集合于建筑領域并為之服務,實現行業升級的過程。舉個例子,目前的BIM軟件一般均能在PC終端運行,而移動設備終端性能尚未達到PC終端的配置,這種情況下輕量化BIM平臺就呼之欲出,即輕松實現項目業務遠程辦理,工程質量安全遠程監控,綠色施工措施遠程控制等。另一方面,輕量化平臺的數據信息流如何與PC端數據信息實現互聯互通以及安全傳遞,又是擺在我們面前需要解決的課題。因此,實現“綠色+智慧+建造”的真正融合,還需要我們這一代或幾代人付出大量心血。

施工技術:廣西建工集團近年來發展蒸蒸日上,連續幾年位居省級建工集團第2位,貴公司在探索“綠色-智慧建造”方面采取了哪些舉措?請您分享一下。

肖玉明:虛心學習,潛心思考,用心探索,用這12個字來概括較為恰當。在探索“綠色-智慧建造”方面,首先,我們不得不承認與中國建筑、上海建工等先進企業在技術層面與思維理念上的差距,這也是地域性經濟發展水平和社會發展理念所決定的。作為后發展地區,堅持跟著“巨人”的腳步,一點一滴摸索,然后再結合企業自身的實際情況和優勢,最終形成4個方位的探索和實踐。

提升企業管理效率。集團公司成立大數據中心,從集團層面以“數字建筑,數字建工,數字企業”為理念,推動企業轉型升級,提質增效。具體舉措是建立大數據服務平臺,并配合下發《廣西建工集團大數據發展管理辦法》,以工程項目全生命周期管理為主線,以“大數據服務平臺”為抓手,為信息技術開發、建筑全生命周期管理、運營維護、投融資決策提供數據支撐。通過內、外部數據的共享和快速流轉,實現集團公司生產經營管理以及各業務系統、上下游產業鏈的互聯互通,以強化集團所屬企業、各部室之間的協同配合,實現從上到下決策分析、集成監管和項目應用的“智慧”聯動。

強化綠色-智慧建造技術集成應用。一方面,在項目建造過程中大力推廣應用BIM技術,并在其基礎上融合項目管理OA系統、基于物聯網和云計算的工地安全監控系統(遠程視頻監控系統、塔式起重機/升降機安全遠程監測系統)、VR/AR技術、無人機技術、揚塵噪聲溫濕度監測系統、雨水回收利用控制系統、建筑垃圾回收利用等技術的集成應用。另一方面,積極申請申報綠色-智慧建造相關專利、綠色施工示范項目和工程技術研究中心。自2011年以來,集團公司累計榮獲國家級“綠色施工示范項目” 22項、自治區級75項,相關專利超過50項,廣西智慧工地工程技術研究中心近期已獲自治區科技廳批準籌建,最新成果智慧工地一站式解決方案——機動信息服務站已申請專利登記。集團公司施工現場的綠色、智慧實踐,為廣西建筑行業的“綠色-智慧建造”發展起到了良好的帶頭示范作用。

拓展上游產業環節的綠色與智慧探索。在集團公司投資的成型鋼筋智慧制造基地項目中,多方位融合“綠色” “智慧”思維(見圖1)。項目按綠色三星評價要求設計,并創新性地使用一地多用理念(兼有生產車間、辦公場所、研發中心、會議中心、裝配式建筑、工業旅游、海綿城市功能),設計、建造過程緊密結合BIM技術并大量使用綠色施工技術,運維過程還利用前期移交的BIM模型,為深加工生產過程開發了輕量化BIM平臺、5D造價平臺、安全生產智慧監控系統以及智慧物流平臺,實現生產遠程下單、下料和監控以及智慧化定點配送功能。目前,項目即將投產使用,為集團公司工業項目的規劃、設計、建造和運維提供借鑒。

推行裝配式建筑綠色化、智慧化建造模式。裝配式建筑具有“綠色-智慧建造”的天然屬性。產業布局層面,按照“124”的總體規劃思路,即1個裝配式建筑培訓學校,研發中心和檢測中心2個中心,PC預制構件、鋼結構、新型材料及整體裝修4類生產基地,在多個城市布局建設裝配式建筑產業基地集群,并成功獲批首批國家裝配式建筑示范產業基地(見圖2,3)。目前,各基地建設進展順利。技術層面,已取得自治區科技重大專項“裝配式建筑SI體系的關鍵集成技術研究開發及其推廣應用”立項,將重點探尋滿足綠色節能要求的新型墻板及其構造,利用BIM技術開展研究,并與綠色智能建筑、全裝修、裝配式工藝等技術相融合。

未來,廣西建工將以綠色為目的,智慧裝配為手段,繼續深入踐行“綠色-智慧建造”,形成具有時代特征、地方特色的新一代建筑技術體系和實施指引 。

 

 

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