BIM——建筑業(yè)邁入低碳科技時代的源代碼

從手工到工業(yè)化再到信息化，建筑業(yè)正以空前的規(guī)模急速發(fā)展。BIM問世，使數(shù)據(jù)庫代替繪圖，“藍(lán)圖”永遠(yuǎn)成為歷史，信息技術(shù)的高速發(fā)展推進(jìn)了BIM的大范圍應(yīng)用，無疑會給腐朽古老的建筑業(yè)帶來新的生機。BIM是一種新的理念和實踐，通過信息技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新的商業(yè)結(jié)構(gòu)減少建筑業(yè)的各種浪費，降低建筑業(yè)碳排放。信息科技的快速發(fā)展，使建筑創(chuàng)作走向了建筑創(chuàng)新，使智能建造走向了智慧建造�？萍简�(qū)動低碳發(fā)展， 低碳科技將顛覆以化石能源為基石的工業(yè)文明發(fā)展模式，帶來能源利用方式的全新革命。

一、BIM——建筑行業(yè)大數(shù)據(jù)源代碼

BIM的核心在于Information，其應(yīng)用是大數(shù)據(jù)時代的必然產(chǎn)物。而BIM作為建筑業(yè)的源代碼，其不僅能夠處理項目級的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最大的優(yōu)勢是承載海量項目數(shù)據(jù)。建筑業(yè)是數(shù)據(jù)量最大，規(guī)模最大的行業(yè)，隨著BIM的發(fā)展及普及，勢必會促使建筑行業(yè)大數(shù)據(jù)時代的到來。

BIM用于仿真模擬工程設(shè)計、建造的進(jìn)度和成本控制，整合業(yè)主、設(shè)計、施工、貿(mào)易、制造、供應(yīng)商，使工程項目的一體化交付成為可能。而BIM的更高層次應(yīng)用是提高質(zhì)量和效率的工作與溝通商業(yè)結(jié)構(gòu)，BIM代表著一種新的理念和實踐，即通過信息技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新的商業(yè)結(jié)構(gòu)來減少建筑業(yè)的各種浪費，進(jìn)而降低建筑業(yè)碳排放。

BIM的迅猛發(fā)展，是否會對傳統(tǒng)的設(shè)計、建造及管理方式，節(jié)能分析和可持續(xù)建造等產(chǎn)生巨大的影響？隨著BIM的發(fā)展及應(yīng)用，鼠標(biāo)指揮施工，移動終端指揮現(xiàn)場，可視產(chǎn)業(yè)化建造等等是否能夠引起建筑行業(yè)顛覆性革命？BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動應(yīng)用等等的發(fā)展是否能夠成為新時代建筑行業(yè)的代名詞？

二、建筑產(chǎn)業(yè)化——制造方式的回歸

建筑產(chǎn)業(yè)化即是將原有的“設(shè)計-現(xiàn)場施工”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸O(shè)計-工廠制造-現(xiàn)場裝配”的模式。一個建筑的呈現(xiàn)也即一個產(chǎn)品的制造過程，產(chǎn)業(yè)化的目的即是將建筑建造過程趨于制造行業(yè)的制造過程。在現(xiàn)階段對于鋼結(jié)構(gòu)及一些設(shè)備安裝工程已基本實現(xiàn)，現(xiàn)在急需要解決的問題是土建工程的“設(shè)計-工廠制造-現(xiàn)場安裝”模式。BIM技術(shù)為建筑產(chǎn)業(yè)化項目的前期建設(shè)與后期管理維護(hù)提供一個很好的技術(shù)平臺，利用BIM技術(shù)建立產(chǎn)業(yè)化建筑的戶型庫和裝配式構(gòu)件產(chǎn)品庫，可以使產(chǎn)業(yè)建筑戶型標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件規(guī)格化、減少設(shè)計錯誤、提高出圖效率，尤其在預(yù)制構(gòu)件的加工和現(xiàn)場安裝上大大提高了工作效率。對于施工階段，比如將RFID辨識技術(shù)與BIM模型結(jié)合，圍繞構(gòu)件的制造運輸裝配過程實現(xiàn)預(yù)制建筑建造的全過程動態(tài)可視化管理等等。

現(xiàn)有資源的匱乏，能源的高消耗，污染的嚴(yán)重，使得建筑行業(yè)不得不去面對高速發(fā)展期的萬惡行為，尋回古人之路，溫故知新，反思后石油時代的技術(shù)應(yīng)用，尋求最優(yōu)的低碳之路，尋找可承受的建造技術(shù)，使建筑行業(yè)由手工轉(zhuǎn)向制造業(yè)，倡導(dǎo)精益建造。產(chǎn)業(yè)化建造模式在BIM技術(shù)的推動下，使建筑工廠制造成為了可能，BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)的源代碼，賦予每一個構(gòu)件定義、構(gòu)件的行為定義、信息傳遞的定義，使機器語言和人的思維產(chǎn)生了很好的溝通。

建筑產(chǎn)業(yè)化必須從標(biāo)準(zhǔn)化開始，傳統(tǒng)的設(shè)計及建造方式的弊端就是成果無法固化與進(jìn)步，BIM技術(shù)的應(yīng)用恰恰彌補了這方面的不足。利用BIM的技術(shù)數(shù)據(jù)，將承重墻、梁、柱、樓板，及樓梯等混凝土構(gòu)件在工廠預(yù)制生產(chǎn)，最后集中到工地進(jìn)行搭建。利用BIM技術(shù)的構(gòu)件化特點，通過用戶參與，進(jìn)行空間設(shè)計可以將設(shè)計細(xì)化到門廳收納空間、衛(wèi)生間收納空間、電視柜兼收納柜等。產(chǎn)業(yè)化的預(yù)制建造模式，讓原本充滿混凝土、泥砂味道的房屋就像是組裝一批規(guī)格各異、品質(zhì)優(yōu)良的汽車零件一樣，迅速又充滿工業(yè)美感地呈現(xiàn)。

常規(guī)的低碳建造方法，材料替代、循環(huán)利用、新施工技術(shù)和資源利用等并沒有 改變粗放式的建造方式，建筑業(yè)由于其產(chǎn)品不標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)雜程度高、數(shù)據(jù)量大、獲取數(shù)據(jù)困難等使得建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程管理粗放，使得窩工、貨物多進(jìn)退場、設(shè)備遲到早到等引起項目上消耗的情況很多。在建筑信息化技術(shù)迅猛發(fā)展及行業(yè)信息化意識不斷提高的今天，運用BIM技術(shù)加速整合中國目前建筑市場各專業(yè)和各部門的資源，推動我國建筑信息化的進(jìn)程，從而達(dá)到產(chǎn)業(yè)升級以及建筑生產(chǎn)與城市建設(shè)集約化管理，減少資源的浪費，完成整個生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的整合，已經(jīng)成為主要研究的方向。

三、跨界——資源整合

BIM的迅速發(fā)展必然引起行業(yè)格局的變化，隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、移動互聯(lián)等信息科技的沖擊，跨界——整合社會資源將是建筑行業(yè)需要面對的問題。BIM作為建筑的源代碼，將是建筑業(yè)跨界——資源整合的唯一途徑，成為尋找最優(yōu)資源整合的利器。基于BIM的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將使每一塊磚頭、每一片瓦礫都有了自己的身份，使它們在自己的崗位上發(fā)揮前所未有的價值；BIM與大數(shù)據(jù)、云計算等結(jié)合，使設(shè)計師可以通過數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)，在龐大的數(shù)據(jù)庫中輕松地找出有價值的信息；BIM和GIS的整合促進(jìn)了地球村的出現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)就是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)一步延伸及擴展的物物相連的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換和通信。BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將各種如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器，GPS、激光掃描、GIS等裝置及系統(tǒng)集成形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將使整個建筑產(chǎn)業(yè)鏈充分融合，使建筑業(yè)的發(fā)展和實施更加完善及有序。

建筑業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)離不開BIM，BIM作為建筑信息的源代碼，是物聯(lián)網(wǎng)的核心及靈魂，為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的提取、更新提供了廣闊的信息來源。建筑業(yè)BIM與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將開創(chuàng)智慧建筑業(yè)的新時代�；�于BIM和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使物理基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合成為了可能。在物聯(lián)網(wǎng)的時代，將芯片嵌入到裝備和構(gòu)件物體中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)將其整合，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，使得人們能夠?qū)�網(wǎng)絡(luò)中的裝備和構(gòu)件物體進(jìn)行檢測、管理和控制。

BIM與大數(shù)據(jù)結(jié)合，使主要依靠題目、摘要及關(guān)鍵詞來搜索信息的圖紙等建筑檔案等的存檔及檢索方式成為過去。通過采用BIM模型進(jìn)行組織的建筑檔案，可檢索的信息將會大大增加，并支持“全文檢索”，快速定位到各種屬性層次的構(gòu)件。工程數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加載到BIM上，不僅提高了工作效率和工作質(zhì)量，而且大幅增加了管理的功能，使數(shù)據(jù)可存貯、可搜索、可計算和可追溯等。海量BIM案例數(shù)據(jù)倉庫的建立，使其所蘊含的信息在廣度和深度兩方面迅速膨脹，同時拓展到相關(guān)的其他領(lǐng)域，減少了知識的獲取成本，降低了跨界的門檻，夯實了創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

云計算使各參建方可以根據(jù)自身需求，通過互聯(lián)網(wǎng)租用計算基礎(chǔ)設(shè)施、軟件和系統(tǒng)，從而將設(shè)計和建筑公司從昂貴又麻煩的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中解放出來。Jonathan Mallie 說：“BIM實現(xiàn)了虛擬設(shè)計和建造，而云計算可以幫助我們更好的實現(xiàn)這個過程�！�

BIM和GIS整合已經(jīng)成為人們的焦點，GIS的著重于地理空間信息的應(yīng)用，BIM關(guān)注于建筑物內(nèi)部的詳細(xì)信息，BIM和GIS整合以后的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣闊，包含城市和景觀規(guī)劃、建筑設(shè)計、旅游和休閑活動、3D地圖、環(huán)境模擬、熱能傳導(dǎo)模擬、移動電信、災(zāi)害管理、國土安全、車輛和行人導(dǎo)航、訓(xùn)練模擬器、移動機器人、室內(nèi)導(dǎo)航等。

四、低碳科技化

低碳科技是建立低碳社會的重要支撐。社會對低碳科技的需求、政府的低碳科技政策、企業(yè)的低碳科技研發(fā)、低碳科技文化引領(lǐng)，是科技驅(qū)動低碳發(fā)展的必要條件。BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、物聯(lián)網(wǎng)使低碳建筑成為了可能。在全球開始步入低碳經(jīng)濟時代的背景下，建筑工程行業(yè)必須認(rèn)識到科技驅(qū)動低碳發(fā)展，低碳科技將顛覆以化石能源為基石的工業(yè)文明發(fā)模式，帶來能源利用方式的全新革命。

建筑物全生命周期中的碳排放具體包括建筑物材料本身，建筑物規(guī)劃設(shè)計、建筑物施工安裝、建筑物使用維護(hù)及建筑物拆除與清理五個部分。通過BIM技術(shù)改善整個全生命周期的碳排放及能源消耗；通過BIM技術(shù)實現(xiàn)類似于制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、精細(xì)化施工，信息化管理，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)從而減少更多的資源、能源消耗，減少碳排放，實現(xiàn)更高水平的節(jié)約與低碳。同時，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑的模擬數(shù)據(jù)分析，運用先進(jìn)技術(shù)手段實現(xiàn)節(jié)能低碳、質(zhì)量保障。從根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放，并不是像以往建筑一樣盲目追求復(fù)雜高能耗的節(jié)能技術(shù)，而是通過模擬分析，有效地利用自然資源、可再生能源等。例如利用BIM技術(shù)對通風(fēng)、采光、空氣質(zhì)量進(jìn)行模擬和優(yōu)化，盡量利用自然通風(fēng)與采光，從根本上降低建筑建造和居民生活中的碳排放。信息科技的利用，使低碳發(fā)展可以是低成本的、質(zhì)樸的，同時形成一套自然循環(huán)的“生態(tài)系統(tǒng)”，成就新的低碳理念。

BIM與大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、移動互聯(lián)等信息科技的跨界整合，使古老的建筑行業(yè)走上了科技之路，資源可以重新調(diào)配，能源可以有效利用及計量。信息科技的高速發(fā)展打造了建筑行業(yè)橫向和縱向的信息對稱。科技時代的低碳建筑不僅需要從全生命周期角度考慮低碳建筑管理模式，而且需要從低碳目標(biāo)規(guī)劃、低碳組織保障、低碳技術(shù)保障、低碳節(jié)能效果測評等方面開展低碳建設(shè)，全方位保障我國建筑業(yè)低碳化的順利進(jìn)行。信息科技的快速發(fā)展，使建筑創(chuàng)作走向了建筑創(chuàng)新，使智能建造走向了智慧建造。

也許不久的將來，BIM、建筑產(chǎn)業(yè)化、云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動應(yīng)用等會成為新時代建筑行業(yè)低碳科技化的代名詞。