1 新型城鎮(zhèn)化與智慧建造

國家把推進城鎮(zhèn)化建設、加大統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展作為我國現(xiàn)代化建設進程中的大戰(zhàn)略。提出了城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化四化同步發(fā)展的理論。將“新型城鎮(zhèn)化”建設作為我國發(fā)展的根本動力。

2013年中央經(jīng)濟工作會議提出，要積極穩(wěn)妥推進城鎮(zhèn)化，著力提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路，城鎮(zhèn)化也被列為未來中國經(jīng)濟新增長點擊最大潛在內(nèi)需之源，新型城鎮(zhèn)化成為我國未來幾十年經(jīng)濟社會發(fā)展的最大潛力所在。同時，新型城鎮(zhèn)化也將成為促進我國建筑業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的內(nèi)生動力。并對建筑行業(yè)提出了新的更高的要求，指明了建筑業(yè)發(fā)展方向。它要求建筑產(chǎn)業(yè)高消耗、高投入、低收益的問題必須改變，新型城鎮(zhèn)化呼喚綠色、智能和宜居的建筑產(chǎn)品，生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品就要求我們堅定不移的走智慧建造之路。本文基于新型城鎮(zhèn)化要求之下，建筑業(yè)如何在建筑全生命周期內(nèi)利用先進的信息技術實現(xiàn)智慧建造進行探討。

1.1新型城鎮(zhèn)化內(nèi)涵和要求

新型城鎮(zhèn)化是以城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體、產(chǎn)城互動、節(jié)約集約、生態(tài)宜居、和諧發(fā)展為基本特征的城鎮(zhèn)化，是大中小城市、小城鎮(zhèn)、新型農(nóng)村社區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展、互促共進的城鎮(zhèn)化。新型城鎮(zhèn)化的核心在于不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價，著眼農(nóng)民，涵蓋農(nóng)村，實現(xiàn)城鄉(xiāng)基礎設施一體化和公共服務均等化，促進經(jīng)濟社會發(fā)展，實現(xiàn)共同富裕。

新型城鎮(zhèn)化與傳統(tǒng)城鎮(zhèn)化的最大不同，在于新型城鎮(zhèn)化堅持科學發(fā)展觀為基礎，以人為核心的城鎮(zhèn)化，注重保護農(nóng)民利益，與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相輔相成。新型城鎮(zhèn)化的“新”，是指觀念更新、體制革新、技術創(chuàng)新和文化復新，是新型工業(yè)化、區(qū)域城鎮(zhèn)化、社會信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的生態(tài)發(fā)育過程?！靶汀敝皋D(zhuǎn)型，包括產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、城市交通、建設用地等方面的轉(zhuǎn)型，環(huán)境保護也要從末端治理向“污染防治—清潔生產(chǎn)—生態(tài)產(chǎn)業(yè)—生態(tài)基礎設施—生態(tài)政區(qū)”五同步的生態(tài)文明建設轉(zhuǎn)型。

因此，新型城鎮(zhèn)化應大力倡導“集約、智能、綠色、低碳”的城鎮(zhèn)發(fā)展方式，在具體的生態(tài)方法和技術應包括如下方面：生態(tài)集約，包括生態(tài)資源、生產(chǎn)關系和經(jīng)營方式的集約。特別是土地、水、生物資源的集約規(guī)劃、集約建設和集約管理。要發(fā)展緊湊型城市，推進適度規(guī)模的城鎮(zhèn)化。城市人口密度要控制在每公頃100人左右。在城市發(fā)展中，特別需要將傳統(tǒng)技術方法和聰明才智融入規(guī)劃、建設與管理中。低碳循環(huán)，化石能源的清潔、高效、生態(tài)利用，可再生能源合理開發(fā)、有機替代，以及資源循環(huán)再生等等。綠韻紅脈融合，推進生產(chǎn)高效循環(huán)、生活幸福低碳、生態(tài)綠色和諧的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 智慧建造的內(nèi)涵和要求

自改革開放以來，我國建筑行業(yè)經(jīng)過30年的高速度發(fā)展。作為世界上年新建建筑量最大的國家，每年新增建筑面積20億ｍ2，約占全世界新建建筑面積總量的一半。相應的建筑用水約占可飲用水資源的80％，建筑及附屬設施的水泥消耗量約占全球消耗量的40%，成品鋼材消耗量占全球消耗量的20%以上。隨之而來的是建筑垃圾每年高達數(shù)億噸，建筑業(yè)相關能耗比例超過40%。建筑運營過程中造成了大量的能源和資源消耗；同時，建筑活動造成的噪聲、灰塵、光污染，以及室內(nèi)環(huán)境污染等直接危害人的身心健康。

建筑業(yè)是一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。我國雖然是建筑大國，然而生產(chǎn)方式粗放、生產(chǎn)效率低下、建筑用材消耗過高、建筑垃圾回收利用率低、技術和管理手段落后等問題突出。隨著我國新型城鎮(zhèn)化的大規(guī)模推進，建筑產(chǎn)業(yè)高消耗、高投入、低收益的問題日益突出。傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)不再符合可持續(xù)發(fā)展的市場需要，更不符合新型城鎮(zhèn)化的要求，在國家政策倡導下，積極探索現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展模式已成大勢所趨。

新型城鎮(zhèn)化要求集約、綠色、低碳、智能的城市。城市的生態(tài)文明建設顯得越來越重要，如何在城鎮(zhèn)化建設中“推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”和“建設美麗城市”乃至美麗中國都對城市建設提出了新的考驗。建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃也提出了要堅持節(jié)能減排與科技創(chuàng)新相結合。發(fā)展綠色建筑，加強工程建設全過程的節(jié)能減排，實現(xiàn)低耗、環(huán)保、高效生產(chǎn)；大力推進建筑業(yè)技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，推進綠色施工，發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式，使節(jié)能減排成為建筑業(yè)發(fā)展新的增長點。這些都對建筑行業(yè)提出了新的更高的要求，并指明了發(fā)展方向。新型城鎮(zhèn)化建設呼喚智能、綠色和宜居的建筑產(chǎn)品，并保證能有一個高效、集約、綠色和智慧的建筑過程來支撐，這是智慧建造。

1）新型城鎮(zhèn)化要求綠色的建筑產(chǎn)品

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

首先，綠色建筑是新型城鎮(zhèn)化的要求。我國城鎮(zhèn)化率已超過51%。隨著城鎮(zhèn)的大規(guī)模建設，建筑產(chǎn)業(yè)高消耗、高投入、低收益的問題日益突出。所以，新型城鎮(zhèn)化的重點應該是“新型”二字，是“集約、智能、綠色、低碳”的城鎮(zhèn)化。

第二，綠色建筑是我國發(fā)展節(jié)能型社會的需求。我國目前建筑活動造成的污染約占全部污染的三分之一，建筑垃圾每年高達數(shù)億噸。建筑運營過程中造成了大量的能源和資源消耗，發(fā)展綠色建筑，倡導節(jié)能減排，降低建筑能耗與溫室氣體排放，對我國實現(xiàn)2020年單位GDP二氧化碳排放下降40～45%的目標有著至關重要的意義。

第三，綠色建筑是民生改善的要求。我國城鎮(zhèn)人口集中、建筑物密集。建筑活動造成的噪聲、灰塵、光污染，以及室內(nèi)環(huán)境污染等直接危害人的身心健康。同時，我國居民過于強調(diào)個性化裝修，由此產(chǎn)生的二次污染和資源浪費十分嚴重。此外，城鎮(zhèn)集中居住區(qū)生活垃圾處理、城鎮(zhèn)基礎設施建設與安全保障、水資源利用與保護、城市交通等突出問題日益受到廣大人民群眾的關切。大力發(fā)展綠色建筑，是改善人居環(huán)境，促進民生發(fā)展的重要任務。

2）新型城鎮(zhèn)化要求智能的建筑產(chǎn)品

《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006）對智能建筑定義為“以建筑物為平臺，兼?zhèn)湫畔⒃O施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結構、系統(tǒng)、服務、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”。

首先，智慧建筑是人類社會發(fā)展的要求。在信息社會中，人們對于建筑的概念也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)建筑提供的服務已遠遠不能滿足現(xiàn)代社會和工作環(huán)境等方面的要求。這就需要把建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理等基本要素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進行優(yōu)化組合，從而提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境。

第二，智能建筑是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的要求。建筑物使用功能現(xiàn)代化的需求和相關技術的不斷更新和進步，共同促進智能建筑相關系統(tǒng)技術的快速發(fā)展。智能建筑是集現(xiàn)代科學技術之大成的產(chǎn)物。它是由電子技術、通訊技術、網(wǎng)絡技術、計算機技術、自動控制技術、傳感技術及多媒體技術等一系列最先進技術飛速發(fā)展的結晶。

第三，智能建筑是我國智慧城市發(fā)展的需求。智慧城市是創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推動新型城鎮(zhèn)化、全面建成小康社會的重要舉措。智慧城市建設處于我國“五化”交集，將直接而深入地推動信息化與城市化、工業(yè)化之間的融合，是貫徹黨中央、國務院關于創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推動新型城鎮(zhèn)化、全面建成小康社會的重要舉措。智能建筑是智慧城市建設中不可或缺的重要元素。

3）新型城鎮(zhèn)化要求舒適宜居的建筑產(chǎn)品

宜居的建筑是指安全、舒適、健康、美觀等功能健全， 能滿足節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展要求，符合人的生理及心理舒適性需求的時代型建筑。他是城市及世界可持續(xù)發(fā)展的動力源，是提升居住品質(zhì)的重要載體。

首先，舒適宜居的建筑是新型城鎮(zhèn)化的目標，也是綠色建筑和智能建筑追求的目標。自20世紀80年代末至今， 全球資源的過度開采、地球大氣溫室效應以及自然環(huán)境的持續(xù)惡化等問題開始逐漸引起人們的重視，人們在要求自身居住品質(zhì)提高的同時，越來越重視節(jié)約資源、維護生態(tài)。綠色建筑和智能建筑滿足了宜居建筑所要求的健康舒適、節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保。

其次，舒適宜居的建筑是我國發(fā)展“宜居城市”的要求。“十二五”提出我國城市發(fā)展思路以改善民生為目的，以降低能耗為基礎，以和諧、生態(tài)環(huán)保、宜居等為原則。我國是目前世界上城市化進程發(fā)展最快的國家之一，正在經(jīng)歷著發(fā)達國家已經(jīng)面臨的問題和矛盾，正在面臨粗放型城市向節(jié)約型城市的轉(zhuǎn)變，正在急切地探索新型的城市發(fā)展道路，實現(xiàn)節(jié)約資源、提高城市環(huán)境質(zhì)量的目的。在這場浪潮中，大量城市在把城市做大、做強的同時，也在探索如何把城市做好，普遍開始重視“宜居城市”的建設。

最后，舒適宜居的建筑對建筑技術發(fā)展提出了新的要求。為實現(xiàn)宜居理念的目標，建筑施工企業(yè)應開展建筑人體工程學、建筑節(jié)能與生態(tài)建筑領域的技術研究。建筑人體工程學主要為健康舒適性提供人體生理指標的技術依據(jù)，而建筑節(jié)能和生態(tài)建筑技術則為實現(xiàn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保的目標提供相關技術體系支撐。同時應積極研究三者的協(xié)調(diào)應用。例如建筑節(jié)能技術中，對窗墻比、體形系數(shù)、建筑朝向、圍護結構的保溫隔熱進行控制，在能耗得到有效控制和降低的同時，不能讓建筑本應具有的健康舒適性受到某些消極影響。

4）新型城鎮(zhèn)化需要智慧建造

為保證綠色、智能和宜居的建筑，它需要一個完整的建造過程來支撐。它是從規(guī)劃開始，它是從一個建筑物的規(guī)劃、設計、施工，一直到運維，一個完整建筑物建造生命周期的過程。不管是生活還是工作上的一棟建筑物，其實這是物理上的一個建筑物，其實和這個物理建筑物同時存在的，應該有一個數(shù)字建筑物，那么這個數(shù)字建筑物就是我們智慧建筑的一個很重要的技術。

智慧建造過程可以理解為是充分利用以4MC【BIM（建筑信息模型）、PM（項目管理）、DM（數(shù)據(jù)管理與服務）、Mobile（移動應用與物聯(lián)網(wǎng)技術）、Cloud（云技術）】等先進的信息化技術為支撐，，企業(yè)集約化經(jīng)營和項目精益化管理為手段，實現(xiàn)低碳、高效、低排放、高品質(zhì)、可持續(xù)的建造過程。以“智慧、互聯(lián)、協(xié)同”的建筑來滿足整個城市的和諧發(fā)展和智慧運行。

首先，智慧建造以項目管理、BIM、數(shù)據(jù)服務（DM）、移動技術和云計算為代表的先進信息技術為支撐，以智慧、互聯(lián)、協(xié)同的建筑來滿足整個城市的科學發(fā)展和智慧運行。其中BIM技術逐漸成為支撐智慧建造的核心應用技術之一。BIM實際上就是我們建筑行業(yè)或者對建筑信息模型的一個延伸，就是Building Information Modeling，這么一個模型，這是建筑方面所獨有的一個，或者說影響一個建筑特征的三維技術。大家都清楚，我們整個建筑物的能耗，基本上占整個社會上能耗的40%，如何讓每棟建筑物能夠?qū)崿F(xiàn)低碳、高效、低排放，這也是為我們建設綠色、可持續(xù)的生活環(huán)境，也是很重要的一個話題和挑戰(zhàn)。這些都是智慧建造要去解決或者重點突破的方向。

其次，智慧建造需要通過企業(yè)集約經(jīng)營和項目精益管理的管理手段來推動。智慧的建造不僅需要先進的技術來解決生產(chǎn)效率的問題，同時也需要科學的管理來提升管理效益的問題。建筑業(yè)企業(yè)正面臨由外延式發(fā)展向集約型發(fā)展轉(zhuǎn)變，由粗放型管理向精益化管理轉(zhuǎn)變。依靠投資拉動經(jīng)濟增長的方式將不可持續(xù)。企業(yè)必須修煉內(nèi)功，提升核心競爭力，提高資源配置的能力，并向主要依靠科技進步和提高勞動者素質(zhì)、加強管理、改善效益的增長方式的集約式增長方式轉(zhuǎn)變。在實行集約化的同時，要強化項目精益化管理，提高工程項目管理水平。

項目管理是建筑施工企業(yè)的核心業(yè)務，即是利潤來源，也是成本中心。要通過規(guī)范項目精細化管理手段，提高管理效率，降低成本。通過實施標準化作業(yè)，實現(xiàn)精益施工，減少浪費。

最后，具體到可以支撐到智慧建造的技術，可以分為三個層面。

第一個層面是感知層，智慧建造所依據(jù)的感知層也就是基于物聯(lián)網(wǎng)所支撐的一系列的傳感器應用，這也包括移動終端的應用，例如手機、讀卡器等，電子標簽、測量器、傳感器、攝像頭、RFID、紅外感應器等。

第二層就是網(wǎng)絡層。從感知層所收集到的一系列信息或數(shù)據(jù)，如何傳遞到后臺的實際應用，這就是網(wǎng)絡層的主要職責，網(wǎng)絡層是指通訊網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣電網(wǎng)，就是我們經(jīng)常說的三網(wǎng)合一的部分。

第三層就是應用層，以BIM應用為核心，以云計算為支撐手段構成了應用層。應用層主要應用在四個方面：第一，在規(guī)劃設計的階段，實現(xiàn)智慧設計；第二，可以應用智慧施工的階段；第三，可以應用到智慧運維，智慧運維微觀上就是支撐我們的每一棟樓，每一個物業(yè)實現(xiàn)智慧的管理、運行和維護；宏觀上來講就是城市運維，它可以運用到相關的政府部門，從建筑物的規(guī)劃、設計、施工，一直到運維，整個的監(jiān)管過程，實現(xiàn)智慧的監(jiān)管。

綜上所述，智慧建造的特征主要包括：

首先，從范圍上來講，它包含了一個建筑的全生命周期，就是包含規(guī)劃設計階段、施工階段、運維階段以及整個建筑拆除階段。

其次，從技術上來講，它是以BIM、物聯(lián)網(wǎng)和云計算為基礎和手段。還有，從內(nèi)容上來講，利用傳感器感知所有物體和環(huán)境的狀態(tài)，并收集數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)來傳遞數(shù)據(jù)，利用BIM、GIS、云計算等信息技術對建筑和建造過程實現(xiàn)智能控制。

最后，從目標上來講，它的目標就是實現(xiàn)一個建筑物在建造過程中以及建成以后形成智慧的、互聯(lián)的、協(xié)同的這么一個建造的過程。

2 基于建筑全生命周期的智慧建造

一個建筑項目建設生命周期主要可以劃分為規(guī)劃設計、施工建造和設施運維三個大的階段。規(guī)劃設計解決的是”做什么“的問題，施工建造解決的是”怎么做“的問題，設施運維解決的是”怎么用“的問題。實現(xiàn)智慧建造就需要科學的、合理的和智慧的去解決三個階段的主要問題，以BIM為載體結合物聯(lián)網(wǎng)和云計算成為支撐智慧建造的主要模式。

BIM（BuildingInformation Modeling）是建筑信息模型，是以三維數(shù)字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型。BIM是對工程項目設施實體與功能特性的數(shù)字化表達。它能夠有效整合建筑項目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，可被建設項目各參與方普遍使用。在建造不同階段的BIM模型結合物聯(lián)網(wǎng)及云等技術，會產(chǎn)生很多實際應用，下面針對生命周期各階段的一些熱點應用做一闡述。

2.1規(guī)劃設計階段

在規(guī)劃設計階段，充分利用BIM的可視化、高效協(xié)同、虛擬模擬、設計優(yōu)化和三維出圖等技術提高設計的質(zhì)量和效率。設計階段的應用主要包括4個方面。

第一，在概念設計階段，設計師充分利用BIM技術平臺集成GIS及相關物聯(lián)網(wǎng)技術，結合相應分析軟件對設計條件進行判斷、整理、分析，保證在設計最初就能夠充分考慮現(xiàn)場環(huán)境等條件下，進行各種面積分析、地形分析、場地通風條件及潛力分析、體形系數(shù)分析、收益分析、可視度分析和日照軌跡分析及設計條件整合管理等。

第二，在方案設計階段。充分利用BIM技術實現(xiàn)方案的設計優(yōu)化、方案對比和方案可行性分析等。BIM模型集成了建筑物完整的幾何、物理和性能等信息，通過軟件自動提取各種分析、模擬和優(yōu)化所需要的數(shù)據(jù)進行計算，BIM軟件平臺可以實現(xiàn)建筑物性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析和、通風模擬和疏散分析等，有效的提高了建筑物的宜居和智能化水平。

第三，在施工圖設計階段，將BIM模型應如何設計之后，BIM模型作為一個信息平臺能夠?qū)⒑蛯I(yè)設計的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌管理，實現(xiàn)各種建筑構件被實時調(diào)用、統(tǒng)計分析、管理和共享。BIM模型應用主要包括建模和計算，規(guī)范校核、三維可視化輔助設計、工程造價信息統(tǒng)計、施工圖文檔、其他相關信息管理等。

第四，在設備專業(yè)設計中的應用。建筑機電設備專業(yè)屬于交叉 學科，在設計中既要考慮管線設備的安裝順序，還要保證足夠的安裝空間，以及設備和管線的維修和更換要求。傳統(tǒng)的二維設計很難解決管線綜合問題，引入BIM模型進行設計，有效地解決了空間管線綜合及碰撞問題，同時還能夠充分利用BIM模型的參數(shù)化特征，進行管線路徑自動創(chuàng)建和自動計算，具有很高的智能型。

2.2施工建造階段

施工階段是實現(xiàn)智慧建造最重要的階段，也是BIM應用范圍最廣、人員最多、階段最長的一個階段。主要包括:

第一，在施工方案階段實現(xiàn)虛擬施工、方案優(yōu)化。運用三維建模和建筑信息模型（BIM）技術，建立用于進行虛擬施工和施工過程控制、成本控制的施工模型，結合虛擬現(xiàn)實技術，實現(xiàn)虛擬建造，驗證施工組織設計方案可行性，并按時間進度進行施工安裝方案的模擬和優(yōu)化。同時，對一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導措施進行模擬和分析，不斷優(yōu)化方案，以提高計劃的可行性，提前可以分析施工過程中的難點、重點以及風險點。

第二，在施工設計中進行碰撞檢查、減少返工。在傳統(tǒng)施工中建筑工程建筑專業(yè)、結構專業(yè)、設備及水暖電專業(yè)等各個專業(yè)分開設計，導致圖紙中平立剖之間、建筑圖和結構圖之間、安裝與土建之間及安裝與安裝之間的沖突問題數(shù)不勝數(shù)，隨著建筑越來越復雜這些問題會帶來很多嚴重的后果。通過三維模型，在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設計中的碰撞沖突，在施工前快速、全面、準確的檢查出設計圖紙中的錯誤、遺漏及各專業(yè)間的碰撞等問題，減少由此產(chǎn)生的設計變更和工程洽商，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，從而減少施工中的返工，提高建筑質(zhì)量，節(jié)約成本，縮短工期，降低風險。

第三，在施工全過程造價管理中實現(xiàn)精確算量、成本控制。工程量統(tǒng)計結合4D的進度控制，即所謂BIM在施工中的5D應用。施工中的預算超支現(xiàn)象十分普遍，缺乏可靠的基礎數(shù)據(jù)支撐是造成超支的重要原因。BIM是一個富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實地提供造價管理需要的工程量信息，借助這些信息，計算機可以快速對各種構件進行統(tǒng)計分析，進行砼算量和鋼筋算量。大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，非常容易實現(xiàn)工程量信息與設計方案的完全一致。通過BIM獲得的準確的工程量統(tǒng)計可以用于成本測算、在預算范圍內(nèi)不同設計方案的經(jīng)濟指標分析，不同設計方案工程造價的比較，以及施工開始前的工程預算和施工過程中的結算。

第四，在施工二次加工過程實現(xiàn)數(shù)字化加工、工廠化生產(chǎn)。建筑工業(yè)化是工廠預制和現(xiàn)場施工相結合的建造方式，這將是未來建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。BIM結合數(shù)字化制造能夠提高承包工程行業(yè)的生產(chǎn)效率。實現(xiàn)建筑施工流程的自動化。建筑中的許多構件可以異地加工，然后運到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中（例如門窗、預制混凝土結構和鋼結構等構件）。通過數(shù)字化加工，可以準確完成建筑物構件的預制，這些通過工廠精密機械技術制造出來的構件不僅降低了建造誤差，并且大幅度提高構件制造的生產(chǎn)率，這樣一種綜合項目交付(IPD)方式可以大幅度地降低建造成本，提高施工質(zhì)量，縮短項目周期，同時減少資源浪費，并體現(xiàn)先進的施工管理。對于沒有建模條件的建筑部位還可以借助先進的三維激光掃描技術，快速獲取原始建筑物或構件模型信息。

第五，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術提高現(xiàn)場管控能力。目前工程建設規(guī)模不斷擴大，工藝流程復雜，如何搞好現(xiàn)場施工現(xiàn)場管理，減少事故發(fā)生，一直是施工企業(yè)、政府管理部門關注焦點。在工程施工現(xiàn)場條件下，利用物聯(lián)網(wǎng)技術推進施工現(xiàn)場管理、物資管理、地下空間施工等方面的信息化應用。針對建筑的重點部位和施工關鍵工序、危險性較大的分部分項工程、實現(xiàn)對工程施工各階段、各部位的安全、質(zhì)量的實施監(jiān)控和施工現(xiàn)場能耗、人員、設備、材料的有效監(jiān)控。實現(xiàn)信息化與工業(yè)化的有效融合。提高工程施工的質(zhì)量、安全監(jiān)控能力，推進建筑施工企業(yè)科技水平提高。

第六，利用移動技術實現(xiàn)工程移動檢查。施工企業(yè)的分散性、人員的移動性、項目的臨時性等特點，對信息化的應用造成了很多障礙。尤其是工地現(xiàn)場的環(huán)境非常復雜，項目管理人員多是在現(xiàn)場作業(yè)和管理，抱著筆記本電腦下工地也是不方便的。通過PAD或手機終端設備，結合BIM技術手段，在PAD上進行建筑模型和圖紙瀏覽，進行變更洽商、設計交底、施工指導、質(zhì)量檢查、虛擬施工、溝通管理非常高效。

2.3設施運維階段

項目的運營和維護階段，是項目生命周期中時間最長的階段，也是項目經(jīng)歷了策劃、設計、施工階段之后，在項目竣工時信息積累最多的時刻?；?/span>BIM模型的運維管理使得不同階段的建筑信息被重復利用，避免了信息丟失等問題。在運維階段，基于三維模型實現(xiàn)了設施管理，人員管理，運維管理，信息管理等。運維階段應用主要包括：

第一，多手段建模應用。經(jīng)過設計階段和施工階段的BIM模型數(shù)據(jù)可以被應用于運維階段管理，它可以作為整個建筑物的運維階段的模型基礎。同時，對于一些既有的建筑物來講，完全可以應用一些先進的激光掃描儀，對建筑進行掃描，然后進行模型、建模，然后形成數(shù)字建筑。

第二，模型支持可視化管線管理，也可以應用到設備管理。管線管理是將物聯(lián)網(wǎng)的RFID埋入管線，并在BIM模型上進行定位。以管理復雜的管網(wǎng)，如污水管、排水管、網(wǎng)線、電線以及相關管井。在建筑改擴建或二次裝修的時候可以避開現(xiàn)有管網(wǎng)位置，便于管網(wǎng)維修、更換設備和定位。

第三，設備資產(chǎn)管理。設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)集成了對設備的搜索、查閱、定位功能。通過BIM模型可視化模型進行設備追蹤，可以查閱所有設備信息，如供應商、使用期限、聯(lián)系電話、維護情況、所在位置等；該管理系統(tǒng)可以對設備生命周期進行管理，比如對壽命即將到期的設備及時預警和更換配件，防止事故發(fā)生；通過在管理界面中搜索設備名稱，或者描述字段，可以查詢所有相應設備在虛擬建筑中的準確定位；管理人員或者領導可以隨時利用四維BIM模型，進行建筑設備實時瀏覽。設備運行和控制是結合BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術，可以讓運維管理更加智能化，在設備上安裝了RFID和傳感器后，則能更加智能的對溫度、壓力、運行等情況進行監(jiān)控。所有設備是否正常運行在BIM模型上直觀顯示。有異常情況時候，通過傳感器連接的系統(tǒng)進行預警。

第四，設備的運行控制管理?？梢愿侠碇贫ňS護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建筑物在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設備還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態(tài)提前作出判斷。這些都通過物聯(lián)網(wǎng)進行感知，通過BIM模型進行集成。對管線進行檢查和維修時，可以通過對電子標簽的掃描，在BIM模型上迅速定位，并查詢出管線的歷史維修記錄和相關信息。

第五，建筑物能耗管理。綠色建筑、節(jié)能減排已經(jīng)是建筑行業(yè)的發(fā)展必然趨勢。建筑能耗關系國計民生，量大面廣，節(jié)約建筑用能，具有重要意義。因此建筑在運維使用階段，首先，結合物聯(lián)網(wǎng)技術，在各樓層設置能源監(jiān)控設備，自動采集數(shù)據(jù)，并集成進入系統(tǒng)，與模型進行關聯(lián)，及時查看個樓層的用電、用水、用氣的情況；其次，實現(xiàn)重點建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析。通過可視化展示，對能源指標進行預警設置，對于進入不同預警區(qū)間的樓層使用不同的顏色進行標識，可以直接了解有哪些樓層能源超標，并點擊進行追溯，查看具體的數(shù)據(jù)。最后，通過安裝于特殊房間的傳感器，將房間的溫度、濕度、空氣含量等信息展示在系統(tǒng)中。并標以不同顏色進行警示。及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。

3 智慧建造的關鍵價值

新型城鎮(zhèn)化要求我們的城市是智慧化的，智慧城市是加強現(xiàn)代科學技術在城市規(guī)劃、建設、管理和運行中的綜合應用，整合信息資源，提升城市管理能力和服務水平，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。智慧城市的一個最基本的單元就是智慧建筑，就像我們這個城市的一個細胞一樣。

每個建筑物都是一個物理上的建筑物，通過我們智慧建造的過程中，就會形成一個數(shù)字的建筑物，這個數(shù)字建筑物然后嫁接到城市的具體平臺上，就會為我們整個智慧城市鋪墊很重要的基礎。因此，智慧建造有三個受益主體和服務對象，那就是政府、企業(yè)和民眾。

1)對于政府的價值

對于政府來講，智慧建造提供兩方面的價值。一方面要推進城市管理服務流程的重塑和優(yōu)化。智慧建造為政府的監(jiān)管提供了協(xié)同高效的基礎性平臺，數(shù)字化的建筑使得單獨的建筑物納入城市綜合管理平臺更加快捷方便，讓建筑乃至城市的建造過程都能夠協(xié)同、節(jié)能、高效，實現(xiàn)智慧化。

可以幫助政府能夠在整個建設過程中，高效協(xié)同各個單元、各個單位、不同部門之間的工作，同時可以最終，可以形成一個節(jié)能的、綠色的、環(huán)保的建筑物，從而為整個城市的高效，為整個城市的綠色環(huán)保做出貢獻。另一方面要推動產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和和智能產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。智慧建造是BIM、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術的綜合應用的過程，也是先進科學技術被充分應用的過程，在這個過程中，必將極大地促進企業(yè)科技創(chuàng)新能力，加快整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級步伐。同時，在這個過程中，智能化產(chǎn)業(yè)將會占據(jù)主導地位，大量的實際的應用，必將使得物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、信息技術產(chǎn)業(yè)、云計算等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步，帶動地方經(jīng)濟朝著高附加值的新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

2)對于企業(yè)的價值

第一，對于建造過程的各參與方來講，智慧建造實現(xiàn)建筑全生命周期的智慧化，讓企業(yè)各方受益，實現(xiàn)綠色、集約、精益的管理。讓工程質(zhì)量提升，大幅減少資源損耗和降低碳排放，降低成本、減少浪費、減少返工、提高進度。

第二，智慧建造有助于促使企業(yè)主動提高自主創(chuàng)新能力、核心競爭力和科技創(chuàng)新能力。促進建筑企業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，由產(chǎn)值和數(shù)量擴張型向注重質(zhì)量的內(nèi)涵型轉(zhuǎn)變，勞動密集型向科技密集型轉(zhuǎn)變，由速度型向效益型轉(zhuǎn)變，由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。第三，有助于改變我國建筑行業(yè)浪費嚴重的問題，有效實現(xiàn)綠色建筑。面對日益嚴峻的資源環(huán)境約束，大力推進節(jié)能減排，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是建筑企業(yè)面臨的重大問題。智慧建造有助于企業(yè)應當更加密切關注綠色建筑、綠色施工，努力掌握綠色建筑相關的新技術、新材料、新工藝發(fā)展狀況，建立和完善企業(yè)自身的發(fā)展綠色建筑、綠色施工的自有技術體系和施工標準。

3)對于公眾的價值

智慧建造是保障和改善民生的重要舉措之一。建筑與民眾生活息息相關，通過智慧建造可以實現(xiàn)智慧建筑、智慧家居、智慧小區(qū)等切實改進公眾生活方式，為民眾提供一個綠色、智能和宜居的建筑，提高民眾幸福指數(shù)。

第一，智慧建造提供一個綠色的建筑產(chǎn)品。智慧建造使得建造過程和建筑產(chǎn)品更加綠色、環(huán)保和低碳。智慧建造降低了建筑活動造成的噪聲、灰塵、光污染，以及室內(nèi)環(huán)境污染等直接危害人的身心健康的不利因素。大力發(fā)展綠色建筑，改善人居環(huán)境。

第二，智慧建造提供一個智能化的建筑產(chǎn)品。在信息社會中，人們對于建筑的概念也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)建筑提供的服務已遠遠不能滿足現(xiàn)代社會和工作環(huán)境等方面的要求。這就需要把建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理等基本要素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進行優(yōu)化組合，從而提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境。第三，智慧建造提供一個舒適宜居的建筑產(chǎn)品。宜居的建筑是指安全、舒適、健康、美觀等功能健全，能滿足節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展要求，符合人的生理及心理舒適性需求的時代型建筑。它是城市及世界可持續(xù)發(fā)展的動力源，是提升居住品質(zhì)的重要載體。

總而言之，隨著行業(yè)的快速發(fā)展，隨著新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的推進，利用信息化的先進手段，實現(xiàn)建筑業(yè)向集約化、精益化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級。我們每一位行業(yè)中人，都責任、有義務推進建筑行業(yè)智慧建造時代的到來。(編輯:智慧城市圈子 作者:廣聯(lián)達軟件股份有限公司)