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改变建筑业信息技术倒数第二的地位,设计主导的智能建造来临!

时间: 2020-9-16

当互联网、大数据、人工智能等信息技术日益成为中国经济的主旋律,建筑业对其的应用却一直没有突破,有句说法是,信息技术在各行业的应用中建筑业倒数第二,仅优于农业。但是这个停滞不前的局面将会被打破——7月底,住建部、发改委、科技部、工信部、人力资源部、生态环境部、交通运输部、水利部、税务总局、市场监管总局、银保监会、铁路局、民航局等13部门联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》(以下简称十三部委文),提出到2035年,“中国建造”核心竞争力世界领先,建筑工业化全面实现,迈入智能建造世界强国行列;9月初,住建部、教育部、科技部、工信部、自然资源部、生态环境部、人民银行、市场监管总局、银保监会等九部门联合发文《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》(以下简称九部委文),大力推动通过新一代信息技术驱动,以工程全寿命期系统化集成设计、精益化生产施工为主要手段,整合工程全产业链、价值链和创新链,实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。


 两个月内,两个文件,15个部门,几乎是“全民总动员”的节奏。要实现“像造汽车一样造房子”,设计和设计企业将承担怎样的角色?在这个前所未有的挑战和机遇面前,设计和设计企业又将如何涅槃重生?不仅值得关注和思考,最重要的是要即刻付诸行动。


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⭕麦肯锡的观点佐证


关于意见出台的背景,两个文件中都有充分的说明,不再重复,这里从另外一个角度来给予佐证。


在以上文件出台的差不多同期,知名咨询公司麦肯锡发布了一篇关于建筑业生态链重组的研究报告《建设的下一个常态:破坏如何重塑世界上最大的生态系统》指出,建筑业作为全球最大的生态体系,产能却严重落后。随着市场环境的不断变化和技术的进步,现有的建筑生态体系被破坏后再重组,成为必然趋势。未来的建筑生态系统会有一个更加标准化、更统一和集成化的建设过程。通过对建筑业未来会发生的改变进行分析,得出未来将有40%~45%的市场份额将会转移,并对价值链上的所有人造成影响。


文章说,建筑相关支出占全球GDP的13%,然而,在过去的几十年里,它一直受到生产率增长滞后、数字化有限、破产频繁和客户满意度低的困扰。落后的生产力使得行业的劳动生产率年增不到1%,远低于全球经济生产率年增长2.8%的平均水平,数字化、标准化程度低,新技术发展缓慢。以项目为基础的建设过程复杂且上下游参与者众多而协作水平很低,导致业绩增长强劲,但利润低、风险高。


同时由于各个环节各自脱离,取费方式和利润来源不尽合理,设计通常按投资的百分比收取报酬,这限制了设计方降低造价控制成本的意愿;低价中标,高价索赔作为常用的一种获利方式,导致承包商倾向于在施工过程中通过变更来收取更多费用而不是在项目的前期通过优化设计来降低成本;经销商和材料供应商通过对采购方的回扣作为主要营销手段,抬高了材料价格。无庸置疑,这些问题确实是行业中的普遍现象,严重阻碍了建筑业的进步。


所以,作为日益面向国际的中国建筑业,走向设计施工一体化、工业化的集约式建造模式则成为必然之举。


设计企业如何应对


先来看看两个文件中对设计及设计企业提出的要求。


十三部委文中提到要“推进数字化设计体系建设,统筹建筑结构、机电设备、部品部件、装配施工、装饰装修,推行一体化集成设计。积极应用自主可控的BIM技术,加快构建数字设计基础平台和集成系统,实现设计、工艺、制造协同。”其中的关键词是数字化设计体系、一体化集成设计和BIM技术的应用。


数字技术的介入将极大地改变建筑形成的方式。将建筑功能、指标及思路,对文化、环境的要求及规范等以参数模式输入计算机后,即可产生建筑空间和造型,通过对参数的修正,可以调整方案。数字技术不仅可以让建筑多元化,更可以实现对工程量、材料设施数量的统计,将单价输入即可以得到总造价,甚至可以计算出建筑本身的能耗。


所谓一体化设计是指建筑、结构、水电、装修等多专业同期协作配合进行设计,而实现数字化和协同的手段就是BIM技术。数字时代的到来,建筑师的专业范畴将不再禁锢于“学院派”的牢笼,而是从思维模式到设计方法到建造过程的主导者。


九部委文的文件更具体更落地。第一条就针对设计提出了“系统化集成设计”的要求,并给出了具体意见:

(一)推动全产业链协同。

推行新型建筑工业化项目建筑师负责制,鼓励设计单位提供全过程咨询服务。优化项目前期技术策划方案,统筹规划设计、构件和部品部件生产运输、施工安装和运营维护管理。引导建设单位和工程总承包单位以建筑最终产品和综合效益为目标,推进产业链上下游资源共享、系统集成和联动发展。


(二)促进多专业协同。

通过数字化设计手段推进建筑、结构、设备管线、装修等多专业一体化集成设计,提高建筑整体性,避免二次拆分设计,确保设计深度符合生产和施工要求,发挥新型建筑工业化系统集成综合优势。


(三)推进标准化设计。

完善设计选型标准,实施建筑平面、立面、构件和部品部件、接口标准化设计,推广少规格、多组合设计方法,以学校、医院、办公楼、酒店、住宅等为重点,强化设计引领,推广装配式建筑体系。


(四)强化设计方案技术论证。

落实新型建筑工业化项目标准化设计、工业化建造与建筑风貌有机统一的建筑设计要求,塑造城市特色风貌。在建筑设计方案审查阶段,加强对新型建筑工业化项目设计要求落实情况的论证,避免建筑风貌千篇一律。


文件提出推行建筑师负责制和设计单位全过程咨询服务,相比传统建造方式,对设计师和设计单位提出了更高的要求,需要在一体化集成设计的基础上,统筹规划设计、构件和部品部件生产运输、施工安装和运营维护管理。这是真正的以设计为主导的全过程服务,而且是监理、造价等企业无法取代的全过程。在相关企业争食全过程大蛋糕的当下,一体化集成设计也许会成为设计企业的“独门秘籍”。


⭕设计方式的变革和挑战

以上文件已充分证明了工业化、装配式建筑必须以设计为主导,贯彻整个设计过程(从方案设计到构件深化设计),因此,传统设计的逻辑和程序将发生大变革。之前,装配式建筑的设计很多采用的是按传统方式设计,然后由工艺设计单位或PC构件生产厂家进行深化设计以及将完成初步设计的图纸交给BIM团队再去建模的模式将被淘汰。装配式建筑的设计过程是建筑、结构、水暖电、装饰、工艺、工厂、施工等多部门多专业人员互动的过程。设计部门的组织架构首先应在直线型职能框架的基础上充分考虑横向信息的有效传递,对传统设计的组织架构进行优化处理,在基于BIM的平台上,开放组织体系,所有成员整体思考、知识共享、协同工作。


在设计的前期,需要增加技术策划环节,了解成本限额、产业化目标、构件生产以及施工安装条件等。方案概念设计确定之后则需要结合技术策划再进行细化和优化,以多组合、少规格的预制构件设计原则完成造型。在初步设计阶段,根据不同专业的技术要点,考虑到各种专业管线和设备的预埋预留位置,选择合适种类的预制构件,做好协同设计。施工图设计要全面考虑到不同专业的预埋预留要求,优化预制装配式建筑连接节点的隔声、防火和防水设计。


最令设计师关心的问题是工业化是否会带来建筑和城市风貌的单调化。如何在模数化、标准化设计的基础上,以尽量少的构件类型避免千篇一律,满足建筑风貌丰富多彩和塑造城市特色却是一个挑战,也是更高的标准和要求。


按照2015年7月住建部关于《推进建筑信息模型应用指导意见》,到2020年年底,建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。今年底作为一个阶段目标,设计院和设计人员应该基本实现BIM普及应用,但事实并不乐观。目前也只有湖南一个省提出到明年实现BIM审图,也许接下来会有比较大的推进力度。


文件出台后,有敏感的设计企业问,传统的设计院还能活下去吗?回答是,如果文件中的目标能按期推进,以传统方式设计,暂时三、五年也许还有活干,但到2035年,也就是15年的时间,如果设计师还没掌握BIM技术,不懂构配件,没有协作统筹能力,那也许真的会存在生存问题。


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