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丁烈云:智能建造与绿色建造

时间:2020-01-05 12:20:15  来源:建筑工业化装配式建筑网

中国工程院丁烈云院士在住房和城乡建设部科学技术委员会WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

绿色建造专业委员会成立暨试点工作会议上的发言WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

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  刚才肖绪文院士就智能建造、绿色建造作了非常深刻的阐述。我也就这个话题谈谈体会。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  首先是概念问题。现在相关的名词很多,不要过于纠结文字,关键是看内涵。比如智能建造和数字建造就是一回事,因为没有数字化就没有智能化,数字建造的发展就是要实现智能建造。绿色建造和绿色建筑也是一样。以前大家认为绿色建造关注的是过程,绿色建筑关注的是结果,即建筑产品本身。政府文件中使用的是绿色建筑这一概念,现在的专家学者已经认识到,仅从结果来谈绿色建筑是不行的,绿色建筑的内涵应包含建造的全过程。因此,绿色建造跟绿色建筑实际上也是一回事情。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  其次是绿色建造的地位。很多发达国家已经都制定了关于建造业方面的规划,甚至把这些规划纳入国家战略。这些规划有共同的特点,就是一定会有绿色、可持续发展的内容。2017年,美国白宫发布了《美国基础设施重建战略规划》,明确建筑产品和基础设施要实现安全(韧性)、绿色和耐久,并关注建造过程的经济效益和可持续发展。规划提出到2025年,其建筑产品全寿命周期的成本要比现在降低50%;到2030年,其工程建设百分之百要实现碳中性设计。英国则推出了《英国建造2025》,上升到国家战略。在其制定的远景目标、共同目标中都强调了绿色、可持续发展的内容,提出了实施数字设计、智慧建造,低碳和可持续建筑的战略措施。日本的关注重点在工地,工地上的管理水平太低,不可能有工程安全和质量,更不可能有绿色。所以日本从工地抓起,制定了“i-Construction(建设工地生产力革命)”战略。这既是企业的目标,行业的目标,也是国家的战略目标,从建筑产品的品质、安全、效益到创新等方面,都包含了绿色的内容。因此,绿色建造是建筑业发展非常重要的议题,成立绿色建造专委会是非常有必要的。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  第三是关于智能建造与绿色建造之间的关系问题。智能建造是以现代通用的信息技术为基础,建造领域的数字化技术为支撑,实现建造过程一体化和协同化,并推动工程建造工业化、服务化和平台化变革,从而交付以人为本的绿色工程产品。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  智能建造的基础是现代通用信息技术,包括云计算、大数据、人工智能、物联网等等,概括说就是“三化”和“三算”。“三化”就是数字化、网络化、智能化。“三算”就是算据、算力和算法。算据指工程数据,来自三个方面:一是设计过程产生的数据;二是来自施工过程,也就是人、机、料、法、环、品(在制品和最终的产品),实现泛在感知,自然就有了丰富的数据;三是来自运维过程,如果运维跟不上,根本就谈不上绿色建筑。有了数据,还要有强大的算力。现有运算速度最快的超级计算机是“神威·太湖之光”,浮点运算速度每秒9.3亿亿次,也无法完全满足智能时代的计算需求。人脑大约有1000亿个神经元,只有一斤半重。如果具备1000亿个神经元功能的机器脑,就有2000吨重。我们不可能把巨大的机器脑放在机器人身上。所以要把智能终端与计算大脑相分离,把计算部分放到云端上去,这就是云计算。但是把所有的数据都传到云端去计算也会有问题,会造成信息高速公路的堵塞和信息处理的延时。因此,可以把一些数据传到云端,另一些数据就在终端处理,这就是边缘计算。智能建造需要这种“云+边”构成的算力做支撑。智能建造还需要先进的算法,目前人工智能的主要算法是深度学习。但是深度学习的理论基础是统计学,得到的是相关关系,不是探究机理关系。今后应该研究把数据驱动的模型跟机理模型结合起来,人工智能就会前进一大步。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  智能建造领域的技术主要体现在四个方面。一是工程多维数字化建模与仿真技术,就是基于模型来定义工程产品。今后的产品,不是画出来的,是算出来的。比如北京大兴国际机场航站楼的设计,不是欧几里得的平直几何逻辑,而是黎曼几何的曲面逻辑,非常复杂,人去画根本不可能,只能通过计算机建模算出来。二是基于工程物联网的数字工地,或物联网技术支撑的智能工地。工地环境异常复杂,有大量的钢结构会对电磁波产生屏蔽作用,还存在一系列需要解决的科学技术问题。三是工程大数据驱动的智能决策。数据是珍贵的资源,工程设计、施工阶段都会产生海量的数据,不能白白浪费。现在工信部有大数据应用示范,很遗憾还没有建设行业大数据应用。四是自动化、智能化工程机械。提高效率,提升质量安全水平仅靠人工去做肯定不行,还需要自动化、智能化的工程机械。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  智能建造不仅是实现建造技术的进步,更重要的是要变革生产方式,实现基于工程全生命周期数据模型的信息集成与业务协同。当前工程建造各环节,从策划、规划、设计、施工,一直到运维,是割裂的。这就造成建筑产品品质难以保证,建筑生产低效率。同时,建筑业还面临激烈的跨界竞争压力,如生产积木的乐高涉足装配式建筑生产,阿里巴巴也开始尝试BIM平台建设和服务。建筑业的出路只能是打通各环节,实现信息集成和业务协同,把产业链拉长,促进新业态。如智慧城市、智能建筑,提供这类智能产品服务,建筑业是有优势的,因为我们最懂使用者的功能需求和行为习惯。绿色建筑实际上不只是一个技术问题,更是一个绿色行为的问题。这里面,建筑行业的理解是最深刻的,应该发挥这种优势。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  智能建造将推动建筑产业发生深刻变革,具体表现为工业化、服务化和平台化建造。工业化的研究已很丰富,在此就不赘述了。先看服务化建造。我国服务经济占经济总量的52.2%,发达国家服务经济一般在70%以上,美国和日本更是接近80%。我国要发展现代服务业。今后应该鼓励和支持从建筑业里面派生出各种小型公司,规模不要很大,但能提供非常精细专业化的服务。举个例子,现在玻璃幕墙安全维护是个大问题。解决这个问题其实很简单,通过传感器测幕墙玻璃固定频率,就可以知道某块玻璃是否有松动。三五个人就可以成立这样的检测公司,这就是建造服务化的新业态,未来应该会出现许许多多类似这样提供专业服务的小公司。平台化建造。网购是典型的平台经济,互联网平台之所以能快速崛起,是因为平台的边际成本无限接近于零,加上需求规模经济催生出积极的网络效应,使得边际收益又不断增加;再加上信息沟通成本越来越低,交易成本自然不断下降,正好与服务型经济的发展不谋而合,两者叠加创造出一种全新的社会化、开放化的大规模协作分工体系。建筑业已有成功的平台经济模式,如建筑材料采购平台起步不久,合同额已接近上千亿。建筑业服务平台有很大的发展空间。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!

  智能建造的最终目的是提供以人为本、智能化的绿色可持续的工程产品与服务。智慧建筑、智慧社区、智慧城市,从本质上讲一定也是符合绿色可持续发展内涵的。智能建造目的是交付绿色工程产品,绿色建造的实现过程则需要智能化、数字化建造技术的支撑。二者从本质上是一致的,实现方式则是殊途同归。智能建造具体目标有三个,一是以用户为本,提供智能化的服务,使用户的生活环境更美好、工作环境更高效;二是提升建筑对环境的适应性,实现节能减排、再生循环;三是促进人与自然和谐。智慧的本质应该是与自然生态、社会文化以及用户需求的体验相适应的,这样才能够构成绿色与智能之间良性的互动关系,而不是为了技术而技术。WXE筑傲网|装配式建筑网站、建筑结构设计网站-提供建筑结构一站式服务!做装配式,就上筑傲网!


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