當今時(shí)代，數字技術(shù)與傳統行業(yè)日益融合，智能建造將引領(lǐng)建筑和基礎設施領(lǐng)域更新升級。

　　智能建造是指將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和建筑信息模型集成于建筑建造過(guò)程中，以此提高建筑項目的安全性、質(zhì)量和可持續性，實(shí)現建筑項目全流程降本增效。近年來(lái)，由于建筑項目設計和施工要求愈加復雜，傳統建筑業(yè)面臨諸多挑戰。而智能化的解決方案，能幫助傳統施工過(guò)程實(shí)現效率和質(zhì)量的全方位提升?？梢哉f(shuō)，采用智能建造解決方案，不僅是一種選擇，更是一種必要——提高效率、降低成本，促進(jìn)建筑環(huán)境的生態(tài)和經(jīng)濟可持續發(fā)展。

　　1、智能建造讓建筑更安全、更高效、更可持續

　　智能建造為建筑行業(yè)注入了新的技術(shù)發(fā)展動(dòng)能，也將揭開(kāi)建筑行業(yè)創(chuàng )新、高效、安全的發(fā)展新篇章。智能建造技術(shù)帶動(dòng)傳統建造業(yè)走入更先進(jìn)的以技術(shù)驅動(dòng)的建造流程，或將徹底改變建筑物的設計、建造和維護方式。

　　事實(shí)上，建筑信息模型技術(shù)在傳統建筑領(lǐng)域早有應用，即通過(guò)創(chuàng )建虛擬3D模型，構建包含建筑物的所有基本信息，進(jìn)而改善規劃和設計方案、加強各項目團隊合作、促進(jìn)更協(xié)調和高效的施工過(guò)程。

　　物聯(lián)網(wǎng)集成技術(shù)是通過(guò)在建筑工地安裝物聯(lián)網(wǎng)設備和傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)數據收集，以增強預測性維護、減少停機時(shí)間、提高整體效率。這一技術(shù)還為智能建造的技術(shù)拓展配備了節能、廢棄物管理和施工安全等系統。

　　人工智能和機器學(xué)習的出現，也進(jìn)一步改變了傳統建筑業(yè)格局。主要技術(shù)包括：自動(dòng)執行項目任務(wù)、對潛在風(fēng)險進(jìn)行預測等。無(wú)論是自動(dòng)物料運輸車(chē)，還是砌磚機器人，建造機器人都已在智能建造領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的使用，降低了傳統建造行業(yè)因勞動(dòng)密集型任務(wù)而造成的風(fēng)險。

　　同樣在智能建造領(lǐng)域得到廣泛應用的，還有無(wú)人機技術(shù)。它能隨時(shí)對建筑工程進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)航拍并采集圖像，監控、識別施工潛在安全風(fēng)險。

　　數字孿生技術(shù)將智能建造推向了新高度。通過(guò)創(chuàng )建物理建筑的數字副本，項目團隊可基于實(shí)時(shí)監控、場(chǎng)景測試等，為建筑運營(yíng)提供科學(xué)決策與數字解決方案。

　　相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，來(lái)源于人們對建筑可持續性的不斷探索，特別是在應對全球氣候變化挑戰的背景下，智能建造采用綠色技術(shù)和可持續性材料，諸如綠色建筑、節能設計、新型建筑材料等，都已應用于建筑實(shí)踐的最前沿?？傊?，智能建造發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的動(dòng)態(tài)融合，為更安全、更高效和可持續的建筑實(shí)踐鋪平了道路。

　　智能建造技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展改變了傳統的建造方法，帶來(lái)了一系列好處，例如增強安全性、提高建造效率、提升可持續性等。

　　在安全方面，智能建造通過(guò)各類(lèi)傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設備，進(jìn)行實(shí)時(shí)風(fēng)險檢測和大數據分析，最大限度地減少建筑工地的事故。例如，智能穿戴設備可以監控一線(xiàn)工人的身體狀況，并在緊急情況下發(fā)送警報，以確保施工人員的人身安全與施工安全。

　　在效率方面，智能建造借助建筑信息模型和人工智能軟件等數字工具，有效縮短了項目時(shí)長(cháng)。信息模型的數字可視化功能，可全面提升前期設計效率，避免設計偏差。在運維階段，模型能將建造過(guò)程信息延續到運營(yíng)階段，為建筑全生命周期的信息化管理提供科學(xué)保障。數字孿生技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)數據更新，將虛擬世界和物理世界的狀態(tài)與操作統一到數字信息系統，進(jìn)而提高虛擬世界的實(shí)時(shí)信息反饋效率。

　　在可持續性方面，智能建造通過(guò)多種技術(shù)創(chuàng )新手段為環(huán)境保護作出了重要貢獻。節能設備、綠色建筑材料和自動(dòng)化廢物管理系統等技術(shù)可大幅減少對環(huán)境的影響，通過(guò)降低能源消耗、減少廢棄物排放和提高資源利用效率等舉措，有效保護自然資源和減少碳足跡。此外，建筑3D打印技術(shù)、預制構建等創(chuàng )新技術(shù)的應用，也有效減少了資源浪費，提高了材料利用率。

　　在筆者看來(lái)，相較傳統建造，智能建造解決方案的技術(shù)優(yōu)勢明顯，是建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展和轉型的根本動(dòng)力。

　　2、智能建造的應用價(jià)值和有效性正在凸顯

　　智能建造是一個(gè)新鮮事物，成功案例雖不多，但是每個(gè)案例都具備一定典型性。通過(guò)開(kāi)展案例研究，可以管窺其應用價(jià)值和有效性。

　　邊緣（Edge）：位于荷蘭阿姆斯特丹的“邊緣”，是世界上可持續性建筑的成功案例之一，獲得了世界著(zhù)名的綠色建筑評估方法認證——英國建筑研究院環(huán)境評估方法為其打出98.4%的高分評價(jià)。這主要來(lái)自該建筑的全周期集成化智能技術(shù)的加持?！斑吘墶痹O置了整體結構的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò )，可以根據相應數據的反饋對照明、溫度等進(jìn)行智能調控，優(yōu)化能源使用并調整工作空間的能源使用成本。

　　“邊緣”的另一個(gè)核心功能，是開(kāi)發(fā)了一款針對該建筑的智能手機應用程序。該應用程序能夠充當用戶(hù)的個(gè)人助理，將工作空間和工作日程進(jìn)行信息共享并提供解決方案。例如，“邊緣”能夠根據上班早高峰情況為用戶(hù)規劃最優(yōu)地下車(chē)庫入口位置，并引導停放離工作區域下方最近的停車(chē)位。

　　“邊緣”沒(méi)有設置固定的員工辦公區域，而是采用更加靈活的方法——該程序會(huì )根據員工當天日程安排分配工作空間，可提供坐式辦公桌、站立式辦公桌、獨立工作間、會(huì )議室、陽(yáng)臺座位等選項。當員工對工作空間有特別需求時(shí)，應用程序會(huì )通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器對空間環(huán)境進(jìn)行智能調整，以達到員工滿(mǎn)意的光線(xiàn)和溫度等?！斑吘墶钡目沙掷m性建筑設計理念使其成為在減少碳足跡方面取得突出成果的環(huán)保建筑之一?！斑吘墶边€倡導一種新的工作方式與理念，即通過(guò)使用新型信息技術(shù)以重塑工作性質(zhì)和工作空間。

　　在提升能源使用效率上，“邊緣”太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電力不僅超過(guò)了建筑物使用電量，還能將剩余電量進(jìn)行反向輸電。

　　這個(gè)建筑的示范性超越了低碳環(huán)保的基本概念，是智能建造全生命周期的成功實(shí)踐，因此，“邊緣”為智能建造運維階段的可持續性創(chuàng )新，提供了一個(gè)成功的實(shí)踐案例。

　　垂直森林（Bosco Verticale）：建于意大利米蘭的“垂直森林”，由意大利設計師斯坦法諾·博埃里設計，試圖通過(guò)融合全新的建筑設計理念與智能建造技術(shù)重新定義城市生活。

　　“垂直森林”是建筑物和植物共生的生態(tài)系統，其外墻上有兩萬(wàn)多種植物，包括樹(shù)木、灌木和多年生植物。植物種類(lèi)選擇及其布局均為精心規劃，并根據建筑物朝向和高度對植物進(jìn)行合理布局與空間設置，以營(yíng)造最佳的小氣候條件。

　　為了維持垂直森林生態(tài)系統的可持續性，設計團隊利用建筑物的循環(huán)水開(kāi)發(fā)了一個(gè)復雜的灌溉系統。這種設計有助于緩解城市熱島效應、改善小氣候、節省能源。此外，植被為陽(yáng)光提供了天然的過(guò)濾器，并吸收二氧化碳和可吸入微粒，有助于創(chuàng )造更健康的生活環(huán)境。

　　“垂直森林”的核心在于構建了一個(gè)智能家居自動(dòng)化系統，提高了住宅的舒適度和可持續性——可根據居民的特定需求和當前天氣狀況調控照明、溫度和通風(fēng)等。

　　“垂直森林”展現了智能建造在創(chuàng )造可持續環(huán)境、改善生活質(zhì)量方面的有效性。它不僅僅是一棟建筑，更像是一個(gè)不斷發(fā)展的生態(tài)系統，詮釋了如何將建筑物與各種技術(shù)和自然環(huán)境進(jìn)行融合，并試圖展現未來(lái)城市的生活方式。

　　3、智能建造仍然面臨諸多挑戰和局限

　　需要說(shuō)明的是，智能建造雖優(yōu)點(diǎn)很多，但也存在不少挑戰與局限性。

　　一個(gè)突出的問(wèn)題是，智能建造前期的投資成本較大，這對中小型公司意味著(zhù)巨大的風(fēng)險。同時(shí)，智能建造過(guò)程中需要引入大量先進(jìn)的硬件設備和智能軟件，對員工提出了挑戰。此外，定期的維護成本和軟硬件升級都可能會(huì )增加原有的投資成本以及運維費用。

　　技術(shù)條件也是一個(gè)重大挑戰，建筑運營(yíng)數字化發(fā)展在很大程度上依賴(lài)于完善的網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設。任何非系統性故障或網(wǎng)絡(luò )安全漏洞都可能導致重大損失。因此，確保系統的持續運轉、數據完整性及系統安全性成為頗具挑戰的工作之一。

　　智能建造技術(shù)依賴(lài)穩定的互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在基礎設施相對落后的地區，這成為一大局限。因此，地區間的發(fā)展不平衡限制了智能建造技術(shù)的廣泛應用，限制了其普遍適用性。

　　另一個(gè)困難來(lái)自傳統建筑行業(yè)內部。建筑業(yè)是一個(gè)勞動(dòng)密集型行業(yè)，不少建筑工人會(huì )擔心，智能建造技術(shù)的廣泛應用，特別是智能機器人的使用，會(huì )影響其工作崗位。來(lái)自建筑業(yè)內部的排斥會(huì )減緩智能建造技術(shù)的進(jìn)一步推廣，并導致相關(guān)延伸技術(shù)優(yōu)化存在滯后性。

　　最后，傳統的監管標準和法律能否適應智能建造技術(shù)，同樣是現實(shí)挑戰。智能建造需要使用無(wú)人機和機器人等技術(shù)，但現有的監管標準和法規可能無(wú)法完全涵蓋這些新技術(shù)。

　　在智能建造推廣過(guò)程中，會(huì )遇到各種挑戰，但科技不斷向前發(fā)展的趨勢不會(huì )改變。因此，我們應積極思考如何應對，以適應未來(lái)的發(fā)展需求。

　　針對不同地區基礎設施建設的差異，我們可首先確定項目?jì)?yōu)先級，專(zhuān)注發(fā)展具有投資潛力的智能建造項目，為后續項目提供示范和經(jīng)驗。在軟件和相關(guān)技術(shù)應用上，建議探索開(kāi)源軟件和低成本替代方案，最大限度降低前期成本。同時(shí)，有效控制項目附加成本，可以考慮將智能建造的非核心項目外包給第三方，從而為全周期項目提供具有成本效益的替代方案。

　　對于來(lái)自行業(yè)內部的阻力，筆者認為，智能建造行業(yè)雖然對傳統工人的需求少了，但需要大量具備相關(guān)技術(shù)技能的高素質(zhì)復合型人才。因此，首先應該與從業(yè)人員進(jìn)行有效溝通，做好行業(yè)發(fā)展和變革原因的相關(guān)解讀，并提供必要且全面的新技能培訓，讓他們逐漸適應新技術(shù)對傳統行業(yè)的影響。其次，企業(yè)可以通過(guò)與大學(xué)或行業(yè)協(xié)會(huì )合作開(kāi)展培訓，解決技能差距和人才短缺問(wèn)題。此外，鼓勵企業(yè)開(kāi)展內部培訓和繼續教育，以確保有數量足夠的專(zhuān)業(yè)人才支撐建筑行業(yè)順利轉型。

　　另外，相關(guān)部門(mén)應修訂法律法規，以適應技術(shù)發(fā)展，特別是完善智能建造相關(guān)數據和信息保護方面的法規，確保公共安全并促進(jìn)技術(shù)健康發(fā)展?？商剿髦贫ㄡ槍χ悄芙ㄔ旒夹g(shù)的新監管標準，其中包括對無(wú)人機、機器人、無(wú)人操作設備等新技術(shù)的操作規范、安全要求和責任界定。同時(shí)，相關(guān)政府部門(mén)和行業(yè)組織應開(kāi)展深度合作，結合國際經(jīng)驗和本地實(shí)際情況，建立詳盡且切實(shí)可行的監管標準。例如，可以制定嚴格的環(huán)境評估標準，要求在項目啟動(dòng)前進(jìn)行詳細的生態(tài)影響評估；還可以設立具體的施工安全規范，如規定建筑工地必須配備環(huán)保監測設備和施工噪聲控制等措施，以確保智能機器人設備在施工過(guò)程中符合環(huán)保和安全要求。還應建立健全綜合性安全標準和規范，覆蓋技術(shù)設計、施工、維護等各個(gè)環(huán)節，做好技術(shù)應用全生命周期的安全保障。

　　總之，智能建造是建筑行業(yè)轉型的核心方向，將成為未來(lái)各類(lèi)建造項目實(shí)現高效和可持續發(fā)展的關(guān)鍵驅動(dòng)力。在更廣闊的視角下，智能建造技術(shù)的發(fā)展能進(jìn)一步改變城市環(huán)境，為真正實(shí)現具有包容性、可持續性的智慧城市建設奠定基礎。

編輯：劉京京
來(lái)源：光明日報