数字建筑·行业管理篇

杜星凌

数字建筑，“上云用数赋智”。通过5G、BIM、云计算、大数据、人工智能、区块链、北斗卫星系统等数字技术，创建项目和企业、部门和行业的“互联网+监管”系统与建设平台迈上“云端”， 数据驱动创新应用场景，数字建筑的建筑施工数字化管理、智能化建造、可视化（在线）监管，有效提升建筑工程品质，保障建筑施工安全。因此，数字建筑的工程应用和实践，实现建筑行业数字化转型升级，顺应新业态、对接新基建、推进新服务、促进新发展。

一、新业态

数字时代，产业数字化，数字产业化，数字技术创新应用已成为建筑行业发展新动能。建筑行业实现数字化转型升级、科技创新，数字建筑的工程应用与实践是发展基础。数字建筑，立足新设计、开展新建造、提升新运维，围绕数字驱动，工程建设各阶段BIM技术深化应用，构建建筑产业互联网系统集成、数据协同管理，推动智能建造，创新行业服务与监管。

1.新设计

数字建筑的数字设计，主要表现在参数化设计、场景化设计、集成化设计。

参数化。通过数字技术，区别工程类别、项目、主要建设经济指标，以工程建设标准规范的要求，结合工程应用实践，形成数字建筑五维（BIM建筑模型）的设计参数、造价参数、施工参数、设备参数等开展设计。

场景化。涉及部分重要建筑物或特殊功能场所的（隔）声环境、（传）热环境、（采）光环境等物理环境性能设计，数字建筑通过BIM建筑信息模型深化应用，进行仿真模拟其物理环境场景进行专业设计。

集成化。数字建筑主要包括（住宅套型组合）建筑使用功能、（整体式厨房或卫生间）房间功能、（公共楼梯或电梯）使用部位、（门或窗）建筑构件、（建筑结构和安装机电）专业施工、（规划、设计、施工、运维）建设项目全过程等集成化设计，划分不同系列、规格和型号、标准与非标准，实施多样性选型配对组合，有效提高数字设计使用率。

2.新建造

数字建筑的核心是智能建造，运用数字技术，实现“数联、物联、智联”三位一体，从而推动数字建筑实现智能建造。

建筑各类机器人推广运用。多功能的建筑机器人，现已实现砌砖、天花板或玻璃幕墙安装、钻孔、喷涂、抹灰、焊接等代替人工操作，提高数字化施工水平。

建筑施工机械设备智能化管理。通过建筑起重机械设备管理系统平台，对塔吊、施工电梯类大型建筑施工机械设备，施工现场的安全使用状态、隐患排查、故障及事故预警等，实施全过程、全方位的适时动态化监管。

建筑材料的加工组装等建筑工艺采用3D打印技术。通过3D打印技术，解决施工现场非标准、不规则、多维度的多种建筑材料的加工组装拼装，如钢材、木材、玻璃、塑料等，满足多样化需求。

构建大数据+建材供应链体系。依托数字建筑项目集成管理平台，实现资源汇集、数据互通、信息共享、全链融合，创新建筑材料一站式采购服务。

3.新运维

数字建筑是物理世界，也是数字世界。以智能建造过程，数字建筑建立 “数字全景态势图”，形成工程项目数字档案。即建成交付使用的数字建筑智能运维管理“数字全景态势图”。 根据工程规模、建设标准、建筑使用功能、系统类型、工艺管理要求等因素，选择现场控制器与中央监控管理系统，采取数字技术措施，对建筑能耗数据管理、智能设备数据管理、智能空间数据管理、智能车库数据管理、智能安防数据管理、智能消防应急管理等，适时动态数据统计，实施智能监测与管控。

二、新基建

我国基本建设程序，工程建设项目从（项目建议书确定项目）建设规划、工程（勘察和施工图）设计、建设（准备和建筑施工）实施、工程项目竣工验收和交付生产使用分阶段的全过程。建筑活动的实施步骤依照先后顺序、施工技术单一、粗放式管理任务重、专业交叉作业受限，产生工程签证和问题多，等等。在勘察、设计、施工和运维管理中，数字建筑推广应用BIM建筑信息模型和区块链等数字技术，区别新基建过程管理的建筑活动，数字化是基础、在线化是关键、智能化是目标。

1.数字化

通过BIM技术深化应用，数字建筑实现建筑本体的数字表现，即数字勘察、数字设计、数字施工、数字验收、数字运维的建筑活动全过程。建筑产品的主要经济指标和工程设计参数、建筑施工常用数据、建筑实体质量控制标准规范规定值或允许偏差等等，通过数据获取、采集、存储、分析、整理、共享，反映建筑活动状态及其状态过程走势变化，是以数据形式的记录和数据信息的服务。

2.在线化

数字建筑是建筑技术的数据驱动，实现数据的图像化和可视化。通过数字技术创新引领，（建筑信息模型）虚体建筑到实体建筑，再到各种运用场景的可视化，实现建设工程项目全过程全时域全天候的在线监管。因此，数字建筑的在线化，为建设工程质量安全“互联网＋监管” 的业务系统、各类监管数据，实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务间互联互通、共建共享，开展“双随机、一公开”监管、联合监管、信用监管等提供技术支撑，从而推动数字建筑建设项目的工程质量控制、建筑施工安全规范监管、精准监管、联合监管。

3.智能化

数字建筑是建筑活动过程管理的价值创造、品质提升。通过BIM的建筑、结构、机电、安装专业模型设计，实施数字建筑项目三维设计基础数据协同集成，开展建筑电气、给排水、暖通、管线综合碰撞检查，建筑工程计项算量与统计，现场三维模拟场地规划、辅助施工部署，建立BIM集成协同管理工作平台，延伸5D（ BIM模型）平台管理范围，施工组织设计和安全验算等，贯穿建设项目全过程的建筑活动，实现各专业无缝对接，设计施工运维管理一体化，优化建筑性能和施工顺序，降本减耗，提质增效。

三、新服务

过去，建设工程质量安全实施现场监管，采取（监督抽查工程）点、（差别化监督分类）线、（综合和专项检查范围）面的立体监督模式。即监督抽查，针对受理监督工程项目的建设规模、施工阶段、技术难易程度，监督执法人员对参建各方工程质量安全主体责任行为、工程实体质量、建筑施工安全等内容，进行工程或工程内容的个体点抽样检查。差别化监督，划分在建工程项目的重要性、承建单位施工企业的社会信誉、质量安全履约能力、解决普遍性和严重性的质量安全问题，实施分类监管。综合和专项检查，是覆盖工程质量安全监管工作范围内，在建工程项目执行工程质量安全法律法规和强制性标准的整体情况执法检查。新时期新发展，通过应用视频设备远程监控、利用监控设备现场监管、依托质量安全监管“数字全息态势图”，数字建筑的工程质量安全实现数据化监管。

1.应用视频设备远程监控

通过全景成像测距摄像机、超视野摄像机等智能识别设备，按照建设工程质量安全管控节点、重点部位、关键环节和随机抽查频率，对数字建筑建设项目的基坑工程的支护型式、基坑变形、截排水措施、临边防护和上下通道等；钢筋混凝土楼板楼层的梁柱节点、柱的纵向钢筋及节点加密区箍筋、悬挑梁的负弯矩钢筋上下位置、间距及根数；外脚手架工程的架体基础、设置的立杆纵横距、横向斜撑、剪刀撑、连墙件等；施工升降机的安全装置、司机实际操作、架体及吊笼上升下降运行状态等；塔式起重机的安全装置、司机实际操作、标准节及吊、索具状态、安装拆卸及特殊情况处理及危大工程管理等，各级建设行政主管及监管部门进行网上视频远程巡查或层级指导，同时，利用抓拍或调用历史视频等功能进行违规事实调查取证，并通过数字建筑项目监管系统下发责令改正或督促改正通知书，开展适时动态监管。

2.利用监控设备现场监管

采用（摄像头＋屏幕＋AI芯片）智能眼镜和智能安全帽、无人机、多功能执法记录仪等设施设备，对数字建筑建设项目施工现场的工程质量安全，开展“双随机”监督检查、监督执法（巡）核查以及层级指导和技术服务等，以施工现场重大危险源辨识与评价、工程质量安全管理缺陷和隐患、人的不安全行为、现场施工设施和机械设备不安全状态、实体工程质量和建筑施工安全等，现场巡视、查证、识别和发现问题，实施视频音像数据全方位全过程空间轨迹记录留痕，同时通过视频远程通话、监督检查记录、视频录像回放等形式，进行层级管理多方人员互动，具体问题具体分析，提高数字建筑工程质量安全监管效能。

3.依托质量安全监管“数字全景态势图”

落实数出一源，省、市和县层级监督部门之间、监督部门与其他部门之间、监管部门与建筑企业之间的监管统一，推进数字建筑行业工程质量安全“监管云”数据建设，形成动态和静态监管信息“数字全景态势图”，实现项目和企业、行业三者之间数据资源的汇集、开放和共享，提升数字建筑工程质量安全监管效能。同时，深化BIM+互联网集成化监管。以施工图设计阶段建筑、结构、机电等专业（或构件）BIM模型精度，反映的信息维度与内容，涉及数字建筑建设项目的主要技术经济指示和参数、主体建筑构件、主要建筑设施及细节、主要（市政水和冷热源）系统及（锅炉、冷却塔、冷冻机、换热设备、水箱水池、变压器、燃气调压等）设备、主要（水井、电井等）路由及（管道、风管、桥架、电气套筒等）干管等基础数据、数字施工过程数据，形成建设项目工程质量施工安全“数字全息态势图”，实施无缝对接综合监管平台，零距离开展建设工程质量安全监管与技术服务。

四、新发展

数字时代，数据驱动，开展数字建筑工程质量安全监管，用数据说话，用数据管理、用数据决策、用数据创新，强基固本，是新时代数字建筑业高质量发展永恒的话题。只有强化数字引领、加快数据集成、建立数据共享、实现数据增值，才能进一步提升数字建筑业工程质量安全治理体系和治理能力建设水平。

1.数字引领

加快工程配建5G移动通信基础设施。根据数字建筑项目工程条件，涉及移动通信（基站或室分）机房、通信电源和管道、安装发射和接收设备的支撑设施，应实现与建设项目（规划、设计、施工和验收）四同步，且满足防雷与接地、共建共享的技术要求。同时，积极推广集成应用数字技术。以5G、云计算、人工智能、区块链、大数据、物联网等数字技术，通过探索、批量应用具备人机协调、自然交互、自主学习多功能的各种建筑机器人，以及提升各类施工机具的性能和效率等，进一步推进数字建筑数字施工提质增效。

2.数据集成

有效推进数字施工各类工程质量安全风险数据动态入库。广泛利用RFID（电子标签）、二维码等物联网技术，实现建筑、部品、部件从工厂专业设计、生产加工、入库、储存、调拨、出库、运输、进场验收等全过程的智能识别、定位、跟踪、监控和管理。推广使用5G＋区块链技术，对数字施工现场物资、工程材料实施信息化、可视化管理。以物料管理数据使用唯一溯源标识标记，建立溯源档案库，实现每个环节更新和区块链数据和文件存证；同时实施后台分级管理，全流程操作上链、全过程可追溯。使用智能感知设备现场采集。通过视频监控设备、智能移动终端设备、扬尘（或噪声）在线监测仪、气象监测传感器等采集质量监管数据、安全监管数据、现场环境监管数据和从业人员实名制监管数据等。

3.数据共享

以数字建筑建设项目全生命周期管理为主线，立足于各类数据深度分析与建模、多场景数据管理、咨询服务为基础，通过搭建数字建筑云平台，推动建设工程质量安全数字监管应用场景一体化建设，实现政企联动、行业联动、多元主体协同的新发展格局，健全完善跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的数字项目、数字企业、数字建筑业或数字住建的建设工程质量安全数据综合管理，推动数字建筑的创新成果转化、推广应用。

4.数据增值

建筑设备运维管理。数字建筑采用BIM建筑模型的设备数据，为建筑（电气、给水排水、暖通空调等）设备的日常维护、检修和更换零件等，或设备损坏严重局部或整体拆除与更换时，提供精细化维修专业技术服务。房屋建筑维修与修缮。为保障房屋建筑正常设计使用期限内使用安全、保持和提高完好程度与使用功能，或延长房屋建筑耐用年限，对数字建筑房屋或其地基基础、主体结构等组成部分、承重结构构件或建筑材料，进行必要的维护、维修、拆解、翻修、再装饰时，利用数字建筑的基础数据、过程数据等，开展修缮部位、项目、数量等现状查勘、修缮工程设计与施工。房屋结构安全鉴定和抗震加固处理。因不可抗力的地质灾害或地区性季节性台风袭击等，造成建筑房屋移位倾斜、建筑结构严重损害影响安全使用等，需要进行房屋建筑结构安全等级鉴定与评估、结构抗震加固处理、建筑增层改造时，通过采用数字建筑的地质勘察数据、基础和主体结构数据等，进行场地、地基基础抗震鉴定与加固，房屋建筑抗震承载力和抗震措施鉴定、（抗震加固改造、移位纠倾或增层）的方法及其方案选择、抗震设计与施工质量评定等，提供建筑构造施工技术措施，从而保证数字建筑工程品质和结构设计正常使用年限的安全。

五、结语

数字建筑，建设美好生活。通过BIM＋、互联网＋、物联网＋等数字技术的深化应用，加强数字建筑数据集成管理、数字企业数据综合管理、数字建筑业或数字住建政务数据服务与监管平台建设，数字建筑工程应用与实践，实现数据可视化、管理精细化、服务精准化。一方面统筹推进数字基础设施建设。围绕5G、互联网、人工智能、区块链、云计算等新技术应用，分步实施双千兆宽带网络接入、类脑智能计算芯片与系统、智能制造系统与建筑工程机械设备、多源信息感知的智能物联网等通信基础设施建设，实施云边协同、算网融合、高效智能和普及推广、应用验证、场景创新的落地生根、成势见效，才能实现数字建筑工程质量安全监管业务数据化、数据场景化、场景网络化、网络智能化。另一方面建立完善数据管理平台。数字建筑以5G＋BIM技术的综合应用，建立（大数据、物联网和AI）平台，对接新基建，发展新住建，真正实现建设项目全周期、全要素、全角色在线协同管理。三方面协同推进数字建筑提质增效。围绕数字建筑的数据管理、智能建造、网络安全等内容，开展数字技能培训，加强项目、企业和行业的数字人才队伍建设。加强示范工程项目引导，建立数字建筑法规标准、数据管理技术规范和应用示范经验交流平台及机制，交流先进经验和应用技术。同时，基于数字建筑的移动监管系统，利用移动终端设备、手机APP、多功能执法记录仪等，开展工程质量安全施工现场与项目在线“智慧监管”新服务，提升跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同治理体系和治理能力，实现数字建筑的场景数据共建共享、价值创造、品质提升。