數字建筑·行業管理篇

杜星凌

數字建筑，“上云用數賦智”。通過5G、BIM、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈、北斗衛星系統等數字技術，創建項目和企業、部門和行業的“互聯網+監管”系統與建設平臺邁上“云端”， 數據驅動創新應用場景，數字建筑的建筑施工數字化管理、智能化建造、可視化（在線）監管，有效提升建筑工程品質，保障建筑施工安全。因此，數字建筑的工程應用和實踐，實現建筑行業數字化轉型升級，順應新業態、對接新基建、推進新服務、促進新發展。

一、新業態

數字時代，產業數字化，數字產業化，數字技術創新應用已成為建筑行業發展新動能。建筑行業實現數字化轉型升級、科技創新，數字建筑的工程應用與實踐是發展基礎。數字建筑，立足新設計、開展新建造、提升新運維，圍繞數字驅動，工程建設各階段BIM技術深化應用，構建建筑產業互聯網系統集成、數據協同管理，推動智能建造，創新行業服務與監管。

1.新設計

數字建筑的數字設計，主要表現在參數化設計、場景化設計、集成化設計。

參數化。通過數字技術，區別工程類別、項目、主要建設經濟指標，以工程建設標準規范的要求，結合工程應用實踐，形成數字建筑五維（BIM建筑模型）的設計參數、造價參數、施工參數、設備參數等開展設計。

場景化。涉及部分重要建筑物或特殊功能場所的（隔）聲環境、（傳）熱環境、（采）光環境等物理環境性能設計，數字建筑通過BIM建筑信息模型深化應用，進行仿真模擬其物理環境場景進行專業設計。

集成化。數字建筑主要包括（住宅套型組合）建筑使用功能、（整體式廚房或衛生間）房間功能、（公共樓梯或電梯）使用部位、（門或窗）建筑構件、（建筑結構和安裝機電）專業施工、（規劃、設計、施工、運維）建設項目全過程等集成化設計，劃分不同系列、規格和型號、標準與非標準，實施多樣性選型配對組合，有效提高數字設計使用率。

2.新建造

數字建筑的核心是智能建造，運用數字技術，實現“數聯、物聯、智聯”三位一體，從而推動數字建筑實現智能建造。

建筑各類機器人推廣運用。多功能的建筑機器人，現已實現砌磚、天花板或玻璃幕墻安裝、鉆孔、噴涂、抹灰、焊接等代替人工操作，提高數字化施工水平。

建筑施工機械設備智能化管理。通過建筑起重機械設備管理系統平臺，對塔吊、施工電梯類大型建筑施工機械設備，施工現場的安全使用狀態、隱患排查、故障及事故預警等，實施全過程、全方位的適時動態化監管。

建筑材料的加工組裝等建筑工藝采用3D打印技術。通過3D打印技術，解決施工現場非標準、不規則、多維度的多種建筑材料的加工組裝拼裝，如鋼材、木材、玻璃、塑料等，滿足多樣化需求。

構建大數據+建材供應鏈體系。依托數字建筑項目集成管理平臺，實現資源匯集、數據互通、信息共享、全鏈融合，創新建筑材料一站式采購服務。

3.新運維

數字建筑是物理世界，也是數字世界。以智能建造過程，數字建筑建立 “數字全景態勢圖”，形成工程項目數字檔案。即建成交付使用的數字建筑智能運維管理“數字全景態勢圖”。 根據工程規模、建設標準、建筑使用功能、系統類型、工藝管理要求等因素，選擇現場控制器與中央監控管理系統，采取數字技術措施，對建筑能耗數據管理、智能設備數據管理、智能空間數據管理、智能車庫數據管理、智能安防數據管理、智能消防應急管理等，適時動態數據統計，實施智能監測與管控。

二、新基建

我國基本建設程序，工程建設項目從（項目建議書確定項目）建設規劃、工程（勘察和施工圖）設計、建設（準備和建筑施工）實施、工程項目竣工驗收和交付生產使用分階段的全過程。建筑活動的實施步驟依照先后順序、施工技術單一、粗放式管理任務重、專業交叉作業受限，產生工程簽證和問題多，等等。在勘察、設計、施工和運維管理中，數字建筑推廣應用BIM建筑信息模型和區塊鏈等數字技術，區別新基建過程管理的建筑活動，數字化是基礎、在線化是關鍵、智能化是目標。

1.數字化

通過BIM技術深化應用，數字建筑實現建筑本體的數字表現，即數字勘察、數字設計、數字施工、數字驗收、數字運維的建筑活動全過程。建筑產品的主要經濟指標和工程設計參數、建筑施工常用數據、建筑實體質量控制標準規范規定值或允許偏差等等，通過數據獲取、采集、存儲、分析、整理、共享，反映建筑活動狀態及其狀態過程走勢變化，是以數據形式的記錄和數據信息的服務。

2.在線化

數字建筑是建筑技術的數據驅動，實現數據的圖像化和可視化。通過數字技術創新引領，（建筑信息模型）虛體建筑到實體建筑，再到各種運用場景的可視化，實現建設工程項目全過程全時域全天候的在線監管。因此，數字建筑的在線化，為建設工程質量安全“互聯網＋監管” 的業務系統、各類監管數據，實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務間互聯互通、共建共享，開展“雙隨機、一公開”監管、聯合監管、信用監管等提供技術支撐，從而推動數字建筑建設項目的工程質量控制、建筑施工安全規范監管、精準監管、聯合監管。

3.智能化

數字建筑是建筑活動過程管理的價值創造、品質提升。通過BIM的建筑、結構、機電、安裝專業模型設計，實施數字建筑項目三維設計基礎數據協同集成，開展建筑電氣、給排水、暖通、管線綜合碰撞檢查，建筑工程計項算量與統計，現場三維模擬場地規劃、輔助施工部署，建立BIM集成協同管理工作平臺，延伸5D（ BIM模型）平臺管理范圍，施工組織設計和安全驗算等，貫穿建設項目全過程的建筑活動，實現各專業無縫對接，設計施工運維管理一體化，優化建筑性能和施工順序，降本減耗，提質增效。

三、新服務

過去，建設工程質量安全實施現場監管，采取（監督抽查工程）點、（差別化監督分類）線、（綜合和專項檢查范圍）面的立體監督模式。即監督抽查，針對受理監督工程項目的建設規模、施工階段、技術難易程度，監督執法人員對參建各方工程質量安全主體責任行為、工程實體質量、建筑施工安全等內容，進行工程或工程內容的個體點抽樣檢查。差別化監督，劃分在建工程項目的重要性、承建單位施工企業的社會信譽、質量安全履約能力、解決普遍性和嚴重性的質量安全問題，實施分類監管。綜合和專項檢查，是覆蓋工程質量安全監管工作范圍內，在建工程項目執行工程質量安全法律法規和強制性標準的整體情況執法檢查。新時期新發展，通過應用視頻設備遠程監控、利用監控設備現場監管、依托質量安全監管“數字全息態勢圖”，數字建筑的工程質量安全實現數據化監管。

1.應用視頻設備遠程監控

通過全景成像測距攝像機、超視野攝像機等智能識別設備，按照建設工程質量安全管控節點、重點部位、關鍵環節和隨機抽查頻率，對數字建筑建設項目的基坑工程的支護型式、基坑變形、截排水措施、臨邊防護和上下通道等；鋼筋混凝土樓板樓層的梁柱節點、柱的縱向鋼筋及節點加密區箍筋、懸挑梁的負彎矩鋼筋上下位置、間距及根數；外腳手架工程的架體基礎、設置的立桿縱橫距、橫向斜撐、剪刀撐、連墻件等；施工升降機的安全裝置、司機實際操作、架體及吊籠上升下降運行狀態等；塔式起重機的安全裝置、司機實際操作、標準節及吊、索具狀態、安裝拆卸及特殊情況處理及危大工程管理等，各級建設行政主管及監管部門進行網上視頻遠程巡查或層級指導，同時，利用抓拍或調用歷史視頻等功能進行違規事實調查取證，并通過數字建筑項目監管系統下發責令改正或督促改正通知書，開展適時動態監管。

2.利用監控設備現場監管

采用（攝像頭＋屏幕＋AI芯片）智能眼鏡和智能安全帽、無人機、多功能執法記錄儀等設施設備，對數字建筑建設項目施工現場的工程質量安全，開展“雙隨機”監督檢查、監督執法（巡）核查以及層級指導和技術服務等，以施工現場重大危險源辨識與評價、工程質量安全管理缺陷和隱患、人的不安全行為、現場施工設施和機械設備不安全狀態、實體工程質量和建筑施工安全等，現場巡視、查證、識別和發現問題，實施視頻音像數據全方位全過程空間軌跡記錄留痕，同時通過視頻遠程通話、監督檢查記錄、視頻錄像回放等形式，進行層級管理多方人員互動，具體問題具體分析，提高數字建筑工程質量安全監管效能。

3.依托質量安全監管“數字全景態勢圖”

落實數出一源，省、市和縣層級監督部門之間、監督部門與其他部門之間、監管部門與建筑企業之間的監管統一，推進數字建筑行業工程質量安全“監管云”數據建設，形成動態和靜態監管信息“數字全景態勢圖”，實現項目和企業、行業三者之間數據資源的匯集、開放和共享，提升數字建筑工程質量安全監管效能。同時，深化BIM+互聯網集成化監管。以施工圖設計階段建筑、結構、機電等專業（或構件）BIM模型精度，反映的信息維度與內容，涉及數字建筑建設項目的主要技術經濟指示和參數、主體建筑構件、主要建筑設施及細節、主要（市政水和冷熱源）系統及（鍋爐、冷卻塔、冷凍機、換熱設備、水箱水池、變壓器、燃氣調壓等）設備、主要（水井、電井等）路由及（管道、風管、橋架、電氣套筒等）干管等基礎數據、數字施工過程數據，形成建設項目工程質量施工安全“數字全息態勢圖”，實施無縫對接綜合監管平臺，零距離開展建設工程質量安全監管與技術服務。

四、新發展

數字時代，數據驅動，開展數字建筑工程質量安全監管，用數據說話，用數據管理、用數據決策、用數據創新，強基固本，是新時代數字建筑業高質量發展永恒的話題。只有強化數字引領、加快數據集成、建立數據共享、實現數據增值，才能進一步提升數字建筑業工程質量安全治理體系和治理能力建設水平。

1.數字引領

加快工程配建5G移動通信基礎設施。根據數字建筑項目工程條件，涉及移動通信（基站或室分）機房、通信電源和管道、安裝發射和接收設備的支撐設施，應實現與建設項目（規劃、設計、施工和驗收）四同步，且滿足防雷與接地、共建共享的技術要求。同時，積極推廣集成應用數字技術。以5G、云計算、人工智能、區塊鏈、大數據、物聯網等數字技術，通過探索、批量應用具備人機協調、自然交互、自主學習多功能的各種建筑機器人，以及提升各類施工機具的性能和效率等，進一步推進數字建筑數字施工提質增效。

2.數據集成

有效推進數字施工各類工程質量安全風險數據動態入庫。廣泛利用RFID（電子標簽）、二維碼等物聯網技術，實現建筑、部品、部件從工廠專業設計、生產加工、入庫、儲存、調撥、出庫、運輸、進場驗收等全過程的智能識別、定位、跟蹤、監控和管理。推廣使用5G＋區塊鏈技術，對數字施工現場物資、工程材料實施信息化、可視化管理。以物料管理數據使用唯一溯源標識標記，建立溯源檔案庫，實現每個環節更新和區塊鏈數據和文件存證；同時實施后臺分級管理，全流程操作上鏈、全過程可追溯。使用智能感知設備現場采集。通過視頻監控設備、智能移動終端設備、揚塵（或噪聲）在線監測儀、氣象監測傳感器等采集質量監管數據、安全監管數據、現場環境監管數據和從業人員實名制監管數據等。

3.數據共享

以數字建筑建設項目全生命周期管理為主線，立足于各類數據深度分析與建模、多場景數據管理、咨詢服務為基礎，通過搭建數字建筑云平臺，推動建設工程質量安全數字監管應用場景一體化建設，實現政企聯動、行業聯動、多元主體協同的新發展格局，健全完善跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的數字項目、數字企業、數字建筑業或數字住建的建設工程質量安全數據綜合管理，推動數字建筑的創新成果轉化、推廣應用。

4.數據增值

建筑設備運維管理。數字建筑采用BIM建筑模型的設備數據，為建筑（電氣、給水排水、暖通空調等）設備的日常維護、檢修和更換零件等，或設備損壞嚴重局部或整體拆除與更換時，提供精細化維修專業技術服務。房屋建筑維修與修繕。為保障房屋建筑正常設計使用期限內使用安全、保持和提高完好程度與使用功能，或延長房屋建筑耐用年限，對數字建筑房屋或其地基基礎、主體結構等組成部分、承重結構構件或建筑材料，進行必要的維護、維修、拆解、翻修、再裝飾時，利用數字建筑的基礎數據、過程數據等，開展修繕部位、項目、數量等現狀查勘、修繕工程設計與施工。房屋結構安全鑒定和抗震加固處理。因不可抗力的地質災害或地區性季節性臺風襲擊等，造成建筑房屋移位傾斜、建筑結構嚴重損害影響安全使用等，需要進行房屋建筑結構安全等級鑒定與評估、結構抗震加固處理、建筑增層改造時，通過采用數字建筑的地質勘察數據、基礎和主體結構數據等，進行場地、地基基礎抗震鑒定與加固，房屋建筑抗震承載力和抗震措施鑒定、（抗震加固改造、移位糾傾或增層）的方法及其方案選擇、抗震設計與施工質量評定等，提供建筑構造施工技術措施，從而保證數字建筑工程品質和結構設計正常使用年限的安全。

五、結語

數字建筑，建設美好生活。通過BIM＋、互聯網＋、物聯網＋等數字技術的深化應用，加強數字建筑數據集成管理、數字企業數據綜合管理、數字建筑業或數字住建政務數據服務與監管平臺建設，數字建筑工程應用與實踐，實現數據可視化、管理精細化、服務精準化。一方面統籌推進數字基礎設施建設。圍繞5G、互聯網、人工智能、區塊鏈、云計算等新技術應用，分步實施雙千兆寬帶網絡接入、類腦智能計算芯片與系統、智能制造系統與建筑工程機械設備、多源信息感知的智能物聯網等通信基礎設施建設，實施云邊協同、算網融合、高效智能和普及推廣、應用驗證、場景創新的落地生根、成勢見效，才能實現數字建筑工程質量安全監管業務數據化、數據場景化、場景網絡化、網絡智能化。另一方面建立完善數據管理平臺。數字建筑以5G＋BIM技術的綜合應用，建立（大數據、物聯網和AI）平臺，對接新基建，發展新住建，真正實現建設項目全周期、全要素、全角色在線協同管理。三方面協同推進數字建筑提質增效。圍繞數字建筑的數據管理、智能建造、網絡安全等內容，開展數字技能培訓，加強項目、企業和行業的數字人才隊伍建設。加強示范工程項目引導，建立數字建筑法規標準、數據管理技術規范和應用示范經驗交流平臺及機制，交流先進經驗和應用技術。同時，基于數字建筑的移動監管系統，利用移動終端設備、手機APP、多功能執法記錄儀等，開展工程質量安全施工現場與項目在線“智慧監管”新服務，提升跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的協同治理體系和治理能力，實現數字建筑的場景數據共建共享、價值創造、品質提升。