浅析数字建筑的“三新”模式

于晓娜 韩 琪

(潍坊工程职业学院， 山东 潍坊 262500)

“数字建筑”的科技手段构建了全过程、全要素和全参与方的数字世界，充分对接人们的意识世界和物理世界，满足人们的个性化需求。数字建筑的新设计、新建造、新运维“三新”驱动模式实现了对建筑全生命周期进行管理和服务，在实体建筑建造之前进行数字化的虚拟建造过程，实现了实体建造阶段和运维阶段的虚实融合，使建筑业未来的发展更具前景。

1 新设计模式：全数字化样品

新设计模式即全数字化样品，也就是在实体项目建设开工之前，集成各参与方与生产要素，通过全数字化打样，消除各种工程风险，实现设计方案、施工组织方案和运维方案的优化、以及全生命周期的成本优化，保障大规模定制性生产和施工建造的可实施性，交付包含全过程信息和模型的完整数字化样品。全数字化样品是对建筑的全生命周期进行数字化虚拟集成交付，在实体建造之前贵设计、采购、生产、施工、运维各个阶段进行数字化模拟和打样，确保方案的可行性，满足产品的个性化需求，并用以指导实体建造和运维过程，保证达成最大化价值。

数字建筑可以规模化地实现个性化需求，传统的开发商与消费者的买卖关系彻底改变，消费者可以通过可视化体验制定符合自身要求的建筑模型，开发商即可根据消费者的定制需求进行开发建设，实现产品的内在规模化和部件标准化。

数字建筑可以使全参与方通过同一平台形成数字化打样的全过程虚拟集成交付，实现多专业间多参与方的异地协同参与与互动，提升设计质量。数字建筑可以有效链接线上“虚拟工厂”，通过智能排产和生产仿真最终生成工艺工法指导书，指导实际生产，这种新模式可以避免资源浪费。数字化样品可以实现“多次建造”、“虚拟试错”，自动匹配构建级别，避免实体建造中的各种问题，保障了工业化建造过程的可实施性。

2 新建造模式：工业化建造

新建造模式即工业化建造，通过数字建筑实现现场工业化和工厂工业化，使图纸细化到作业指导书，任务排程最小到工序，工序工法标准化。将工程建造提升到工业建造的精细化水平。

数字建筑可以将消费者、开发商、施工等各单位整合在一起，通过数据形成建筑全产业链的“数字化生产线”，这条“数字化生产线”可以将工厂生产与施工现场进行实时在线连接与智能交互协作，实现工厂和现场工业化的两场联动，工厂工业化可实现构建及部品的大规模、柔性化生产。现场工业化通过计划排程到末位级、任务执行最小到工序、“图纸模型”细化到构件的工业化手段，实现精益建造。整体建造方案和总计划在设计阶段已经确定，进入实体建造阶段后，数字建筑调度系统将整个施工计划结合建造条件和工艺工法库进行逐级拆解细化至工序级任务包，并将任务包进行自动排程，再依照排程顺序及约束条件向各个工作单元推送任务包，在执行过程中动态反馈执行情况，并自动智能优化后续任务包、调整排程，向各个工作单元推送新任务包。施工现场作业也是工业化流水线作业，现场施工作业以任务包的形式有平台的智能调度系统进行统一管理，并基于标准化工艺工法进行流水化作业。构件部件送至现场通过智能设备进场检验，并反馈给施工作业人员。施工过程通过智能机械设备进行现场装配与施工作业。装配完成后，反馈到智慧调度系统，并由其分析出后续的优化过程，形成从生产、运输到施工交付的闭环控制，实现两场联动。通过数字工地与实体工地的数字孪生，可以实现对人机料等各要素的实施感知、分析、决策和智能执行，形成“虚实融合的智慧工地”，可将建造过程提升到工业级精细化水平，达到更精细的施工作业水平。

3 新运维模式：智慧化运维

新运维模式即智慧化运维，通过数字建筑把建筑升级为可感知、可分析、自动控制，乃至自适应的智慧化系统和生命体，为人们创造美好的工作和生活环境。

数字建筑可使建筑及设施具有认知能力，通过传感器和感知设备使其拥有感觉和沟通能力的“生命体”，具有自我管理能力。通过与云端“大脑”的实时连接，对获取的建筑本体内部设备、系统等运行状态数据与外部环境数据进行分析，通过大数据驱动下的人工智能，实现运行策略的智能判断，进行优化控制和调节建筑内各类设备设施，使各系统间进行有机的协同联动，使建筑处于最佳运行状态。数字建筑通过对设备和环境的实时感知、智能决策和自我控制，使建筑设备各系统与外部环境进行有机的协同联动，降低能源消耗，减少碳排放，实现建筑的经济和绿色运行。数字建筑可以利用大数据、人工智能和感知设备，自感知和预测人的需求，以便提供满足个性化需求的服务。数字建筑可将实体、数字和意识交互融合，还将建筑之间互联互通，形成巨大的社会体，实现资源共享，驱动产生新的共享经济模式。在这个共享经济的社会体中，数据让个人信用和建筑中各种可用的资源都变的透明，数字运维为分享建筑中各种资源提供了支撑，可以灵活的租用建筑内的各种空间，降低成本避免资源浪费。

4 结束语

数字化革命席卷全球，数字化变革成为传统产业、企业发展的新趋势，而建筑业在此创新的道路上，不仅要有全新的变革策略和思维，更要从设计、建造、运维全过程，以及政府管理、企业组织等进行创新，使建筑产业链内部的创新动力和外部的导向力产生协同共振，形成变革创新与发展的新动力。通过数字建筑新设计、新建造、新运维的“三新”驱动建筑业创新发展，让建筑产业提升到工业级精细化水平，规模化地满足个性化需求。

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