区块链技术在建筑工程领域中的应用研究

徐华磊

（安徽省交通航务工程有限公司，安徽 合肥 230011)

区块链概念最早出现于2008年，最初形态是作为比特币的核心支撑技术被推广使用。区块链技术本质和应用模式都是为了契合比特币交易需求而设定的。区块链技术凭借其高效和稳定的运行模式最先向金融领域渗透和扩散。国家和政府层面高度关注区块链技术的发展和应用，并将其作为相关领域的技术更新和产业结构转型的重要支持。另外，国务院、工业和信息化部等部委都曾出台相关的支持区块链技术创新发展的政策条例以及规范该技术应用形式和覆盖行业的规范标准。在促进区块链技术普及应用，快速发展的同时，宏观调控行业应用的规范性和流程化。区块链技术也逐渐在建筑行业得以推广应用。

1.区块链技术的本质及应用特征

1.1 区块链技术的运行机制

区块链技术是由多方共同参与和维护的，应用密码学和数据库原理组合而成的一种分布式数据库。区块链技术的研发和应用可以理解为是一种专用的可信任机器系统。从狭义角度来看，区块链的构建基于时间逻辑，并可通过写入数据的区块先后依次连接而组成系统化的链条式数据结构。区块链的产生和发展都需要以时间顺序为依据。所有经过验证确认的信息都将被分类存储在特定的区域当中，再以明确的时间间隔作为分区节点依次加入并关联，以此构建链状相连的区块链结构体系。

1.2 区块链技术的核心特点

区块链技术的实现与落地应用需要依赖多种现有技术，例如5G通信、物联网、人工智能等高端前沿技术。在此基础上结合特定方向的应用需求整合相关技术资源，形成具有创新性的集成应用技术。而在这样的区块链技术创新路径中，起到支撑作用的三种核心机制为密码学原理、共识机制和数据存储机构。当匹配到不同的应用场景时，区块链技术还会展现出分布式和固定式等数据特征。

2.建筑工程领域存在的主要问题

下面将结合区块链技术的作用形式，从目前建筑工程领域存在区块链技术应用需求的阶段入手，分析其中涉及到的黑箱流程等不合理操作行为或模式。

首先，在建筑工程的招投标阶段，在受到市场经济环境影响的不稳定形势下，极易产生腐败违规操作。这就给本应规范有序的招投标环节增加了诸多负面影响因素。招投标信息因为渠道设置的原因，存在来源途径不够顺畅，交易的过程不够清晰透明，只追求成本控制，而忽视了技术水平，对招投标程序人为干预，影响其公平性等问题。这些不合规定现象都会助长建筑工程领域招投标过程的乱象，并且会给相关企业和人员的资质审核增加更复杂的流程和环节，降低项目招投标整体操作的效率。

其次，进入建筑工程的方案规划和设计阶段后，设计负责单位通常会根据建筑的功能用途和建造基本要求对其结构、功能、外观等制定详细的规划设计方案。这其中就存在着一定的不确定性，关于建筑结构、机电设施、施工建造等方面的方案规划都需要从项目全局考虑，并经过各部分内容对应的专业团队协同合作才能得以确定。而在实际设计阶段，各团队小组间的沟通效率普遍较低，在信息的共享和工作协调方面经常匹配不到位。造成临时返工和修改方案的情况频繁出现。这不仅增加了额外的人力物力成本，也会致使建筑原材料出现严重的浪费。

再次，施工开始后，对于总工程量的分配和施工安排将直接决定施工环节的效率和秩序。由于各施工团队、分包单位之间的沟通交流不充分，或出现问题后的反馈不及时，都会延缓施工程序的推进。各部门之间的协调配合、沟通不畅也将影响进入工程施工阶段后的项目整体管理效率，让管理人员无法了解施工现场的真实客观情况，无形中为施工安全管控增加了难度；同时，在建筑材料的现场管理方面，不得不逐一现场进行物料的查验与核对。这种方式不仅不利于施工效率的保障，还会消耗大量不必要的人力资源。最后，建筑工程的运营管理也面临着诸多复杂问题。比如，当前参与建筑项目运营的人员大多数都不具备专业的运营学习、培训经验，在管理制度的规范化应用和标准执行方面能力不均衡；同时，对于建筑设备、机械装置的性能，综合工况及运行状态的监管也缺乏系统化的管理逻辑，很容易因维护不到位或对应管理举措的缺失，而造成建筑设备的使用寿命缩减，进而为建筑企业带来更大的经济负担。

3.区块链技术在建筑工程领域的应用途径

3.1 招投标活动

传统建筑工程的筹备规划阶段必然会经历招投标环节。常规流程是由投标人按照项目方施工要求和各类条件，编制资格审查文件并准备相关材料，而招标人则负责对投标方的资质进行审核与对比。而得益于区块链技术对于数据的高效整合能力，安全的数据信任机制以及数据不可人为篡改等更符合项目招投标环节实际需求的特点，区块链充分契合了招投标中资格预审等环节的迫切需求。不管是从参与招投标的负责人、从业者还是企业的角度来看，建筑项目招投标资信审核都需要以时间顺序为主要逻辑，将资信材料逐一在区块链平台加载存储。当招投标的程序启动后，在区块链技术支持下的数据平台能够对这些资质的审核结果提供具有较高可靠性的支持依据，同时大幅度地减少招投标环节的人力、物力和财力消耗，保证所有操作流程的精简和规范。另外，针对目前的招投标征信查询系统存在的信息相对封闭的问题，可在原有征信数据利用模式的基础上引入基于区块链的数据融合技术，改善以往仅依靠人力、社保部门的单一征信数据评估企业资质的方式。通过更多的数据维度和更丰富的数据类型，充分降低由征信模式所带来的决策风险，以区块链技术构建多节点数据同步共享网络，从而为建筑工程招投标带来更安全、更稳定的数据系统。

3.2 工程承包管理

工程总承包模式是现阶段建筑工程领域主流的施工管理模式，在得到国家、政府及相关管理部门支持的背景下，施工中职责与任务的划分变得更加清晰明确。建设单位在与业主达成合作后，将承担起工程项目中的主要管理运作责任，主动参与到建筑工程项目的决策、设计、施工、运营的过程中，同时充分发挥自身的项目管控能力，对施工周期、进度安排、建设质量、安全管理和造价控制实施全方位覆盖的监管。但受到工程总承包模式中管理内容复杂、业务量庞大、关联部门众多等因素的限制，往往在实施过程中会出现管理效率偏低，工期延后等情况。针对这些问题，利用区块链资金、资源管理平台能够对项目的全过程进行覆盖。区块链技术的应用期间，会按照特定的时间周期进行新区块的链接和信息收集。这也有助于在建筑项目的总承包环节实现平台化的数据共享，并保证合约的长久有效性。

3.3 智慧建造

区块链技术的应用形式以构件作为其最小的结构单元，因此能够完整地记录各建造环节的透明数据。并且以装配式的区块叠加连接方式构建起了建筑工程全生命周期的模块化数字管理体系。在此基础上，借助区块链所提供的构建信息追溯功能，还可将建筑工程的指标数据与BIM系统融合，形成信息化的建筑工程管理系统。BIM技术的应用能够促进施工管理、协同设计、机械设备使用等形成高效的数字化管理系统。以区块链中的单个构件作为结构的核心元素，配合BIM建立结构化的编码分类体系，从而实现对规模庞大的建筑工程项目的信息化、精细化管理。利用区块链技术，可以为所有建筑构件建立唯一的识别编码，在信息化管理系统的支持下，可对建筑工程项目的全生命周期实现统一调度管理。从各类构件的使用需求、生产和采购流程角度，利用数字化的管理思想将BIM系统中的模型信息进一步转化为可以被工厂中的智能化生产设备识别的信息，打破建筑项目施工建造阶段各参与方的信息壁垒，减少流程、环节和过程中的信息流量和传输误差，以RFID、二维码等高效途径实现对建筑构件的全程追踪和可视化管理。

3.4 建筑运营管理

完整的建筑工程项目将经历规划、设计、施工和运营四个阶段，而其中运营阶段的持续周期时间最长。具体的管理运营内容包含了工程项目通过验收后的设备维护、保养、检修等事项。这些过程都是保证建筑项目正常运行服务的必须步骤，能够显著延长建筑的使用寿命，带给业主更好的居住使用体验。在当前的建筑运营管理模式正逐步与数字化手段融会贯通的同时，利用区块链技术中心相对成熟的密码学加密算法，可以让建筑运营过程中的能耗数据分析、监控和管理在数字化平台上实现。以分区、分项的可选择方式，将区域耗电量、用水用气量以更直观的方式呈现给用户、业主或对应管理运营人员。同时，还可以充分发挥区块链技术支持下数据不可篡改，绝对真实的优势，利用这些数据的内在价值和规律提出更具可行性的节能运营管理方案，帮助运营企业更好地控制管理成本。对于建筑设备的管理和维护，同样可以借助区块链的实时运行状态监控功能，更有针对性地制定维护保养方案，同时预防故障的发生。

4.结语

综上所述，现阶段将区块链技术与传统的建筑工程管理融合，能够助推后者实现信息化、数字化转型。建筑工程与社会发展，人民生活都密切相关，而为了针对体量庞大，涉及事项繁杂的建筑工程项目采取更高效和精准的管理模式，可以在区块链技术的支撑下规避以往的管理流程中出现的黑箱操作，从管理成本、资源利用、调度效率等方面进一步提升，并充分发挥数字化管理中数据信息的透明、不可篡改等优势特征。