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数字建造促进建筑业绿色发展——浅议基于BIM 的全过程绿色咨询

 

1 行业趋势——新一轮数字建造是建筑业发展的趋势

1.1 产业发展拉动

长期以来,建筑业仍存在“大而不强”,行业覆盖领域大、行业区域化分割严重、信息化程度低、管理粗放等诸多问题,随着中国步入老龄化社会,农民工资源稀缺进一步加剧劳动市场供需不平衡,劳动力成本持续上涨,而新生代农民工仅占从事建筑业的9.8%,长此以往,建筑业将面临着无工可用的尴尬局面。诸多问题严重制约着建筑业的持续健康发展,因此,建筑业转型升级,以数字建造为核心提高精细化管理水平及建设效率迫在眉睫。

1.2 技术创新驱动

随着BIM+ 大数据+ 云计算+ 物联网+ 产业互联网的蓬勃发展,在数字化变革的大趋势下,数字技术引发建筑业逻辑重构,以数字建筑为核心通过物联网+ 人员实现数据采集,BIM 实现数据汇总,云计算实现协同及在线改变了传统粗放式管理模式,通过数字信息技术与建筑行业的深度融合应用,以技术创新驱动,实现建筑全产业链、全过程的精细化、数据化、在线化管理是确保建筑业转型升级,逐步推动行业革新发展的重要途径。

1.3 国家战略导向

2015 年3 月李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划,掀起了产业互联网发展浪潮,从国务院《关于促进建筑业持续健康发展的意见》到住建部《关于印发2016 - 2020 年建筑业信息化发展纲要的通知》(建质函[2016]183 号)均明确行业向“绿色化、工业化、信息化” 三化融合的方向发展。实质意义上在鼓励发展建筑产业互联网,建造实现数字化、标准化;业务流程简约化、在线化。以数字化为核心,构件建筑产业新常态。

2 理念融合——BIM 技术的数字化+ 信息共享+ 协同工作完全契合高质量绿色发展的基本理念

2.1 BIM 技术与建筑业绿色发展

“十三五”期间我国提出五大发展理念:创新、协调、绿色、开放、共享,于建筑业而言高质量绿色发展重点在于处理好人与自然的关系,即实现围绕建筑全过程生态文明、资源节约、环境友好的绿色建造;实质为实现设计与施工“四节”(节能、节地、节水、节材)、室内外环境营造与控制、绿色施工、绿色运营、绿色拆除。 而BIM 技术的核心注重围绕着建筑全生命周期以模型为中心的数据载体,实现建筑本体数字化;以数据协同平台实现信息共享,产业链协同工作。因此,利用BIM+PM+ 云协同整合产业链资源,保障各产业链及参与方实现全流程的协同工作及信息共享,提高建设效率及精细化水平,是建筑业信息化及数字化转型升级的核心关键,是实现建筑业高质量绿色发展的必要前提。

2.2 BIM 技术如何助推绿色发展

在项目全生命周期使用BIM 技术,能有效地在过程管理、集成设计、能量模型、成本计算、持续改进等环节为地产开发商节约大量的成本及资源。

BIM 技术的核心在于“I”,即Information。而建筑模型Modeling 只是信息的载体而已。两者相互依存,缺一不可。而绿色建筑强调的结果是“健康、适用、高效”的建筑空间。其中,如何实现健康、适用与高效,BIM 从项目设计之初到后期运营管理,既能有可视化、形象化表达,又能让各类信息集中汇总,并形成数据化的资料。

绿色建筑在原评价体系中,多止步于设计评价标识,而建筑是否绿色也缺乏有力的数据支撑。BIM 技术的全面应用、全过程应用将提供一种新的解决方案。

2.2.1 传统BIM 助推绿色发展

传统意义上的BIM 是利用其可视化、模拟性、准确性创造价值,节约资源,从规划前期的建筑业态布局优化、基于能量模型包含风光声等实现绿色建筑设计优化等空间优化,到施工图设计优化,施工场布、施工模拟、进度管理,最后到基于BIM 的智慧运维管理等应用,均在单一价值点上小范围地推动着建筑业的绿色发展,见图1。

 

1 传统BIM 于项目的意义

2.2.2“BIM+”助推建筑业绿色发展

真正意义上的建筑业绿色发展,不光是绿色建筑的广泛推广、绿色专项技术的升级扩充,更重要的应该是对传统建筑业进行商业逻辑重构,流程再造;利用BIM+PM+ 云协同+ 大数据等技术整合全产业链资源,以“软件定义一切,数据驱动建造”,以此提高行业生产力及利润率,从而实现广义上的建筑业高质量绿色发展,具体框架及实现途径将在下文讲解。

3 优化流程——以基于BIM 的全过程咨询维度看建筑业绿色发展

2017 年国务院办公厅颁发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》指出:培育全过程工程咨询,政府投资工程带头推行全过程工程咨询,鼓励非政府投资工程委托全过程工程咨询服务。

3.1 基于BIM 的全过程工程咨询与建筑业绿色发展

全过程工程咨询的核心在于打通设计、工程造价、工程管理、工程咨询、工程监理等多种业态,以资源整合地方式实现信息的共享,将项目的各参与方、各环节巧妙的结合,实现资源优化配置,在提高建设效率及质量的同时,大幅度降低资源消耗,提升效益,见图2。全过程工程咨询的出现将传统运行模式由碎片化向集成化转变。而以BIM 技术为信息载体、以全过程工程咨询为服务流程、以云平台为协同工具、以搭建全产业互联网平台为进步目标是实现未来建筑业持续健康及高质量绿色发展的重要途径。

 

2 全过程咨询对象结构框架图

3.2 全过程绿色咨询模式研究(见图3)

 

3 全过程工程咨询应用内容

纵观工程项目的全生命建造周期,由于参与方众多造成的信息不对称而形成的广泛存在的碎片化管理方式致使工程项目建造不得不额外付出工期、成本、质量等额外代价;大量的时间、成本及资源浪费在过多的协调及沟通工作中,一定程度上影响了项目管理水平的精细化程度。

3.2.1 当下全过程咨询模式急需优化调整

住建部在全国范围内确定了40 家设计及咨询企业作为工程项目的全过程管理的试点单位。这些单位均为行业内的先进龙头企业,具有较为强大的综合实力。而就现实而言在当下的全过程咨询模式更多的现象是以联合体或资源整合的方式进行建造咨询,从并无细致的工作流程优化及重构,信息及协调工作方式也是传统的基于人力的沟通协调。因此,造成全过程咨询的优势及价值点无法最大程度地发挥出来,造成全过程咨询的价值点不突出的甚至无用的假象。故全过程咨询急需进行结构优化调整。

3.2.2 全过程咨询模式的优化建议

成熟的全过程工程咨询可帮业主解决由于碎片化委托造成的管理不到位、业主方一对多地反复博弈协调难等问题。

3.3 系统流程优化

传统的项目管理从决策阶段开始,会发生很多的业务及流程分离,项目建议书、可行性研究报告、到概念设计、施工图设计等各流程相互独立使得各环节的逻辑性及关联性不强。在开始新阶段工作时,基础数据的材料欠缺,让项目的根本建造理念难以贯彻落实到位。我们在项目中发现存在很多施工图设计与概念设计偏差极大、建造成品与施工图又相差甚远的项目。大量的修改及设计变更存在于项目的全过程之中。故整理建各个环节的核心关联及控制点,以此优化建造流程显得至关重要。因此,有一个让业主及咨询单位值得关心的问题是建造全生命周期实现各个流程的合理配合及流畅实施,保证项目建造的高效性、合理性、准确性,由此保证项目朝着高质量绿色发展的方向发展。

全过程咨询注重项目全过程的多元、多样、跨界的业务融合过程,故在全过程工程咨询中采用一体化项目团队工作模式,可最大化地提升项目效益及建造效率。因此全过程咨询应打破传统的工作思路,基于全生命周期的理念,对工程方案进行深入及全局性的优化。在项目前期应综合评估项目定位、实施风险、设计方案、施工方案及运营维护等方面,以基于业主及项目的利好性及绿色性为根本,综合部署各阶段工作,鉴于此全过程工程咨询的系统流程优化可从以下几点考虑:

3.3.1 提升牵头业务的影响力

传统的工程咨询,业务重点往往基于业主的根本需求及自身的利益点出发考虑,仅仅考虑单项业务的合理性及可执行性,造成了大量的成本及资源浪费。为避免该现象,确定核心牵头业务至关重要。目前市面上主流的两种全过程咨询模式为:基于设计为龙头的全过程咨询以及基于项目管理融合其他咨询业务的管理模式。我们在此不论孰优孰劣。但就目前的实施情况而言,二者均存在统筹及协调难度大,实施基调不一致等问题。因此,我们认为在选择全过程咨询模式为项目服务的同时,业主方应在保证自身原则的情况下,尽可能地强化牵头业务的核心地位,权力下放,形成以设计或以项目管理为核心的严谨的业务流程。

3.3.2 强化业务流程的逻辑性

不同于传统咨询,全过程咨询可使得各独立的业务有机、无缝地融合,强化业务的衔接关系。项目建议书指导可研、项目定位指导概念设计及施工图设计,独立业务相较于传统模式更注重纵向的深度发展,以“1+N”的项目管理模式,全局进行考虑,在做某一流程工作时,需考虑到多方面因素。例如:在做概念设计和施工图设计时,不应仅站在满足标准规范的角度,更多的应从建造成本、难易程度、运维的便捷性等方面进行考虑。同步基于同一的全过程咨询工作方案的指引下,强化业务信息沟通及传递效益,优化项目的规划及实施过程,提高服务效率,减少成本及资源浪费,保障项目的绿色建造及绿色发展。

3.3.3 信息化工具革新

随着互联网+BIM+ 云计算+ 大数据的发展与成熟,技术革新为全过程工程咨询的落地及优化提供了良好的技术支持,产业互联网的运营思路同样实用于建筑行业。我们在全过程咨询试点项目上尝试了协同模式的革新,形成以基于BIM 为核心数据库,整合全产业链信息及数字化系统,以云协同的工作模式进行了探索及实践。

① BIM 自身价值服务全过程工程项目

在试点项目中,我们在决策阶段、规划设计、方案设计、施工图、招投标、施工阶段、运维阶段均全面推广应用BIM 技术,目前除待开发的BIM 运维平台外,基本应用价值点在一定程度上创造了经济增值,降低项目管理风险,提高项目的精细化管理水平,见表1。

1 试点项目BIM 技术全过程应用价值

 

②基于BIM 的全过程数字建造构建建筑业绿色发展新生态(见图4)。

 

4 基于 BIM 的全过程数字建筑体系框架

 随着BIM+ 互联网+ 云计算+ 大数据的快速发展,使得产业互联网在建筑行业有了落地的技术支撑,而建筑全产业链的各板块及要素更多的是碎片化的、孤立的。因此,构建建筑全产业链的生态环境是实现产业互联网的核心关键,而基于BIM 的数字建造应是秉承互联网+“跨界、融合、连接一切”的特性,通过集成,使得流程得以疏通、效率得以提高、数据得以实现横向和纵向的全面链接及积累应用。而建筑业产业互联网的生态圈建立可从以下几点考虑:

第一,企业内部实现流程信息化。目前主流的五方责任主体企业,大多都建立了企业内部的信息系统,包括财务管理、合同管理、知识管理等信息化系统,而需提升的应以工作流程数字化为核心,集成基于BIM 的数据库支撑的数字化管理系统。

第二、企业内外协同实现全面云化。建立以私有云或公有云的云协同工作环境,实现内外的文档管理、资料共享、文件互审等提高内外协同及沟通效率,解决由于信息不对称造成的资源及成本浪费等问题。

第三,以信息共享为核心构建建造产业新生态。目前各大互联网巨头及运营商均注重产业互联网发展板块,未来建筑业全产业链应实现横向及纵向的业务流程及信息互通,在各方的努力下未来全产业链的信息及资源整合能得以实现,可以预见的是上下游的生态圈包括产业链金融服务平台、行业征信管理服务平台、招投标集采平台、设备设施租赁平台,建筑劳务资源管理平台等平台体系的构建与完善,将能使传统建筑业的粗放式管理模式及流程得以重构,朝着绿色、高效、高质量的方向发展。

3.3.4 完善服务体系

狭义建筑行业注重的是基于五方责任主体的相关工作流程,而目前房地产行业却转型为以金融为核心的产业链,随着地产金融政策的持续收紧,为地产公司解决融资问题恰好能解决行业痛点。2017 年6 月14 日国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,会议决定在浙江、江西、广东、贵州、新疆5 省区选择部分地方,建设各有侧重、各具特色的绿色金融改革创新试验区,在体制机制上探索可复制可推广的经验。因此,推广绿色金融,不仅能解决根本痛点,更能以直接资金投入的方式引领建筑行业绿色发展。

为推动贵州省绿色金融发展,我们为贵安新区提出了绿色金融服务与建筑项目动态管理综合应用解决方案,搭建了融合政府监管部门、银行、保险、房地产企业协同工作及监管的综合金融服务平台,推广绿色金融,同时,以项目动态管理(即信息化、数字化管理)为政府职能部门、银行、保险机构提供项目动态管理的工具和手段(见图5、图6)。这种动态管理系统的本身也将有力推动业主方、总包方在项目实施过程中,严格按图施工、保障项目最终实现绿色目标。目前该项目尚在研究试点阶段。

绿色金融推广仅为全过程咨询服务体系拓展的一个缩影,因此全过程工程咨询,应充分考虑产业链横向及纵向的难点痛点,不断拓展、优化、完善服务体系。

5 绿色金融服务与建筑项目动态管理综合应用解决方案

 

6 绿色金融服务与建筑项目动态管理综合应用解决方案

4 实施效益——以数字建造为核心的基于BIM的全过程绿色咨询模式分析

4.1 节约成本、缩短工期

于项目本身而言,咨询服务覆盖工程建设全过程,这种高度整合各阶段的服务内容将更有利于实现全过程投资控制,通过商业价值挖掘、优化设计和数字化管理、全过程的精细化成本把控等措施提高投资收益,控制项目投资。

而基于BIM 本身的价值点应用以及数字建造工具及管理模式的革新,更是大大提高了项目实施的流畅度,减少资源浪费,从而最大化地节约成本。于业主而言,一方面大量减少了沟通协调时间及经理的投入,基于信息的准确、及时传达、协同工具的有效使用使得管理轻松、高效;另一方面不再需要繁多冗长的招标,通过有效优化项目组织和简化合同关系,解决各参与单位的责任分离等矛盾,有利于加快工程进度,缩短工期。

4.2 提升项目精细化管理水平

基于BIM 的全过程工程咨询,抛开BIM 自身的特点为项目提高的精细化管理部分;通过基于BIM 的在线化云协同工作方式,使得项目信息能及时、准确地传输到相应负责人,及时处理决策。

而全过程工作咨询本身为各工作流程的有机结合,实现了最大程度的流程优化,从建筑全生命周期的角度进行考虑,成熟的全过程咨询师很清楚项目的过去、现在、将来的工作情况及重点,结合信息化、数字化的协同工作方式及工具,能大幅度提高项目的精细化管理水平。

4.3 提高服务质量,增强客户体验感

传统孤立的咨询方式常因信息不对称及疏忽,造成项目本身及服务的质量缺陷,业主预期与实际相差甚远。而全过程咨询本身为一个高度信息集中、管理紧密与精细化的管理方式,服务质量较传统咨询有明显提升。

同步采用了BIM+ 云协同+ 互联网+ 物联网+ 大数据等产业互联网融合技术,赋予了服务本身的科技、创新、全面的特性,如采用云协同的工作方式进行文件交付及在线沟通、在方案阶段就应用BIM 技术进行成本测评、商业价值挖掘等服务,大大增强客户体验感。

5 结论总结——建筑业高质量绿色发展任重道远

基于BIM 的全过程工程咨询中广泛运用数字建造手段,需大力发展建筑业信息技术,于企业自身而言,以业务驱动的方式,大幅度提高企业的信息化及数字化水平,从企业入云、BIM 技术的全过程应用、数字建造管理平台应用逐一实现业务流程数字化,是企业逐步推行数字化转型的强有力助推剂。

于项目本身而言,基于BIM 的全过程咨询项目针对管理方式的精细化、业务流程的再优化、专业配合的紧密度、信息共享的及时、准确性等特性更是大幅减少了工程项目的资源浪费,是真正意义上的在项目上全面落实绿色发展。

从广义建筑行业出发,搭建以BIM 为数据中心的互联网平台构建全过程、全参与方、全要素的运营管理环境,以全过程的绿色咨询为服务重点,以数字技术为核心构建建筑产业新生态从而促进房地产、建筑业走出一条具有核心竞争力、资源集约、环境友好的可持续绿色发展之路是建筑业的未来出路。因此,持续探索及实践BIM 技术、全过程工程咨询、数字建造、云协同等新模式、新工具、新技术,将其与工作流程深度融合,是建筑业数字化转型及绿色发展的核心关键。而行业的转型及发展不是某单一企业或单类对象的工作,更多的是行业内的大众广泛学习、了解、应用新技术、新思路。以数字建造为转型抓手、以建筑行业的高质量绿色发展为共同目标,未来的建筑业的标签不是管理粗放、利润低下、环境恶劣,而是各参与方的共同努力下广泛实现数字化转型,朝着高质量、绿色、高效、高新的方向持续迈进!

参考文献

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作者

       贵州绿建科技发展有限责任公司   龙君   张翔

 

 

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