意大利米蘭的智能建造案例——垂直森林 光明圖片/視覺中國光明圖片/視覺中國光明圖片/視覺中國光明圖片/視覺中國當(dāng)今時代,，數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)日益融合,，智能建造將引領(lǐng)建筑和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域更新升級,。智能建造是指將人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)和建筑信息模型集成于建筑建造過程中,，以此提高建筑項(xiàng)目的安全性、質(zhì)量和可持續(xù)性,，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目全流程降本增效,。近年來，由于建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工要求愈加復(fù)雜,，傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn),。而智能化的解決方案，能幫助傳統(tǒng)施工過程實(shí)現(xiàn)效率和質(zhì)量的全方位提升,?？梢哉f，采用智能建造解決方案,，不僅是一種選擇,，更是一種必要——提高效率、降低成本,，促進(jìn)建筑環(huán)境的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,。1、智能建造讓建筑更安全,、更高效,、更可持續(xù)智能建造為建筑行業(yè)注入了新的技術(shù)發(fā)展動能，也將揭開建筑行業(yè)創(chuàng)新,、高效,、安全的發(fā)展新篇章。智能建造技術(shù)帶動傳統(tǒng)建造業(yè)走入更先進(jìn)的以技術(shù)驅(qū)動的建造流程,，或?qū)氐赘淖兘ㄖ锏脑O(shè)計(jì),、建造和維護(hù)方式。事實(shí)上,，建筑信息模型技術(shù)在傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域早有應(yīng)用,，即通過創(chuàng)建虛擬3D模型，構(gòu)建包含建筑物的所有基本信息,，進(jìn)而改善規(guī)劃和設(shè)計(jì)方案,、加強(qiáng)各項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合作、促進(jìn)更協(xié)調(diào)和高效的施工過程,。物聯(lián)網(wǎng)集成技術(shù)是通過在建筑工地安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器,，進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)收集，以增強(qiáng)預(yù)測性維護(hù),、減少停機(jī)時間,、提高整體效率。這一技術(shù)還為智能建造的技術(shù)拓展配備了節(jié)能、廢棄物管理和施工安全等系統(tǒng),。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的出現(xiàn),，也進(jìn)一步改變了傳統(tǒng)建筑業(yè)格局。主要技術(shù)包括：自動執(zhí)行項(xiàng)目任務(wù),、對潛在風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測等,。無論是自動物料運(yùn)輸車，還是砌磚機(jī)器人,，建造機(jī)器人都已在智能建造領(lǐng)域獲得越來越廣泛的使用,，降低了傳統(tǒng)建造行業(yè)因勞動密集型任務(wù)而造成的風(fēng)險。同樣在智能建造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的,，還有無人機(jī)技術(shù),。它能隨時對建筑工程進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時航拍并采集圖像，監(jiān)控,、識別施工潛在安全風(fēng)險,。數(shù)字孿生技術(shù)將智能建造推向了新高度。通過創(chuàng)建物理建筑的數(shù)字副本,，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可基于實(shí)時監(jiān)控,、場景測試等，為建筑運(yùn)營提供科學(xué)決策與數(shù)字解決方案,。相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,，來源于人們對建筑可持續(xù)性的不斷探索，特別是在應(yīng)對全球氣候變化挑戰(zhàn)的背景下,，智能建造采用綠色技術(shù)和可持續(xù)性材料,，諸如綠色建筑、節(jié)能設(shè)計(jì)、新型建筑材料等,，都已應(yīng)用于建筑實(shí)踐的最前沿,。總之,，智能建造發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的動態(tài)融合,，為更安全、更高效和可持續(xù)的建筑實(shí)踐鋪平了道路,。智能建造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展改變了傳統(tǒng)的建造方法,，帶來了一系列好處，例如增強(qiáng)安全性,、提高建造效率,、提升可持續(xù)性等。在安全方面,，智能建造通過各類傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,，進(jìn)行實(shí)時風(fēng)險檢測和大數(shù)據(jù)分析，最大限度地減少建筑工地的事故,。例如,，智能穿戴設(shè)備可以監(jiān)控一線工人的身體狀況，并在緊急情況下發(fā)送警報(bào),，以確保施工人員的人身安全與施工安全,。在效率方面，智能建造借助建筑信息模型和人工智能軟件等數(shù)字工具,，有效縮短了項(xiàng)目時長,。信息模型的數(shù)字可視化功能，可全面提升前期設(shè)計(jì)效率,，避免設(shè)計(jì)偏差,。在運(yùn)維階段，模型能將建造過程信息延續(xù)到運(yùn)營階段,，為建筑全生命周期的信息化管理提供科學(xué)保障,。數(shù)字孿生技術(shù)通過實(shí)時數(shù)據(jù)更新，將虛擬世界和物理世界的狀態(tài)與操作統(tǒng)一到數(shù)字信息系統(tǒng),，進(jìn)而提高虛擬世界的實(shí)時信息反饋效率,。在可持續(xù)性方面，智能建造通過多種技術(shù)創(chuàng)新手段為環(huán)境保護(hù)作出了重要貢獻(xiàn),。節(jié)能設(shè)備,、綠色建筑材料和自動化廢物管理系統(tǒng)等技術(shù)可大幅減少對環(huán)境的影響，通過降低能源消耗,、減少廢棄物排放和提高資源利用效率等舉措,，有效保護(hù)自然資源和減少碳足跡,。此外，建筑3D打印技術(shù),、預(yù)制構(gòu)建等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,，也有效減少了資源浪費(fèi)，提高了材料利用率,。在筆者看來,，相較傳統(tǒng)建造，智能建造解決方案的技術(shù)優(yōu)勢明顯,，是建筑業(yè)未來發(fā)展和轉(zhuǎn)型的根本動力,。2、智能建造的應(yīng)用價值和有效性正在凸顯智能建造是一個新鮮事物,，成功案例雖不多,，但是每個案例都具備一定典型性。通過開展案例研究,，可以管窺其應(yīng)用價值和有效性,。邊緣（Edge）：位于荷蘭阿姆斯特丹的“邊緣”，是世界上可持續(xù)性建筑的成功案例之一,，獲得了世界著名的綠色建筑評估方法認(rèn)證——英國建筑研究院環(huán)境評估方法為其打出98.4%的高分評價,。這主要來自該建筑的全周期集成化智能技術(shù)的加持?！斑吘墶痹O(shè)置了整體結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)的反饋對照明,、溫度等進(jìn)行智能調(diào)控,，優(yōu)化能源使用并調(diào)整工作空間的能源使用成本?！斑吘墶钡牧硪粋€核心功能,，是開發(fā)了一款針對該建筑的智能手機(jī)應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序能夠充當(dāng)用戶的個人助理,，將工作空間和工作日程進(jìn)行信息共享并提供解決方案,。例如，“邊緣”能夠根據(jù)上班早高峰情況為用戶規(guī)劃最優(yōu)地下車庫入口位置,，并引導(dǎo)停放離工作區(qū)域下方最近的停車位,。“邊緣”沒有設(shè)置固定的員工辦公區(qū)域,，而是采用更加靈活的方法——該程序會根據(jù)員工當(dāng)天日程安排分配工作空間,，可提供坐式辦公桌、站立式辦公桌,、獨(dú)立工作間,、會議室、陽臺座位等選項(xiàng)。當(dāng)員工對工作空間有特別需求時,，應(yīng)用程序會通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器對空間環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)整,，以達(dá)到員工滿意的光線和溫度等?！斑吘墶钡目沙掷m(xù)性建筑設(shè)計(jì)理念使其成為在減少碳足跡方面取得突出成果的環(huán)保建筑之一,。“邊緣”還倡導(dǎo)一種新的工作方式與理念,，即通過使用新型信息技術(shù)以重塑工作性質(zhì)和工作空間,。在提升能源使用效率上，“邊緣”太陽能電池板產(chǎn)生的電力不僅超過了建筑物使用電量,，還能將剩余電量進(jìn)行反向輸電,。這個建筑的示范性超越了低碳環(huán)保的基本概念，是智能建造全生命周期的成功實(shí)踐,，因此,，“邊緣”為智能建造運(yùn)維階段的可持續(xù)性創(chuàng)新，提供了一個成功的實(shí)踐案例,。垂直森林（Bosco Verticale）：建于意大利米蘭的“垂直森林”,，由意大利設(shè)計(jì)師斯坦法諾·博埃里設(shè)計(jì)，試圖通過融合全新的建筑設(shè)計(jì)理念與智能建造技術(shù)重新定義城市生活,?！按怪鄙帧笔墙ㄖ锖椭参锕采纳鷳B(tài)系統(tǒng)，其外墻上有兩萬多種植物,，包括樹木,、灌木和多年生植物。植物種類選擇及其布局均為精心規(guī)劃,，并根據(jù)建筑物朝向和高度對植物進(jìn)行合理布局與空間設(shè)置,，以營造最佳的小氣候條件。為了維持垂直森林生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性,，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用建筑物的循環(huán)水開發(fā)了一個復(fù)雜的灌溉系統(tǒng),。這種設(shè)計(jì)有助于緩解城市熱島效應(yīng)、改善小氣候,、節(jié)省能源,。此外，植被為陽光提供了天然的過濾器,，并吸收二氧化碳和可吸入微粒,，有助于創(chuàng)造更健康的生活環(huán)境?！按怪鄙帧钡暮诵脑谟跇?gòu)建了一個智能家居自動化系統(tǒng),，提高了住宅的舒適度和可持續(xù)性——可根據(jù)居民的特定需求和當(dāng)前天氣狀況調(diào)控照明,、溫度和通風(fēng)等?！按怪鄙帧闭宫F(xiàn)了智能建造在創(chuàng)造可持續(xù)環(huán)境,、改善生活質(zhì)量方面的有效性。它不僅僅是一棟建筑,，更像是一個不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng),，詮釋了如何將建筑物與各種技術(shù)和自然環(huán)境進(jìn)行融合，并試圖展現(xiàn)未來城市的生活方式,。3,、智能建造仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和局限需要說明的是，智能建造雖優(yōu)點(diǎn)很多,，但也存在不少挑戰(zhàn)與局限性,。一個突出的問題是，智能建造前期的投資成本較大,，這對中小型公司意味著巨大的風(fēng)險,。同時，智能建造過程中需要引入大量先進(jìn)的硬件設(shè)備和智能軟件,，對員工提出了挑戰(zhàn),。此外，定期的維護(hù)成本和軟硬件升級都可能會增加原有的投資成本以及運(yùn)維費(fèi)用,。技術(shù)條件也是一個重大挑戰(zhàn),，建筑運(yùn)營數(shù)字化發(fā)展在很大程度上依賴于完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。任何非系統(tǒng)性故障或網(wǎng)絡(luò)安全漏洞都可能導(dǎo)致重大損失,。因此,，確保系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)完整性及系統(tǒng)安全性成為頗具挑戰(zhàn)的工作之一,。智能建造技術(shù)依賴穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在基礎(chǔ)設(shè)施相對落后的地區(qū),，這成為一大局限,。因此，地區(qū)間的發(fā)展不平衡限制了智能建造技術(shù)的廣泛應(yīng)用,，限制了其普遍適用性,。另一個困難來自傳統(tǒng)建筑行業(yè)內(nèi)部。建筑業(yè)是一個勞動密集型行業(yè),，不少建筑工人會擔(dān)心,，智能建造技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是智能機(jī)器人的使用,，會影響其工作崗位,。來自建筑業(yè)內(nèi)部的排斥會減緩智能建造技術(shù)的進(jìn)一步推廣,，并導(dǎo)致相關(guān)延伸技術(shù)優(yōu)化存在滯后性。最后,，傳統(tǒng)的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和法律能否適應(yīng)智能建造技術(shù),，同樣是現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。智能建造需要使用無人機(jī)和機(jī)器人等技術(shù),，但現(xiàn)有的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)可能無法完全涵蓋這些新技術(shù),。在智能建造推廣過程中，會遇到各種挑戰(zhàn),，但科技不斷向前發(fā)展的趨勢不會改變,。因此，我們應(yīng)積極思考如何應(yīng)對,，以適應(yīng)未來的發(fā)展需求,。針對不同地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的差異，我們可首先確定項(xiàng)目優(yōu)先級,，專注發(fā)展具有投資潛力的智能建造項(xiàng)目,，為后續(xù)項(xiàng)目提供示范和經(jīng)驗(yàn)。在軟件和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用上,，建議探索開源軟件和低成本替代方案,，最大限度降低前期成本。同時,，有效控制項(xiàng)目附加成本,，可以考慮將智能建造的非核心項(xiàng)目外包給第三方，從而為全周期項(xiàng)目提供具有成本效益的替代方案,。對于來自行業(yè)內(nèi)部的阻力,，筆者認(rèn)為，智能建造行業(yè)雖然對傳統(tǒng)工人的需求少了,，但需要大量具備相關(guān)技術(shù)技能的高素質(zhì)復(fù)合型人才,。因此，首先應(yīng)該與從業(yè)人員進(jìn)行有效溝通,，做好行業(yè)發(fā)展和變革原因的相關(guān)解讀,，并提供必要且全面的新技能培訓(xùn)，讓他們逐漸適應(yīng)新技術(shù)對傳統(tǒng)行業(yè)的影響,。其次,，企業(yè)可以通過與大學(xué)或行業(yè)協(xié)會合作開展培訓(xùn)，解決技能差距和人才短缺問題,。此外,，鼓勵企業(yè)開展內(nèi)部培訓(xùn)和繼續(xù)教育，以確保有數(shù)量足夠的專業(yè)人才支撐建筑行業(yè)順利轉(zhuǎn)型,。另外,，相關(guān)部門應(yīng)修訂法律法規(guī),，以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展，特別是完善智能建造相關(guān)數(shù)據(jù)和信息保護(hù)方面的法規(guī),，確保公共安全并促進(jìn)技術(shù)健康發(fā)展,。可探索制定針對智能建造技術(shù)的新監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),，其中包括對無人機(jī),、機(jī)器人、無人操作設(shè)備等新技術(shù)的操作規(guī)范,、安全要求和責(zé)任界定,。同時，相關(guān)政府部門和行業(yè)組織應(yīng)開展深度合作,，結(jié)合國際經(jīng)驗(yàn)和本地實(shí)際情況,，建立詳盡且切實(shí)可行的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。例如,，可以制定嚴(yán)格的環(huán)境評估標(biāo)準(zhǔn),，要求在項(xiàng)目啟動前進(jìn)行詳細(xì)的生態(tài)影響評估；還可以設(shè)立具體的施工安全規(guī)范,，如規(guī)定建筑工地必須配備環(huán)保監(jiān)測設(shè)備和施工噪聲控制等措施,，以確保智能機(jī)器人設(shè)備在施工過程中符合環(huán)保和安全要求。還應(yīng)建立健全綜合性安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,，覆蓋技術(shù)設(shè)計(jì),、施工、維護(hù)等各個環(huán)節(jié),，做好技術(shù)應(yīng)用全生命周期的安全保障,。總之,，智能建造是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型的核心方向,，將成為未來各類建造項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高效和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。在更廣闊的視角下,，智能建造技術(shù)的發(fā)展能進(jìn)一步改變城市環(huán)境,，為真正實(shí)現(xiàn)具有包容性、可持續(xù)性的智慧城市建設(shè)奠定基礎(chǔ),。（作者：李正東，系寧波大學(xué)中東歐經(jīng)貿(mào)合作研究院特約研究員,、潘天壽建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院建筑系副主任）