数字化｜将改变建筑业的7大趋势

更具可持续性和数字化：建筑和房地产行业正处于重大变革的边缘。但是，建筑和建筑运营的未来会是什么样子？西门子智能基础设施已经确定了七大趋势，这些趋势显示了这一旅程的发展方向

1. 数字化建筑设计

许多现代建筑已经建造了两次——首先是在计算机上，然后是在物理世界中。建筑信息建模（BIM）是一种建筑计算机辅助设计（CAD），它为建筑设计的未来打开了大门。

使用BIM的数字设计使建筑业主对其项目有更多的控制权。多亏了BIM，他们可以在设计阶段对建筑进行虚拟漫游。这是通过基于BIM数据的建筑详细虚拟模型（一个数字孪生模型）实现的。

虚拟模型允许建筑所有者以3D方式评估实施变体并提供反馈。他们还可以考虑财务因素，因为每个设计措施的成本都存储在数字孪生中。因此，很容易看出特定的变化将如何影响价格。

根据业主和其他利益相关者的反馈，设计师对项目进行调整，然后可以再次审查。这些迭代周期很短，也具备成本效益，因为算法需要设计者大量的工作。例如，如果在设计医院时房间尺寸减小，则算法会根据预定义的标准自动调整虚拟模型中的墙。这同样适用于其他细节，例如火灾探测器的数量和位置。这使得规划更加可靠和高效。数字孪生允许跨学科的透明设计。这有助于避免错误，优化协调规程，并随时提供最新的成本信息。这一趋势将变得更加明显，使建筑设计不仅更加透明，而且更加高效和经济高效。

2. 数字孪生中的合作

为了使数字设计发挥其优势，参与施工的利益相关者必须共享他们的数据。只有这样，才能在整个设计和施工过程中建立透明度。

在现代软件开发中，这些过程是在Github或Gitlab等平台上建模的，这些平台允许多个程序员在一个项目上进行协作。该软件管理所有输入，并且每个人都可以看到所有更改。

然而，建筑业还没有到那里。许多利益相关者仍然使用不相连的二维计划或将BIM数据移动到其他系统，导致重大调整损失。整个设计过程所需的透明度目前仍然是一个白日梦。

此外，如果利益相关者与他人合作设计他们的学科，如何使用这种新方法来抵消费用还有待观察。需要新的方法。例如，在运营优化期间受益于数字孪生的建筑业主可以补偿创建它的设计师以获得这种附加值。

3. 数字化项目管理

当数字建筑孪生体就位后，下一个问题是物理建筑将在哪些步骤中建造。今天，项目规划者决定了顺序。它基于经验，通常是不精确的，如果子步骤中出现延迟，则很难调整。

数字化有望显著改善项目管理。例如，美国公司Alice Technologies正在致力于将此过程完全自动化。计算机学习理想的项目步骤顺序，并使用BIM数据自行创建项目计划。如果某个地方发生延迟，它们可以立即更新。这可确保选择最佳可能的顺序。根据该公司的说法，这种解决方案已经可以在施工期间平均节省11%的成本和17%的时间。

未来，计算机辅助项目管理可能会变得更加精细。反过来，这可能会改变建筑项目的合同授予方式：这样，即使是安装室内设备（如恒温器）等小型项目步骤，也可以通过应用程序以预定义的价格作为工作包进行招标，这与优步为其司机提供出行服务的方式类似。这也将为当地小型安装商提供参与建筑项目的机会。此外，可以通过此类应用程序中的审查和反馈来执行质量保证。

4. 节约资源的同时建设

建筑的建设是资源密集型的，而且对气候不友好：每年大约生产44亿吨水泥，释放的二氧化碳大约相当于700座燃煤发电站。

为了减少建筑物和基础设施的环境足迹，可持续使用建筑材料至关重要。首先，需要回收更多的建筑材料。在某种程度上，今天已经在做了。例如，现有的混凝土壳不再被拆除和重建，而是被纳入新建筑的设计中或重新用作填充材料。其次，应更广泛地使用木材等气候友好的替代建筑材料。

新技术也可以提高建筑的资源效率。例如，3D打印不仅可以实现更高效的工艺，还可以大幅减少环境足迹，因为增材制造可以用于打印使用更少建筑材料的新形状，而不会影响稳定性。

5. 施工现场的机器人

今天已经可以看到的另一个趋势是机器人的使用：例如，Schindler或Hilti的钻孔机器人已经在使用，根据数据规范在混凝土中独立钻孔。此外，机器人已经被用于用替代建筑材料制造复杂结构。

增加的成本压力将导致更多的工业建设。使用新的数字化制造方法，部件将按需单独生产。由于更多的元件将被集成到预制产品中，例如电气元件，未来的建筑工地将越来越注重组装预制元件。

6. 基于数据的建筑运营

在建筑的运行阶段，供暖、制冷和生活热水需要的能量最多。未来的智能建筑将具有传感器和智能控制，以使建筑设备的运行尽可能高效。它还将考虑建筑居住者的行为和需求：例如，在无人居住的空间中不需要供暖。智能建筑将天气预 和可再生能源的可用性（例如屋顶上的光伏系统）纳入其行为。

智能建筑中收集的数据可以通过算法进行分析，以优化建筑管理：当出现偏差时，通知设施管理人员，以便他们决定要做什么。数据将以标准化的形式提供，并且将有应用程序处理数据并提供附加值，例如节能。这些应用程序可以在虚拟市场中使用，客户将能够选择最符合其目的的应用程序。

7. 电动汽车作为电力储存

在智能建筑中，储能将发挥比现在更大的作用。电动汽车将发挥重要作用：在白天，当他们停在工作场所时，他们会获得太阳能，并充电。储存的电力可以在晚上在家中使用。智能系统确保电池仍有足够的电量，以便第二天开车回去工作。如果日历显示会议距离更远，车辆电池的放电将提前停止，以便轻松到达目的地。

连接消费者和发电数据使优化可再生能源的使用成为可能，并将在确保可持续能源供应方面发挥重要作用。这种类型的能源优化将产生新的商业模式。例如，多余的电力可以卖给邻居。然而，这些解决方案目前面临着高度的官僚和政治障碍。

展望未来

尽管用于更可持续、更智能的建筑和房地产行业的技术和材料已经存在，但通往未来建筑业的道路充满了障碍。今天，许多公司没有积极推动变革的动力。监管要求和历史演变的结构部分阻碍了进展。只要成本压力不够高，建筑业的自动化就不会向前发展。然而，从长远来看，这将不是一种可行的方法。印刷、摄影和音乐行业的例子清楚地表明，进步和数字化将占上风。

好消息是：有很多方法可以使建筑业现代化。软件开发人员、初创企业和先进技术可以而且将彻底改变许多事情——这只是一个开始。