WE ARE BIMER
2021世界建筑信息化行业发展趋势
借鉴、创新
身为BIMer砥砺前行
正文
BIM应用已成为我国建筑业的强大推动力，当今世界正通过存在的挑战和利用繁荣的机遇，推动建筑行业重新定义自己的标准。随着世界人口的增长，预计到本十年末将达到85亿，必须每天建造超过13,000座建筑物以及配套的基础设施。 为了满足需求的急剧增长，必须牢记短期到长期的策略，同时要牢记我们当前围绕熟练劳动力短缺，资源短缺和环境影响的现实。目前世界上各个国家正通过采用按设计生产的原理以及不断发展的数字技术来利用这一机会。
工业化建筑的目的是加强成本，进度和范围的确定性。沿着这条道路，从根本上将行业流程转变为更具可持续性和弹性的流程，同时解决劳动力短缺，废物管理，多元化包容和工人安全。
要记住的一些事实：
- 在过去的20年中，建筑业占世界GDP的13％，生产率增长了1％。
- 它是世界上最大的废物流，约占所有欧盟废物的25％-30％。
- 大型建筑项目中有80％是超预算的，超期是61％。
- 这个行业非常分散，有60多个不同的利益相关者。
在本文中，我们分析了国际上影响建筑业的7种技术趋势，如下文所示。
1、机器人与自动化
机器人与自动化在建筑业（以及几乎每个行业）有着明显趋势。不相信我们，相信这些数字：
- 到2025年，将有52％的专业任务由机器人完成。
- 如今，29％的专业任务是由机器人完成的。
- 所有施工任务中约有49％可以自动化。
- 到2023年，建筑机器人市场预计将达到1.664亿美元，在2018年至2023年之间的复合年增长率为16.8％。
建筑行业是机器人技术和自动化系统解决低效率和低生产率潜力的主要应用行业之一。 尽管它们在建筑行业中的采用率确实很低，但是机器人技术和自动化系统有可能破坏整个AEC行业并为整个AEC行业带来许多好处。用于建筑的自动化和机器人技术的类型可以分为四大类：
- 现场自动化和机器人系统
- 无人机和自动驾驶汽车
- 外骨骼
- 异地预制系统
事实证明，建筑机器人技术的发展是雇员与雇主之间的双赢合作。一方面，“半自动化工人”的生产率是普通建筑工人的两到三倍。另一方面，自动化减少了建筑工人的繁琐，累人，危险或重复的任务，从而优化了他们的成果：这就是我们所说的协作机器人技术或协作技术。
此外，标准的预制模块化概念将增强建筑和基础设施项目之间的兼容性，提高规模经济性，提高生产率，并加速建筑行业的工业化。10％的公司在墙壁甚至整个建筑物的建筑中使用3D打印，从而加快了建筑速度，减少了事故，成本，浪费，并有助于创建更复杂的设计。
2、数字化和数据使用
实践证明，采用数字解决方案优化运营是解决多个行业中许多挑战的答案。
- 麦肯锡创新指数在审查的22个行业中将建筑业排名第21位。
- 麦肯锡全球研究所估计，到2030年，基础设施支出将达到57万亿美元。
- 通常，数字化可以在整个生命周期内节省近20％的项目成本。
- 建筑行业对技术的投资仅占其他行业公司对技术的投资的25％。
通过实现持续的沟通和协作，提供专用于项目管理的数字工作流程，建筑行业的公司变得更加高效，生产和盈利。
- 数据共享：为了简化工作流程并改善建设项目的不同利益相关方之间的协作，新的数字工具用于在中央办公室正确存储项目信息文件（计划，设计，施工，运营和维护）并共享/实时同步它们。
- 协作工具：站点延迟和成本超支是该行业的主要问题。数字化提供了将解决方案集成到项目中的方法，以减少这些问题，从而通过更好的工作，时间和资源管理来提高效率。
- 数据分析：可用数据（主要来自过去的建设项目）对于进行预测分析至关重要，以便更好地定义和管理未来项目的风险和有效性。从整个项目的精确模拟到跟踪建筑资产，用例无穷无尽。
- 设计技术：除了其集中的存档和分析工具之外，还可以轻松注释和修改的交互式视觉表示和模型将物理和非物质化的建筑世界融合在一起。
- 财务管理：金融技术在建筑行业中的应用潜力不仅限于财务管理解决方案。实际上，新的解决方案提供了特定而有益的帮助，例如应收账款，跟踪和付款管理。
- 市场：市场的出现正在改善标准化，互操作性，产品识别和共享经济方面建筑业缓慢，劳动密集型和繁重的采购流程。
3、新材料
仅建筑业就比其他任何经济活动消耗更多的原材料。过去对建筑材料的研究主要集中在其机械性能上，而对环境的考虑很少，这使建筑业成为主要的废物来源之一。
- 建筑项目从自然中消耗了我们50％的资源，通常会导致成本增加，施工时间延迟和材料浪费。
- 如今，混凝土中使用的波特兰水泥的现代成分与1860年代左右创建的原始水泥几乎相同。
- 全世界的水泥产量每年约占人类产生的二氧化碳排放量的8％。
AEC领域需要创新的建筑材料，以满足当今时代复杂的生态和经济要求。既需要节省资源又要提高生产率的高性能耐用建筑材料，尤其是随着参数设计和3D打印技术的兴起，这要求材料获得新的机械性能。
鉴于材料使用的高度专业化，即使在最小的建筑项目中，也可能会使用大量不同的材料，每个项目都旨在解决特定的痛点，无论是结构饰面还是更具体的用例，通过使用气凝胶和下一代材料，例如石墨烯。
此外，我们已经看到了新型材料，它们实现了诸如触摸之类的固有体验功能，将它们转变为智能表面和数据源。近年来，我们也看到需求方面的兴趣发生了变化，通过开发更具可持续性的属性，促进了更健康和生态友好的环境。
4、可持续发展
世界可持续发展建筑委员会说，建筑物占全球能源使用量的40％ –比运输还多。这就是为什么可持续建设是未来社会的支柱之一的原因。根据Endesa的研究，在一年之内，将有60％的建筑公司将其可持续项目的数量增加一倍（从目前的18％增加到重要的37％）。在欧盟，《欧洲绿色协议》将重点放在清洁和循环经济，资源节约型建筑，零污染环境等领域，以支持这一运动。
可持续建筑应具备的一些基本特征：
- 环保材料的兴起：使用天然，可循环再利用或可循环再利用的材料，使我们能够通过减少二氧化碳排放量来减少开支，节省资源并减少环境足迹。
- 能源消耗和存储：建立当今如何使用和节约能源以及实现碳中和是至关重要的，同时还要设计出能够智能地利用资源并补充自然机制的建筑物。因此，有必要实施控制系统以平衡供热，制冷，水，气流和照明。
- 被动设计：使用建筑设计的布局，形式和方向来减少或消除机械冷却，加热，通风和照明的需求。这还意味着通过屋顶悬挑进行遮阳，自然通风以及使用玻璃墙让自然光进入来优化节能效果。
- 可再生能源：利用太阳能，风能和水能满足全部或大部分能源需求，减少对不可再生的补充能源的依赖。
- 中水回用：例如，通过适当的收集和处理系统对废水，中水和雨水进行中水回用，并使用低冲水或无水马桶。
- 健康：例如，配备有植物和本地植物，可持续发展的建筑物可以提高生活和审美标准。同样，重要的是要避免材料散发室内污染物，并监测空气质量和表面清洁度，以为居住者提供无病毒的环境。
可持续发展目标
建筑业占全球总资源的30％和全球能源消耗的40％。但是，也被认为是可能以最低成本降低其能耗的行业。
建筑公司可以在整个价值链（包括设计，建造，运营和维护）中深刻影响联合国的以下可持续发展目标。一个很好的例子是苏黎世的Bouygues建设项目，该项目在一个区域内提供100％的可再生能源。
5、人力资本
在技术和提高效率需求的推动下，AEC公司将在其组织内创建新型的团队和角色，并修改现有功能以结合数字化和机器人技术的使用。
- 在法国，自2016年以来，熟练工人的短缺一直在增加，达到40％的法国建筑公司缺乏熟练工人来进行优化的工作流程（法国国家统计和经济研究所-INSEE，2019年）
- 2019年，建筑行业28％的员工介于25至34岁之间，26％的45至54岁之间。
- 2019年，仅在法国，建筑业就有107名员工死亡，约有90,000起事故发生在建筑行业。
- 20年前，女性占法国建筑工人人数的8.6％。我们现在达到12.3％。（法国法兰西百货（FFB）
- 根据国际上对400家建筑公司的调查，熟练工人越来越稀缺和昂贵。
- 在美国，2019年建筑工人的平均年龄为42.6岁，其中25至34岁之间为21.9％，45至54岁之间为21.6％。有明显的老龄化趋势，这是大多数劳动力的特征。
- 在美国，2018年女性在建筑业劳动力中约占10％。
- 在美国，2018年建筑业死亡1,008人。这意味着，从1970年到2017年，每天的死亡总数从每天38名工人死亡减少到14名。就工伤和疾病而言，它们的发生率从1972年每100名工人的10.9名工人起下降到2.8名。
现场安全一直是建筑公司关注的头等大事之一，该行业在与工作有关的事故和死亡中仍然排名很高。在建筑工地上存在主要的安全问题，包括坠落，物体打击，触电死亡等等，必须告知员工如何在自动化程度更高的领域进行操作。
健康是最重要的方面之一，主要是由于吸入有害物质。当前的疫情流行引发了对建筑工地的消毒，因为这是保持建筑工地运转的最重要因素之一。员工疾病监测，身体距离监测和工作时间安排等方面是全球讨论中的一些主题，以确保建筑行业免于再次停工。
建筑业其实对社会少数群体不友好，并且影响了妇女，LGBT +社区，少数民族和弱势群体。这一现实正在深刻地影响着该行业人才渠道的缩小，应当予以恢复以建立一个更具包容性的AEC生态系统。
在技术采用率不断提高的世界中，工人将需要一套新的技能、知识和能力，而这需要更频繁地更新。由于中等和高等教育机构尚无能力在技术培训和数量上弥补这一技能差距，因此AEC公司将在陪同员工队伍以实现这些新理论学习并将其付诸实践方面发挥关键作用。
6、后期建设服务
对于新建建筑物和翻新建筑物，无论其财产类型如何，具有智能功能的通信系统主干的建筑物都可以充当可满足其特殊和社会需求的平台。
这将是建设未来城市的关键。一旦智能建筑能够始终如一地提供与其周边城市集成的智能服务，智能城市的可能性也会随之扩展。
- 智能建筑物：智能商业建筑物的趋势要求在整个建筑物生命周期中将建筑物自动化系统与ICT系统以及其他与建筑物相关的信息进行集成。
- 弹性和包容性建筑物：使用模块化和集成的方法来设计基础设施交付和内部系统的建筑物，可使建筑物支持多种用途。此外，从最初的设计阶段开始，就必须使所有人（轮椅）都具有包容性。
- 沟通：社区参与以及对技术，宽带服务和安全性的智能控制。该方法基于整个系统的设计理念，分别是对技术的适当使用以及来自设计或重新设计过程的建筑物用户的纳入。
- 生态友好的环境：对于低碳建筑物，作为一般准则，成功的50％可以归因于建筑，25％的归因于优质高效的系统和设备，25％归因于居住者的态度。因此，居民需要了解房屋的特征，知道如何适当地操作房屋，并有动力这样做。
- 安全，清洁和维护：在设施的初步设计阶段考虑建筑物的运行和维护问题将有助于改善工作环境，提高生产率，卫生并防止系统故障。
7、新商业模式
能源效率，楼宇自动化和联网房屋已经为全球带来了约2500亿美元的年收入。随着它们的融合，这一数字将继续急剧增长，到2022年将达到约3390亿美元，根据BCG的研究在美国，欧洲和世界其他地区平均分配。
这个市场提供了广泛的商业机会：从利用实时数据来增强房东和运营商的能力以使其更有效地管理和利用其平方英尺的互动/通信平台，到借助ICT基础设施的向上销售服务。
根据Memoori的最新报告，诸如空间利用，室内定位，联网照明和资产跟踪之类的增值服务正在帮助推动采用即服务型商业模式。
最受欢迎的是建筑即服务和空间即服务。
- 建筑即服务：它支持开发和部署新型增值服务和应用程序，这些服务和应用程序利用新型和传统建筑系统的集成模型以及它们提供和使用的数据。这些服务的示例包括高级的资源利用基准测试和性能分析，面向目标的建筑系统重新配置以及全面的维护服务，这些服务有助于降低TCO并提高建筑居民的满意度。我们可以在这里包括：设施维护即服务，照明即服务，能源效率即服务，传感即服务，模块化结构即服务……
- 空间即服务：这是由劳动力老化和数字化引发的。这种模式，特别是在当前大流行的情况下，将迫使公司采用“弹性”空间解决方案来进行联合，微型物流……
城市化问题之一是空间和资源与生活水平的协调。将物联网等智能技术集成到新的城市建筑中的建筑公司可以帮助实现这一目标。这些发展在城市中创造了微型城市，融合了生活，购物，工作等等。在这种情况下，“混合使用”为城市居民提供了将工作，家庭，购物，交通，甚至绿色空间融为一体的社区。该概念还允许规划人员随着时间的变化灵活地适应建筑用途。
结论
在整篇文章中，我们分析了建筑行业的重新定义及其发展的不同趋势，从新兴技术（机器人技术，3D打印，VR等）到社会因素（可持续意识，数字化社会，当前疫情流行。）这些不仅会影响建筑的未来，还会影响我们与新建筑的关系和关系。
尽管建筑业是自动化程度最低且数字化程度最低的行业之一，但随着新技术的不断改进和正确的用例实现所谓的ConTech / ConstruTech革命，我们看到了这些实践的明显趋势。任务的自动化不仅会缩短和优化已完成工作的过程，而且还将积极影响其工作人员和环境的健康。此外，整个施工过程中数据的提取和使用使公司可以提高工作场所的效率水平，并为每个任务分配必要的人力和物力。
因此，正如在许多其他行业中所看到的那样，在建筑工地使用深层和高科技可以改善工作量和员工的福祉，并改善公司在此过程中的足迹。结合使用新材料，完善的可持续实践和公共准则，可帮助建筑业继续开展业务，因为投资回报既有利于其损益表，也有利于我们的星球。
不管该行业的技术工人短缺如何，我们还注意到，建筑行业面临的一大挑战是人才的获取和挽留。幸运的是，许多公司已经开始采取举措，以提高员工的福利，培训，待遇，并使其在女性中更具吸引力，因为她们在该行业中是少数派。
最后除了上述提到的发展之外，我们还应该增加影响建筑未来的因素，代代相传的舒适性、即时性以及数字化。建筑业的公司需要重新考虑其服务的范围和规模，以提供后期建设服务，甚至需要依靠新技术和新兴公司来扩展业务范围。
