来源： Gocity9点半 GoCity城市科技研究日志
前言
自从90年代CAD的逐步普及，让建筑设计师脱离手绘图板之后，建筑设计行业似乎再没有颠覆性的技术创新。BIM虽然近些年发展迅速，但在实际应用中未如想象的快速铺开。根据中国建筑协会统计，我国建筑信息化投入在建筑业总产值中的占比仅为0.08%，而欧美发达国家为1%。在悬殊比例下，中国建筑信息化市场仍孕育了市值近750亿，PE超100倍的上市公司广联达。在建筑师负责制和EPC总包等国家政策推动下，建筑信息化尤其是建筑设计行业存在千亿市值公司机会。
目录
建筑设计市场及信息化现状
建筑设计行业未来发展方向
建筑行业信息化图谱
推动建筑设计行业从信息化到数字化
建筑设计市场及信息化现状
一、建筑勘察设计：行业收入持续增长，设计工程总承包一体化发展
1.建筑行业总产值增速放缓
建筑业经历过去数十年的高歌猛进后，自 2011 年以来行业增速显著放缓。虽然短期内建筑业产值并不会出现断崖式下滑，但其内部结构正发生变化。2020年全国建筑业总产值为26万亿元，同比增长率仅为6.2%，为自 2000 年以来的第三历史最低值，远低于2011年前约20%的年均复合增长率。
图：建筑行业总产值、勘察设计营收分析
资料来源：国家统计局
2.勘察设计单位收入占建筑总产值比例提升
2005-2020年，勘察设计行业总营业收入自0.29万亿元增长至7.2万亿元，在建筑业总产值中的比重由8.6 %提升至27.5%。比重的提高主要由于工程承包收入快速增长，勘察设计行业2016年工程总承包收入为1.0万亿，2020年这个数字翻了3倍至3.3万亿人民币，同期工程设计收入增长2倍，占总收入比例也略有下降
图：工程勘察、设计和承包收入占比
资料来源：国家统计局
二、建筑设计市场现状
1.建筑设计基本业务流程
建筑设计是建筑物的灵魂和首要环节。建筑设计主要提供居住建筑、公共建筑、商业建筑和其他建筑的规划、设计或咨询服务，不仅决定了建筑物的外观、空间和使用功能，还决定了建筑施工成本、建筑质量安全、建筑施工进度以及能耗等。
从工作流程角度，大致包含四大环节，与建筑工程相辅相成。建筑设计主要包括方案设计、初步设计、施工图设计、施工配合四个阶段
方案设计：项目整体设计，业主据此进行建设工程规划许可报批
初步设计：用于确定投资规划
施工图设计：是施工单位进行建筑施工的依据
施工配合：在初步设计及施工图设计审查合格后，业主方可获得建筑工程施工许可，随后才开始施工，设计院则配合施工
总体来看，建筑设计是工程项目建设的前提和依据，两者相辅相成。
图：建筑工程项目开展过程中设计配合情况
资料来源：长江证券
从内容上看，建筑设计是设计院内部+外部的多专业协作。按照专业划分，通常设计院具有建筑设计专业、结构设计专业及机电设计专业三大主要方向，同时还包括与外包的地源热泵、岩土工程、幕墙工程、照明工程等辅助性设计企业之间的协同，总之，设计院内部+外部需进行密切配合、协作，相互提交专业设计资料，确保整个设计项目的质 量。最终形成设计说明书+设计图纸等设计文件。
图：建筑设计三大专业
资料来源：筑龙学社
2.建筑设计市场规模测算及各业务流程收费分配
- 根据住建部统计，2020年建筑设计市场规模在人民币5482亿元
- 建筑设计行业收费逐步上升。设计费占建筑总产值逐年上升，由2016年的1.87%上升至2020年的2.08%
- 在建筑设计流程中，施工图收费占比可达50%，是流程中最大的收费单元
图：工程设计收入占建筑总产值比例
资料来源：国家统计局、住建部《全国工程勘察设计统计公报》
如从单平米设计收费角度分析，根据国家统计局和住建部数据，如按照单平米测算设计费用 (房屋建筑工程设计新签合同/建筑业房屋施工面积)，该指标近4年来平均为15元/平米
参考我国与发达国家在设计工作量与设计费用的分配发现，成熟市场工程设计业务的确涉及从前期企划及调研至最终竣工及验收各个环节；而我国现阶段工程设计业务仅介入从方案设计至施工图设计等几个环节
图：我国与发达国家在设计各业务流程收费分配比例
资料来源：姜涌《建筑师职能体系与建造实践》、光大证券
3.建筑设计行业发展现状：“两低”收费低、集中度低
收费低于行业指导价和和发达国家
按照建筑分会相关文件，按照项目投资规模大小，建筑设计费率应在 1.6%-4.5%之间。如果按照我们上文测算的，2020年平均设计费率在2.08%左右，建筑设计费率仍维持在较低水平
同时根据上文测算，近4年来建筑房屋单平米设计费用平均为15元/平米，低于《建筑设计服务计费指导》的最低水平
图：《建筑设计服务计费指导》中部分单位建筑面积计费表
资料来源：中国勘察设计协会建筑设计分会《建筑设计服务计费指导》、长江证券
如果与发达国家对比，我国工程咨询费用率远低于发达国家水平：工程咨询费用率一般在1~5%的区间内浮动，平均水平仅2%左右；德国的工程咨询费约占工程总造价的7~14%，英国的工程咨询收费标准约为8~13%，美国的工程咨询费率约在6~15%之间
图：我国与发达国家在工程设计阶段的平均费用率比较
资料来源：姜涌 《建筑师职能体系与建造实践》、光大证券
行业集中度低
2020年，全国共有23741个工程勘察设计企业，同比增长0.01%。其中工程勘察企业2,410 个，工程设计企业21,331个工程设计企业平均营收2,570万元（工程设计营收/设计企业家数）
根据2019年度《中国民用建筑设计市场Top100排名》数据显示，Top100建筑设计企业营业收入总额为704亿元人民币，CR100达12.84%，CR5达6%，行业集中度低
图：勘察设计企业数量和从业人员数量 图：建筑设计市场排名及市占率
资料来源：国家统计局、住建部 资料来源：di中国民用建筑设计市场排行榜
我国对建筑设计等工程技术服务业采用企业资质管理以及个人执业资格管理的双维度准入体系。企业资质由中国住房和城乡建设部编制的《工程设计资质标准》规定，建筑设计企业资质标准可分为工程设计综合资质、工程设计专项资质两大类别，目前取得工程设计综合资质共计80家企业。个人执业资格包括四大证书，注册建筑师、注册结构师、注册公用设备工程师、注册电气工程师
双维度体系导致设计等工程技术服务企业跨领域拓展存在一定壁垒。在这一背景下，并购成为企业成长的必由之路，集中度将进一步提高
图：中国工程设计资质标准
资料来源：《工程设计资质标准》、头豹研究院
三、建筑行业信息化现状
国内建筑行业信息化初步普及
从九五期间“甩图板”工程开始，国内建筑行业信息化经过20多年发展，取得了阶段性成果。CAD等设计类软件已经被市场广泛认可和使用；算量计价软件得以普及；建筑领域招投标平台实现信息化，电子标书强化设计和造价环节信息化的应用
已普及信息化：二维设计、算量计价、电子招投标等
进行中信息化：BIM等
图：“甩图板”工程开启国内设计环节信息化序幕
资料来源：东北证券
传统模式下造价师往往通过纸质图纸手工算量，这种模式不仅工作量巨大，计算繁琐，效率低下，而且容易出错。算量计价软件的使用大大提高了造价师的工作效率。可以通过电子化图纸直接进行算量建模，然后直接得出相应的工程量和钢筋量，这种方式不仅精确度高，而且速度更快
图：算量计价软件推广加速招投标环节信息化进程
资料来源：东北证券
建筑行业生产率增长速度低于经济增长速度
根据麦肯锡研究报告显示，从全球角度看，建筑行业是生产力效率增长最缓慢的行业。在过去的20年内，全行业生产力年增长率不足1%，而全球经济平均增长率为2.8%
如下的原因导致了建筑行业低生产率
图：影响建筑行业生产率的因素分析
资料来源：麦肯锡 《建设的下一个常态：破坏是如何重塑世界上最大的生态系统》
建筑及建筑设计未来发展方向
一、供给侧改革：建筑产业互联网
建筑行业需求侧经过移动互联网改造，消费者的偏好和需求持续变化和升级。但在行业供给侧，行业内参与者核心商业模式和实施路径并没有改变，导致行业生态内企业之间缺乏联系且对需求的响应速度慢。需求侧的变化以及供给侧的缓慢给了新技术、新材料、数字化生产流程和新入局创业者去颠覆建筑行业的机会
图：未来建造生态图谱
资料来源：麦肯锡 《建设的下一个常态：破坏是如何重塑世界上最大的生态系统》
1.工业化
模块化建筑，非现场自动化生产，现场自动化组装将推动建筑行业向产品化升级。
2.新材料
对传统材料如水泥的研究创新将有效的降低二氧化碳排放。轻质材料如轻钢龙骨或交错层压木材将推动工厂模块化生产，同时也将改变物流运输并加速行业集中
3.数字化全流程
数字技术加强各方协同，推动产业链高效整合，形成数据决策思维。自动化程序化设计和构件库搭建将改变设计行业，同时运用数字化工具将显著提升现场协同效率。数字化正在渗透建造的每个环节，产业链上的交易形式将会产生改变
4.创业企业
受到VC和PE机构资金支持的新入局创业企业将会加速颠覆传统企业的商业模式
二、未来建筑设计：建筑全生命周期核心
- 建筑产品化和建造模块化，建筑设计的价值将增强
- 在建筑师负责制和EPC总包制推动建筑设计上升至核心位置
1.产品化和模块化：更加注重建筑设计价值
模块化建筑是装配式建筑的升级，指工厂生产的预制构件在生产现场即装配成模块化房屋，在施工现场整体吊装和安装的建筑。由于采用大量的预制件，其原材料损耗显著降低，施工时噪声与污染程度下降，因此模块化建筑属于绿色环保建筑，既可以缩短建设周期，又可以减少施工污染，从而减少施工场地的脏乱差。也符合建筑工业化的发展方向，因此得到了政策的扶持，开始迅速发展
图：工厂自动化生产，现场吊装安装
资料来源：网络公开信息
模块化建筑技术在设计标准化、生产工业化、供应配套化、施工装配化等方面较传统方法和装配式都有显著的提升，整个建设过程中施工安装方便，周期较短，质量易于保证，使用寿命长，成本低，而且基本可以做到无湿作业，改善作业环境，减少污染。同时相对于传统的装配式结构体系，模块化建筑结构体系整体性好、连接可靠、稳定性好，可以节约劳动力，有效改善工人的工作条件，因此近几年迅速发展。
图：模块化建筑降低整体建造时间
资料来源：麦肯锡 《模块化房屋：从项目到产品》
图：模块化建筑降低建造成本
资料来源：麦肯锡 《模块化房屋：从项目到产品》
参考苹果手机案例中的“微笑曲线”理论，随着生产过程逐步产品化、标准化、自动化，产业链两端，建筑研发和设计 以及 后端营销和服务在整体产业链中的价值将会增大。
2.建筑师负责制：设计咨询服务的业务范畴及职责将进一步扩大
2015年3月，住建部将“建筑师负责制”纳入上海浦东新区建筑业综 合改革试点的一项内容。同年10月，随着《浦东新区建设项目建筑师负责制试点工作方案》的颁布，“建筑师负责制”开始在上海浦东保税区进行试点，标志着我国建筑设计行业的又一次重大改革正式拉开序幕
2020年6月，住建部发函同意北京试点建筑师负责制，这是继上海（2016年）、广西（2017年）、福建厦门（2017年）、雄安新区（2018年）、深圳（2019年）之后，又一地试点建筑师负责制
在“建筑师负责制”模式中，建筑师的角色贯穿建筑工程全流程，包括前期设计阶段、施工管理阶段与质保跟踪阶段。建筑师不仅在前期负责领导和管理组建设计团队，在工程实施过程中还负责项目招投标、施工单位与工程验收的管理与监督工作，同时在项目竣工后负责完成项目质量跟踪与整改追溯，并最终确认工程款与质量保证金的结算。“建筑师负责制”赋予设计单位极高权限，工程各参与单位对建筑师负责，建筑师对业主负责，在工程实施全流程中拥有绝对的发言权、决策权和领导权，相当于设计总包。
图：建筑设计传统角色和“建筑师负责制”下的新角色
资料来源：光大证券
3.EPC总包：将成为未来主流趋势
工程总承包（EPC：EngineeringProcurement Construction），指从事工程总承包的企业受业主委托，按照合同约定对工 程项目的可行性研究、勘察、设计、采购、施工、试运行（竣工验收）等实行全过程或若干阶段的承包。工程总承包企业对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责。目前我国采用工程总承包的具体模式主要可分为：设计-采购-建造模式（EPC）、设计-建造总承包模式（DB）、采购-施工总承包模式（PC）、设计-采购总承包模式（EP）、施工总承包模式（GC）与施工总承包管理模式（MC）
我国以往大多数建筑项目采用MC或GC工程总承包模式，特点为设计与施工分离，EPC/DB 模式采用相对较少。不均衡的发展模式导致总承包企 业对土建管理相对精细而其他专业工程管理粗放；施工管理人员“兵强马壮” 而设计及采购人才紧缺；分包施工经验相对丰富，而总包管理经验薄弱。
图：传统分包模式和EPC总包模式
资料来源：光大证券
EPC工程总承包与施工总承包模式相比，能更好的降低项目成本、缩短建设周期、保证工程质量。由于承包商能充分发挥设计主导作用，有利于实现施工统筹安排，易于掌控项目的成本、进度和质量。对业主来说合同关系比传统模式简单，组织协调工作量较小，而且责任明确，业主承担风险较低等特点。
建筑行业信息化图谱
国内建筑信息化经过二十多年的发展，在设计环节和采购环节中造价和招投标环节，初步完成信息化普及，智慧工地已经广为铺开，BIM技术也正在爆发初期，为建筑信息化行业提供新赛道。长期看，城镇化发展末期，海量存量房屋给建筑运维系统提供广阔的发展空间，届时建筑运维系统也是大市场之一。
图：建筑行业信息化产业图谱
资料来源：东北证券
BIM是建筑信息模型（BuildingInformation Modeling）简称，它并不是一种软件，而是一种信息建模技术，实现建筑设计的三维可视化，并且可叠加时间、成本等维度，对建筑进行多维度考量。根据呈现、交互、数据结构方式的不同，CAD线框、Revit、Rhino导出的三维模型均可以被称为BIM。
BIM发展过程中遇到的困难
虽然近年来政策持续推动 BIM 正向设计，但国内BIM应用现状仍是先完成二维施工图，然后根据施工图再建立三维模型，也就是通常所说的“翻模”。导致上述现象产生的原因，主要还是标准和投入产出比两个原因
1.标准
设计院交付的成果是图纸，图纸必须符合国家的二维制图规范和标准，二维制图规范和标准的制定都是基于当时的二维制图CAD工具设计的。因此导致目前“二维图纸为主，三维模型为辅”的“逆向设计”。目前在部分公建类项目，已经要求必须提交BIM模型（主要基于钢筋等材料成本在BIM模型中计算清晰易于管控成本）。
2.投入产出比
CAD以“指代”方式进行设计，“两根线”代表一面墙，设计效率上有优势，反映到设计院就是人力成本的节约。如果将整个设计阶段全三维化，虽然整个项目总体设计时间会减少，但前期需要的工作量是以前的2~3倍，设计院的时间+费用会额外增加。
图：BIM设计前期工作量较大
资料来源：土木在线
BIM技术的收益更多产生在全周期流程中，在各专业技术和各流程单位信息的信息集成后将发挥最大的价值，但现实中存在
1.技术层面：各个技术协同性不高，难以有效满足系统性需求
2.信息层面：生产技术落后，人力资本占比大且参与者数量众多，导致信息的3.生产、质量和流通差
利润生产分配：建筑业上下游产业链长、参与方众多，利益分配很多建立在信息的基础之上。BIM在推动产业链信息透明后，如何建立新的商业模式，做大蛋糕；以及如何建立起新的各方同意的利益重新分配机制，困难较大
在传统建筑设计中，建筑项目不同的阶段所采用软件有所差异，在各个专业人员能够高效完成本部门的工作之外，就必然存在着软件兼容性问题。通常情况下，不同的软件厂商之间的产品生成的文件格式类型不尽相同，其中有的文件格式之间兼容，能够进行信息的读取操作；有的文件格式则不兼容，不能够完整、正确的读取文件。
传统建筑设计中常用的设计工具是AutoCAD，其通用性较好，但专业性相对欠缺，不能很好地满足某些专业设计要求。而解决这一问题的有效方法就是二次开发，以增强软件的专业性设计功能，由此催生各种不同版本的绘图软件，这些软件对应的文件格式在读取方面不可避免的也存在兼容性问题。例如，建筑专业采用的天正建筑设计软件和结构专业采用的探索者结构设计软件就是对AutoCAD进行二次开发的产品，二者都可以生成DWG文件格式，并可以进行互相导入操作，但是导入图形结果并不完整
推动建筑设计行业从信息化到数字化
当前建筑数字化投入比例低不是最主要问题，而是注意数字化投入产出比
正如上文介绍了我国建筑业数字化投入占建筑总产值的比例为0.08%，而国外发达国家为1%，从绝对的比例看我们的数字是低的。建筑业也好，建筑软件企业也好，应该关注的是数字化投入产出比，也就是数字化如何能够帮助企业创造更大的价值。目前阶段，没有哪家企业不注重数字化投入，只是这个投入该投向哪里？如果只是购买软件、搭建建材采购的供应链，从模型上看，上述方式都只是向管理要效益，这个投入比例肯定没有办法高上去。要想这个数字高上去，就必须让企业看到数字化投入的必然性和价值所在，除了自身数字化投入之外，也是我们所说的要重塑建筑产业生态
二、从信息化到数字化的发展历程：工具阶段、协同阶段和模式创新阶段
从行业信息化、数字化的发展历史看，往往会经历工具、协同和模式创新三个阶段。由于单点技术突破实现生产力水平的提高，从而引出工具的普及和替代；由单点工具效率的提升，带动本流程单元及单元上下游的协同需求；上下游协同带来的数据流通和分析，将产生了行业的模式创新
无论是BIM，CAD等信息化工具，也会遵循行业发展规律，首先要从单点技术突破实现生产力水平的提高，只有在新技术对原有方法在成本收入上有颠覆性的差异时，也就获得了行业破题的钥匙。率先使用新技术的公司将会产生新技术溢价红利，上下游产业为匹配已提升的生产力单元将推动新技术的应用并引出更强烈的协同需求。产业上下游数据的流通，一方面促进原有生产模式更加高效，另一方面也会产生新的模式创新机会
