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自2017年时,国家发展改革委以及住房城乡建设部这两部委发文推进全过程工程咨询服务起,全国各地展开了诸多全过程工程咨询的实践而且进行了探索。2023年,中共中央、国务院印发了《质量强国建设纲要》,针对建筑业高质量发展提出了明确的目标以及要求。《纲要》表明,发展全过程工程咨询是打造中国建造升级版的重要内容。由此能够看出,全过程工程咨询对于整个建筑行业的转型升级有着重要意义。
全过程工程咨询是传统产业的系统创新
在全过程工程咨询的实践进程当中,不少工程项目把目前较为分散的某些专项工作予以集中,觉得如此便是全过程、全方位地涵盖了全过程工程咨询工作的内容。笔者觉得,把这些专项工作组织起来,虽说规避了以往工程建设管理分散化、碎片化所引发的问题,然而要是认定这就等同于全过程工程咨询,那就略显片面了。笔者经实践理论学习,经实践研究,借鉴国外一些建筑管理理论,结合中国建筑工程组织特点,认为全过程工程咨询是传统产业的系统创新,它以低碳为目标,以智能为支撑,以数据为线索,低碳、智能、数据成为全过程工程咨询的关键词。
全过程工程咨询系统创新的特点
全过程工程咨询系统创新特点可以概括为以下三个方面。
通过全过程工程咨询实现对设计的有效控制
凭借全过程工程咨询达成对设计的有效把控,简称为控制设计。众人皆知,在工程立项之起始时,首先得开展可行性研究的工作,而后才步入设计建造阶段。经由对两个阶段工作予以分析能够发觉,项目的立项进程以及建设进程这两个环节之间常常存在某些脱节现象,以往项目建设进程里出现的概算超出估算的情形,大多与这有关。立项可研阶段涵盖建设必要性,涉及对环境的影响,围绕对交通的影响,包含未来建设标准等一系列相关内容,然而,此前工作情况显示,脱节问题主要源于估算多源于对同类建筑造价的分析,却缺失针对项目本身设计标准的深度控制,比如,可研阶段在结构体系选择方面通常不够深入,在机电系统选择方面往往不够深入,在建筑材料控制方面常常不够深入。2019年,国务院令第712号《政府投资条例》颁布,此后,那种概算超过估算的情形显著变少,原因在于,自该国务院令颁布后,诸多工程把初步设计概算工作的诸多内容,提前到了可研估算的阶段,为何会出现这般变化呢?这得从建筑产品的特点说起。因建筑产品有着多目标特性,且其建造进程会持续受多要素影响,所以于设计进程中呈现出设计者需留意建筑的造型、空间、功能、造价及性能等目标,且要尽力达成多个目标的平衡。在施工进程阶段,建造工作又会被场地、气候、产品生产以及产品运输等诸多因素所影响,设计与施工者必须持续调整设计和施工的组织方法,进而应对各类因素的影响。建筑产品成本控制过程,是存在多个指标、多个要素,持续不断迭代优化的过程,并且它还是建筑产品持续不断优化深化的过程。所以,在可研阶段开展深化工作,深入到设计的专业内容方面,把控设计标准以及设计内容,这乃是达成可研估算目标的重要方法。
基于上述实践,全过程工程咨询工作内容,不仅要像以往那样依赖大数据指标,参照相同或同类型、同规模建筑确定投资标准,更需依据环境评价、交通评价等系列评价结论,确立建筑建设规模及其能耗指标,能耗指标确定,对建筑性能有极其深远影响,在此基础上,咨询工程师要提出未来建筑采用的各种机电系统,甚至深化机电系统形式及主要设备材料水平。因为有了这种深入的分析工作物业经理人,可研编制大大超出传统工作内容范畴,和估算编制也大大超出传统工作内容范畴,这项工作给新建建筑描绘出一个基本的界限,对于设计工作来讲,这相当于划定了极为重要的边界条件。
存在于过往的建筑,于开展设计以及施工的进程之中,会出现多次反复进行迭代的状况,进而导致了数量众多的变更以及浪费现象的产生。这般变更所造成的影响不光是在物料层面产生了浪费,与此同时,还会致使造价在数额方面突破当初所做的概算情形。性能方面的指标能够增添设计所具有的科学性,把以低碳作为目标视为是全过程工程咨询系统进行创新的一个具有重要价值的方面体现。投资造价的控制从原本处于被动状态的计算转变为进入主动进行控制,如此这般的变化属于有着根本性质的变化,达成了在前期可研阶段开展的工作对后续即将进行的处于设计阶段工作的有效把控,把整个立项建造的全部过程连接在一起,促使其成为一个具备系统性的过程。这项工作,是对标以汽车生产当作代表的制造业产品来立项研究的,我们发现,建筑业的前期立项研究,深入了许多,以至于越来越靠近汽车制造业所采用的方法。删除,改为逗号。
通过全过程工程咨询实现设计对建造过程的有效控制
要借助全过程工程咨询达成设计对建造过程的有效把控,简称为设计控制全过程咨询,设计控制意味着得经由设计文件,将设计的意图、标准、理念、要求贯彻至后续工作里,建造过程涵盖施工过程以及诸多重要节点的深化过程,在上世纪80年代与90年代初,设计控制这一概念常被设计院的工程师们称作“按图施工”,这话的潜台词是,只要按图施工就能保证施工的正确性与建筑的质量。应当看到,那时建筑规模相对小些,功能没那么复杂,材料设备尤其是机电系统相对简单,图纸作为设计重要文件,能向建造过程完整传递设计者要求。近年来,因建筑规模增大,建筑功能复杂性增加,按图施工很难做到,因为有时图纸无法完全向后续工序传递设计意图。特别是随着行业进步与社会专业化发展,原来设计承担的许多工作已转由专业公司承担。比如说,钢结构方面的深化设计,还有玻璃幕墙的工艺设计之类的。这些是由专业公司去承担的设计工作,再加上设计院所出的设计图纸,这才算是比较完整的设计文件。设计院的设计文件跟专业公司的深化设计文件之间,本身就存在着一个互相协调的过程,所以,要是再简单地讲按图施工,那就已经不太现实了。
自从 BIM 技术在工程建设领域得以推广应用之后,行业对 BIM 技术赋予了极高的期望,期望借助这样的方式,能够于设计阶段极为完整地达成设计工作,进而成为施工阶段的指引。然而,经由这些年的实践发觉,当前的 BIM 模型仅仅只是设计阶段的一个几何模型。在性能化设计的背景状况下,建筑设计的目标需要依据系统工程理论去探究每一个建筑构成系统的逻辑关联,以及系统之间的内在联系。在《系统工程手册》这本书里,Ludwig von Bertalanffy针对系统给出了这般定义:系统是由多个相互起着作用的部分所构成的一个整体。在《基于模型的系统工程有效方法》这本书中,对系统的定义则是如此:系统乃是一组彼此互相作用的元素 ,这些元素共同发挥作用从而达成某种特定的目的。依据系统工程理论 ,鉴于不同的分析目的故而需要构建不同类型的模型。当前建筑具有体量巨大、功能复杂的特性,设计师们不仅需要几何模型,还需性能模型、工艺模型、质量模型等一系列与建筑相关的模型。模型是一些实体在物质世界里的表达,这些表达意在描述实体所选定的方面,比如实体的几何、功能或性能。模型得能准确定义并量化其所涵盖的所有元素,还得准确定义模型与外部环境之间的精确接口。建模过程是经由逐步抽象的进程,要根据建立的模型来开展仿真研究。仿真是这样一个过程,某一个模型,在特定的环境里,以时间作为坐标,去检验这个模型的执行或者应用。仿真实质上是一种方法,用于分析复杂的动态系统,这其中可以涵盖软硬件、人的行为,还有物理现象。依据系统工程的理论全过程咨询,模型是针对某一个特定目的而设计的,是物理世界的一种数字方式,那么,设计阶段所要完成的那些模型,分别针对不同的设计目标,像性能模型,表达了建筑的安全性能、使用性能、健康目标、绿色节能性能等一系列的工作。
在这个进程当中,还要格外留意工艺模型的相关问题,由于在设计进程里,不管是几何模型或者性能模型,都能够较为精确地界定建筑的几何空间、几何尺寸还有其具体的性能指标。然而,整个建造进程会受到工艺边界条件的限制,这种限制要求设计师在建造进程里增添一些具体的工艺操作要求以及数据,而这些数据唯有与几何模型、性能模型进行全面的数据协同,才能够确保建筑在建造进程中完完全全地达成设计的意图。所以,于设计告终之后、施工启动之前,要有一个施工准备时期。在此时期,全方位工程咨询理应安排设计团队、施工顾问、产品顾问去开展工艺模型的设计事宜。比如说,设计师于设计模型里能够妥善地排布机电的各类管线,然而在工艺安装进程中,鉴于受到安装顺序、闸阀要求等某些具体安装工艺方面的作用,没办法全然依照设计方式予以安装。这时候,要依据现场数安装工艺之要求,针对局部变化及时开展模型仿真分析,把仿真分析结果跟性能模型仿真分析结果做对比,在保证这样的变化不会对建筑性能造成影响的情形下,才可以落实并完善此工艺模型,才能够确保建筑设计目标得以达成。
全过程工程咨询关键的理论要点是把系统工程理论放进工程管理内,对建筑的认知从构件拼凑提升为系统整合,且在这之上引入建模还有仿真的办法,借助对模型做仿真运算,模拟实际环境里的模型表现,进而对整个建筑的性能给出量化的科学评判。从上述的剖析能够发觉,设计控制的根基是模型。制造业着重模型定义产品(MBD),MBD模型依靠算法开展仿真,最后展现出来的是精确量化的建筑产品。基础是智能建造的情况下,模型定义建筑产品,以智能为基础,这是全过程工程咨询系统创新的又一个重要方面。
通过全过程工程咨询实现数据的协同和延伸
经过研究以及实践能够发觉,连接整个建造进程的是模型,并且是由一套模型的组合形成了整个建筑的完整模型。这些模型相互间存在着怎样的关系呢?我们经由大量的研究发觉,这些模型相互间靠数据协同达成相互连接,还通过数据协同把多个模型组合到一起,共同构成了整个建筑全方位以及全过程的完整模型。全过程工程咨询工作借助管理这些模型实际上达成了对于全过程数据的全面管理与利用。一方面借助管理与协调达成数据协同。数据协同,虽说大家都认定其极为重要,然而鉴于建筑产品乃是个性化定制产品,且建造周期漫长,所以达成数据协同存有诸多困难,唯有借助全过程工程咨询团队的专业性组织以及有效控制方可顺利施行。比如说,在设计进程里,设计数据要与产品数据以及工艺数据进行协同,仅仅依靠一两个团队是很难达成的,全过程工程咨询团队凭借自身通晓并理解设计的优势,能够在不同阶段有组织地让设计数据与产品团队数据以及工艺团队数据相连并列对接。此种对接是按有序状态完成的,鉴于对接的目标乃是达成立项进程里所确定出的建设目标。所以,数据对接的进程是数据呈迭代态势,得以最终实现数据协同这种情况的进程。
处于这个缘由,全过程工程咨询对建筑业高质量发展有着特别强的推动功效。智能建造的关键设定是构建MBD模型,所依靠的是数据协同,而全过程工程咨询是借助对整体投资决策和建造进程的统一,深度探究了各阶段的数据种类和数据内容。凭借创建模型,每个阶段的工作都可以于大数据的基础上启动量化的解析和钻研。
设计、建造过程涵盖了数据协同,并且一直延伸到运维过程。以往各种文献统计发现,建筑全生命周期投资中,运维过程的投资预计占到90%,运维阶段耗能几乎是建造阶段耗能的三倍。建筑在运维中,通过数据模型和传感器,运维过程的数据不断集中到运维模型里,经分析和计算,可不断优化建筑运维管理方式,这是数据延伸创造的价值,也是全过程工程咨询通过建立模型,实现数据延伸创造的价值。
全过程工程咨询的增值作用
从以上三个方面能够看出,全过程工程咨询具备极为强大的增值功用。一方面,它极为有效地衔接了决策阶段以及设计阶段。通常处于分离状态的这两个阶段,借助全过程咨询工程师的工作作为媒介,被极为有效地连接到了一起,进而让设计工作拥有了可遵循的边界,能够做到有的放矢。另一方面,促使设计成果得以更为深入。设计过程与建造过程依靠模型紧密相连。在建造进程当中,当建造作业遭受源于天气、场地情况、人力、物流等诸多因素的影响之际,设计能够于原有的模型根基之上开展更进一步的调整优化,依旧依照多指标平衡的准则,持续依据现场条件的改变来确保建筑达成最初的设计目标,更为关键的是把运维管理融入到整个过程之中,扩大了产业涵盖的范畴。在运维阶段,整个建筑借助模型与数据达成实时可控,降低安全事故的发生率,提升舒适性体验。
建筑业于转型升级进程里若要达成模型定义产品MBD,就得依赖建模与仿真的系统工程理论方法,借由全过程工程咨询跟智能建造的有机融合,不仅能够“像造汽车一样建房子”,并且能够“像保养汽车一样保养房子”,以此达成建筑业产业升级以及高质量发展的目标。(本文作者郑琪系北京市建筑设计研究院有限公司副总经理)
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