“信息技术要继续深度应用于建设项目,全面推进数字工程、智慧工程,未来向少人性化、无人化方向发展。”
钱七虎
近日,中国工程院院士、国家最高科学技术奖获得者钱七虎在参加2020年中国国际服务贸易交易会时接受采访时指出,全球正面临气候变暖导致生态环境恶化等多重挑战,对策是推进绿色发展、绿色建设。在工程建设领域,智慧施工是实现绿色施工的必然选择和最佳途径。
01
工程建设应转变为“绿色建设”
1992年,为实现联合国环境与发展会议通过的《21世纪议程》,中国承诺将可持续发展纳入国家战略,建设可持续的城市和社会。当时我们提出“21世纪中国地下空开发利用的策略与对策”的咨询课题,就是要充分利用地下空,特别是要大力发展以地铁为骨架的轨道交通系统和集约可持续的城市基础设施,从而节约土地资源,提高土地利用效率,释放出大量地上间作的绿色植被和生态空
建筑业是世界上最大的原材料和能源消耗行业。目前,全球建筑运营能耗已占总能耗的30%以上,施工过程能耗接近50%。我国传统的粗放式建设消耗了大量的资源,浪费严重,同时也产生了大量的污染。
为适应绿色发展的要求,工程建设要向“绿色施工”转变。
02
智慧建筑是实现绿色建筑的必然选择和最佳途径
工程建设要朝着“绿色施工”的方向发展,首先是理念的提升,每个人都要认识到绿色施工的重要性。其次,它是政策驱动的,鼓励每个人节约能源。也可以通过标准驱动,比如制定绿色建筑标准,来接入建设项目,让高耗能项目可以退出。
当然,最重要的还是要依靠科技的发展来发展大数据技术、人工智能技术、物联网、5G技术等。有了这些科技基础,建设将更加高效、节能、低碳甚至零排放。
当这些技术应用到工程建设中,就会涉及到“智慧建造”。智慧施工是实现绿色施工的必然选择和最佳途径。
在工程建设中,“智慧建设”首先体现在全面透彻的感知体系上。以地下工程和隧道工程为例,地下工程是一个高风险的工程,地下存在很多不确定性,在某些情况下人们看不到也感觉不到。需要通过设备、传感器和信息设备充分感知和发现情况。
二是通过物联网和互联网的全面互联,实现感知信息的高速实时传输。获得的信息必须迅速传递。如果目前获得的信息几天看不到,就无法实时反馈和服务工程建设。随着互联网、物联网和5G技术的发展,信息传输非常快,可以瞬间反映认知。
二是搭建智慧平台,技术人员通过智慧平台对反馈的海量数据进行综合分析、处理和模拟,并做出决策,从而及时发布安全预警和处理对策。有了这些技术,工程施工的风险更低,施工人员更安全,同时可以最大限度地节约材料,减少环境破坏。
03
未来,智能工程应该朝着不那么人性化、无人化的方向发展
我国工程领域科技创新经历了从低到高、从局部到全面的发展过程。改革开放以来,工程建设经历了机械化和信息化的发展。比如地下工程过去采用钻爆法,人工打眼放炮。后来,大量的机械台钻和多钻台车可以用于施工。现在可以采用数字掘进,这是机械化的进步。
信息化的发展体现在地下工程的地质勘探中。修建地下工程,需要清楚地了解地下情况,地下是否有水,是否有断层,如何预防地下安全事故,这些都是依靠信息化设备来提高安全性能。
未来工程领域的进步应该通过数字化走向智慧,比如建筑工程中BIM技术在数字工程中的应用。最初,我们使用图纸进行设计,但图纸和工程实体是分开的。进入BIM时代后,技术人员可以在计算机中构建可视化工程模型。
当前,科技创新最重要的标志是信息技术持续深入应用于建设项目,即数字工程和智能工程全面推进。未来,数字工程和智能工程将朝着不那么人性化和无人化的方向发展。