數字建筑發展白皮書前 言數字建筑是新一代信息技術、先進制造理念與建筑業全鏈條全周期全要素間深度融合的產物，是提升建造水平和建筑品質、助推建筑業轉型升級的重要引擎。當前，國家高度重視城鄉建設綠色發展和高質量發展，加快數字建筑創新布局，對于推動新型建筑工業化、數字化、綠色化發展至關重要。從應用場景看，數字建筑利用BIM字技術，通過在協同設計、智能生產、智慧工地、智慧運維、智能審查、綠色建造等建筑業典型場景中的融合應用，并與智能建造、數字城市等發展需求協同，促進各環節運行提質增效。從未來發展看，我國數字建筑發展雖已取得一定成效，但總體仍處于發展初期，存在諸多痛點亟待攻克。建議加快推進數字建筑技術攻關、應用推廣、生態完善、人才培養等，營造數字建筑良好發展環境。目 錄一、數字建筑整體態勢 1（一）發展態勢 1（二）發展意義 7二、數字建筑總體架構 8三、數字建筑典型模式 （一）全鏈條數字化協同 12（二）全周期集成化管理 15（三）全要素智能化升級 16四、數字建筑典型應用 18（一）協同設計 19（二）智能生產 21（三）智慧工地 23（四）智慧運維 28（五）智能審查 30（六）綠色建造 31五、數字建筑發展建議 34附錄縮略語 36圖目錄圖1中央部委指引建筑數字化發展相關政策 2圖2全球建筑數字化市場規模 3圖3國內BIM相關標準及指南 6圖4數字建筑總體架構 9圖5數字建筑關鍵技術和典型模式 12圖6數字建筑的全鏈條數字化協同流程 13圖7數字建筑的全周期集成化管理流程 15圖8數字建筑的全要素智能化升級體系 17圖9南京江北新區精神衛生中心多專業協同建模示例 20圖10北京城市副中心行政辦公區多專業協同建模示例 21圖深化設計與生產加工的數據共享示例 22圖12施工勞務人員管理系統示例 24圖13施工現場物料管理系統示例 27圖14室內環境模擬分析示例 33BIM一、數字建筑整體態勢（一）發展態勢隨著第四次工業革命蓬勃興起，新一代信息技術在制造業迅速擴張并帶來顛覆性變革，其引發的產業轉型升級正逐漸影響傳統建筑行業。建筑業作為我國國民經濟的支柱產業之一，長期存在生產方式落后、生產效率低、資源消耗大、跨專業協同不足等痛點。在新冠疫情防控常態化的沖擊下，建筑業傳統模式已難以滿足新時期建筑行業綠色發展和高質量發展的需求，數字建筑迎來發展契機，正成為驅動建筑業轉型升級的重要力量。數字建筑成為政策布局焦點202210年725BIM等建筑業來源：中國信息通信研究院圖1中央部委指引建筑數字化發展的相關政策5GBIMCIM數字建筑產業發展正當其時的出現，數字建筑的快速發展推動建筑行業進入數字化時代。據AlliedMarketResearch201998億美202729118.2%來源：AlliedMarketResearch圖2全球建筑數字化市場規模BIM技術是數字建筑的核心驅動。BIMBIMBIM0BMBIM軟件企局，產業迎來快速成長。中國建筑科學研究院有限公司研發的PKPM-BIMAPPAECOREBIMBIMAI200+工廠、1000+數字建筑應用創新加速推進BIM限公司基于BIM70%BIM大力推動BIM武區鐵北高中新建項目中采用中國建筑科學研究院有限公司PKPM-BIMBIM數字建筑發展環境持續優化BIMBIMBIM技術在建筑領域的規范應用。但目前國內BIMBIMBIMBIM來源：中國信息通信研究院圖3國內BIM相關標準及指南相關試驗測試環境加快建設。當前，面向數字建筑全鏈條、全要素的測試驗證環境和測試工具需求日益強烈，然而數字建筑測評仍面臨諸多難點：一是，平臺、安全、應用等測評規范不健全，導GISBIMBIMBIMBIMBIMBIM以及BIMICTBIM（二）發展意義式發展。發展數字建筑為加快建筑數字化轉型、助推高質量發展注入強BIMResearchAndMarkets統計數16818.7%二、數字建筑總體架構數字建筑的本質是通過融合新一代信息技術和先進制造理念，聚合建筑行業全要素，構建數字建筑平臺，提供貫穿產業全鏈條、連接工程全參與方的技術、應用和平臺服務體系，支撐和賦能建筑行業數字化轉型。數字建筑框架體系可總結為“三橫?兩縱”結構，自底向上分為基礎設施層、能力平臺層、應用服務層三橫平臺架構層，以及標準規范、安全防護兩縱基礎保障體系。來源：中國信息通信研究院圖4數字建筑總體架構CPUGPU5GCIMBIMBIM作用。BIMGISBIM模型BIM三、數字建筑典型模式數字建筑是新一代信息技術、先進制造理念與建筑業深度融合的產物，通過智能感知技術、先進計算技術、網絡通信技術、共性平臺技術等多類型技術的集成化創新和協同化應用，構建技術支撐底座，最終形成全鏈條數字化協同、全周期集成化管理、全要素智能化升級三大典型模式，促進高質量、高效益、低消耗的新型建筑工業化發展。來源：中國信息通信研究院圖5數字建筑關鍵技術和典型模式（一）全鏈條數字化協同BIM來源：中國信息通信研究院圖6數字建筑的全鏈條數字化協同流程BIMAIAIBIM模造價及復雜造型種類等進行全面了解和評估。（）生成所需BIMBIMBIMBIMBIMBIM在BIMBIMBIMBIMBIM義統一的模型格式作為中間過渡，完成不同開發平臺模型與通用數據模型間的翻譯轉換，實現跨平臺模型的互操作。BIM（二）全周期集成化管理全周期集成化管理是指借鑒標準模塊化的設計理念和平臺化管理模式，依托數字化設計平臺等新技術和新平臺協同創新，實現覆蓋設計、生產、施工、運維、監管等全周期集成化、信息化、精益化管理。來源：中國信息通信研究院圖7數字建筑的全周期集成化管理流程BIM次拆分設計，提升設計環節整體效率，又為實現大規模工業化生產制造提供技術支持。在標準生產方面，依托工業互聯網、大數據等技術與智能化生產、網絡化協同、規?；ㄖ频饶Ｊ?，將建筑構件、部件生產需求與制造能力、工業知識精準匹配，推進標準化、模塊化、集成化發展，增強資源高效配臵和產能利用水平，實現工廠制造與現場建造一體化推進。ERP在運管監管方面，依托數字建筑平臺搭建數字孿生建筑體，通過鏈接建筑內廣泛分布的智能物聯網設備，實施現場設備、環境等數據實時采集、匯聚、分析，提供預測性運維、設備故障診斷、空間異常報警等技術服務，有效降低運維成本。（三）全要素智能化升級BIM、CIM診斷，實現全流程全要素可感知、可分析、可呈現及可優化。來源：中國信息通信研究院圖8數字建筑的全要素智能化升級體系AIBIM技物聯網等技術，可完成作業人員行為檢測、設備實時精準管控、危險環境識別等任務。對建筑項目的建模需要在工程建造領域進行長期積累，提升我國在復雜工程問題分析能力是下一步的發展重點。在可呈現方面，建筑行業上下游產業鏈延伸較長、參建方眾多，CIMBIMGIS四、數字建筑典型應用當前，數字建筑的典型應用主要涵蓋協同設計、智能生產、智慧工地、智慧運維、智能審查、綠色建造六大場景，借助數字建筑領域新技術，不斷推動數據資源在規劃設計、施工、運維等工程建設全過程中的流通，引領建筑全生命周期項目管理提質增效，賦能建筑行業轉型升級。（一）協同設計基于BIMBIMBIM專欄1協同設計案例碰撞檢查等工作完成全專業模型的創建。來源：北京構力科技有限公司圖9南京江北新區精神衛生中心多專業協同建模示例案例2：北京城市副中心行政辦公區項目。項目采用基于BIM+GISBIMBIM來源：中設數字技術股份有限公司圖圖10北京城市副中心行政辦公區多專業協同建模示例基于標準化數據實現軟件之間的互操作性。數據級協同基于信息數據化、數據模型化、模型通用化的理念，以建筑工程項目的各項信息為數據依托，建立三維建筑信息模型。利用BIM技術，采用標準化模型數據為中心的協同方式，可通過軟件間專有數據格式下的直接信息讀取或輸出中立數據格式進行數據共享交換，實現全專業軟件間的數據兼容和流通，有利于重塑全專業設計流程，顛覆傳統的文件級設計模式。（二）智能生產方向發展，利用數字建筑無縫連接BIMBIM計生產一體化是裝配式建筑行業轉型升級的必經之路。通過基于BIMBIM來源：北京構力科技有限公司圖11深化設計與生產加工的數據共享示例生產物料智能加工管理。采用數字化加工制造技術，實現自動化鋼筋生產線和智能混凝土攪拌站，確保物料的加工質量和生產進度。根據構件生產計劃通過算法自動計算鋼筋、混凝土等生產物料用量，結合云服務、大數據、物聯網、智能控制等核心技術，對物料的生產訂單、出入庫、廢料余料、加工等業務環節進行管理，從而提高原材料利用率，優化物料管理流程，減少管理成本，顯著提高物料加工廠的生產效率和可視化、精細化管理水平，為高效、有序生產奠定了堅實的基礎。MES系統，ERP系統，結合PDARFID及BIM、BIM（三）智慧工地AIGPS水平。專欄2施工現場人員管理案例深圳（BIM5D平臺智慧15實時掌握各項目人員分布情況，迅速定位人員異常問題并及時解來源：廣聯達科技股份有限公司圖12施工勞務人員管理系統示例施工現場設備管理。數字建筑的出現為塔吊等建筑工程機械設備的高效、科學管理提供了有力的技術支撐，有效減少和預防了安全事故的發生。一是，通過前端攝像頭及監控傳感器等物聯網技術進行數據采集，可對施工現場塔吊運行過程中關鍵數據進行實時監測，包括起吊重量、高度、幅度、回轉、力矩等數據，實時掌控塔吊的運行狀態。二是，利用三維群塔防碰撞算法和塔臂區域保護機制，監視塔機的運行狀態，防止碰撞發生，并根據實時監測信息自動判斷異常，報告相關安全隱患，以便于項目及時處理。三是，通過對施工現場設備的遠程監控，便于項目管理人員查看設備的實時數據、報警記錄、工效分析等多維度分析數據，隨時隨地了解現場情況，及時進行遠程溝通，實現對設備的實時精準管控，保障工地的安全生產。專欄3施工現場設備管理案例案例112施工現場塔吊設備的實時監控和智能化管理。一是，利用塔吊上安裝的高空攝像頭精確識別違規作業現象，通過數字廣播及時提醒工人改正違規作業，達到更有效的實時現場管控效果。二是，運用平臺預警信息統計分析功能，對塔吊管理提供塔機循環次數、載重、報警信息等多維度數據分析，及時對塔司和信號工進行針對性的安全教育，避免安全事故的發生。5G智能建造監管平臺項目采用智能建造平臺，實現施工現場塔吊及吊鉤可視化管控。平進度管理。AIoTUPS專欄4施工現場物料管理案例武漢市金銀湖大廈建設項目中采用智慧工地物料管理系統，實現對地磅材料進場驗收及信息錄入、移動端材料進場驗收及信息錄入、車輛皮重情況分析、綜合數據分析等功能，對施工現場物料驗收進行數字一體化管控，顯著提升驗收效率。根據項目統計數據分析顯示，通過智慧工地物料管理系統，使得該項目材料使用量與其它同類型項目相比節約20%左右。來源：廣聯達科技股份有限公司來源：廣聯達科技股份有限公司圖13施工現場物料管理系統示例BIM專欄5施工現場質量管理案例宜賓市三江口中央商務區一期工程項目中采用數字工地質量檢查系統，實現可視化展示項目施工情況和現場信息，記錄質量檢查統計，通過數字工地質量檢查系統進行施工質量管理，現場共發起86695%高整改的效率。高整改的效率。利用AI專欄6施工現場安全管理案例石家莊市兒童醫院項目中采用智慧工地安全管理系統，進行施工現場遠程監控、錄像回看、廣播聯動及遠程調度，實現對施工場地安全隱患的有效排查、迅速反應、實施決策等。在施工過程未出現一例質量、安全事故，充分提高建設工程的施工安全及現場處臵能力，有效實現了安全管理升級。（四）智慧運維BIM、PM2.5、PM10、CO、甲醛、噪聲，對建筑空氣、噪聲等環境健康pH專欄7建筑全域運營在線監測案例實際運行數據，實現綠色示范園區的綠色低碳示范效果。實際運行數據，實現綠色示范園區的綠色低碳示范效果。BIM基于大數據挖掘分析實現超前預警和實時報警。對現場設備實時運行數據進行分析和深度挖掘，便于發現潛在故障因素，提前采取相應預防措施。針對系統狀態異常情況可進行判斷并發起實時報警，通過多維度數據可視化展示告警信息，實現事件的實時監測、故障分析、智能預測，能夠有效檢測系統異常并追根溯源，為建筑后期運營維護的實時決策和應急處理提供保障。（五）智能審查BIMBIMBIM的BIMAI不同專業的BIMBIM專欄8AI智能審圖案例BIM+AIAI智能BIM4秒，一鍵審查環節用時只需1分50秒，顯著提升審圖效率。BIMBIMBIMBIM（六）綠色建造綠色建造應用貫穿建筑項目全生命周期，其中重點體現在綠色和優化。BIMBIM專欄9綠色建筑室內環境模擬分析系統通過建立待建項目的建筑詳細BIM和優化，實現建筑綠色可持續發展。來源：北京構力科技有限公司來源：北京構力科技有限公司14（左上（右上、光系數分布圖（左下）、光照度達標小時圖（右下）五、數字建筑發展建議我國數字建筑發展態勢良好，但整體仍處于發展初期，仍面臨關鍵技術缺失、應用滲透不足、生態建設不完善、高端人才缺失等嚴峻挑戰?！笆奈濉睍r期是我國推進建筑業全面轉型升級的關鍵時期，也是數字建筑發展的重大機遇期，應堅持以新一代信息技術為驅動，加快數字建筑技術攻關