智能建造技术是一种集工业化、数字化、信息化、智能化于一体的先进建造技术。当前，随着信息技术、人工智能、大数据、物联网等领域的快速发展，智能建造技术也得到了广泛的关注和应用。智能建造技术可以提高建筑施工效率，优化建筑设计和施工过程，降低建筑运维成本，提高建筑品质和节能环保水平，对于推动建筑行业数字化、智能化、可持续化发展具有重要的意义。建筑信息模型（BIM）技术是实现建筑工程行业数字化的重要技术，是建筑工程行业实现智能化的信息基础技术，同时也是新型建筑工业化的技术基础。BIM技术作为建筑工程项目的信息载体，通过智能化设备、传感器、机器人等技术，将BIM中的数据信息转化为实际操作指令，实现建筑工程的自动化和智能化，提高工程质量和效率。本项目应用BIM技术，采用正向设计，结合装配式技术探索。

1、工程概况

北辰新河三角洲项目A2区地块位于位于长沙开福区北辰三角洲，东临紫凤路、南邻平沙路、西临湘江北路、北邻晴岚路。项目本次设计总建筑面积为：240784.42平方米，功能主要包括：1栋高层公寓式办公、2栋超高层住宅，1栋高层住宅，1栋多层物管，一个3层地下室以及沿街商业和配套。

2、设计思路及理念

项目位于湘江及浏阳河两江交汇处，基地紧邻三馆一厅，作为湘江核心风光带，项目致力于打造新的地标建筑，同时结合周边已有的建筑形成长沙优美的湘江天际线（图1）。平面上迎合自然地形，顺应城市肌理，通过轴线建立项目地块与城市的关系；另外在沿街四个角落，结合建筑退距，设置集中的休闲广场，为住户提供充足的室外活动空间；在项目西侧临道路布置完善的配套体系，为社区提供更好的服务。

图1-鸟瞰图

立面设计上超塔建筑立面都进行公建化处理，表皮细节渐变手法，展现灵动精美的城市界面；住宅立面同样采用公建化处理，在整体中设置些许变化，部分点缀暖色铝板，与周边建筑和谐又不单调。另外，立面包含不同色彩，夜间通过灯光展现不同的光影效果，项目建筑与浏阳河、湘江以及隔江相望的浏阳河灯光秀遥相呼应（图2）。

图2-夜景透视

3、智能建造应用

3.1 BIM设计

3.1.1 BIM数据协同平台

北辰新河三角洲项目采用的是华阳国际基于Revit系列软件研发的iBIM平台，平台由三个部分内容组成：（1）华阳速建平台，该平台为基于Revit软件端的高效插件，可兼容Revit2016、2020、2022三个版本，集成建筑，结构，给排水，暖通，电气，装配式六大主流专业的600多个功能命令。另外速建自动专业协同功能，可兼顾各专业在平台上提资、受资，项目负责在网页端管控。（2）iBIM平台，该部分由控制台、项目资料、项目策划、进度管控、质量管控、会议管理、待办任务、模型浏览、设计巡检及系统设置九部分组成，平台端可将模型设计数据及二维图纸设计数据集成于网页管理端，方便设计人员归档，策划，项目进度管控，流程管理，包括变更归档以及图模轻量化校审（图3），从而可以实时管控项目情况，对项目碰到的问题及时有效处理，减少因为交接不及时导致项目质量下降的问题发生。（3）引擎管理，对于多数据整合的引擎工具也是必不可少。华阳通过iBIM平台将数据对接到算量，采购，生产施工这些环节，以设计为起点，项目为中心，整合多元数据，通过云端项目管理及多方在线协同的方式，实现项目数据自然流转，及基于BIM的建筑全产业链数据互联互通，促进建筑业数字化转型。

图3-建筑、结构、机电轻量化模型展示

除了上述这三部分功能之外，华阳的iBIM平台也可以将设计端的模型数据开发至业主方、施工方及生产方，在保证设计质量的同时，也将准确的数据传递至下游单位方便数据调用。

3.1.2 管线综合设计

基于BIM的管线综合设计是智能建造过程中必不可少的一项环节，管线的预留预埋是在准确的管线综合设计后提供的数据依据。在北辰项目中我们提出了一个很好的项目案例示范，具体的工作流程如下：（1）针对于二维的BIM伴随设计，设计院内部建立BIM团队，团队根据二维图纸实时更新模型，过程中会有多个版本，BIM管综意见反馈至二维图纸，直至施工图审查通过。过程中考虑设计规范要求、施工安装空间预留、预留预埋参数；（2）模型移交施工单位，设计模型移交施工单位是数据传递的有效手段，方便施工单位理解设计意图，对施工有影响部分施工单位及时提出异议，设计对可行性进行论证，并出具相应的变更。（3）预留预埋内容提资生产单位，对于管线穿预制构件及铝膜单位的内容，设计单位将深化后的数据提资生产单位，方便生产单位提前预留，后续施工一次安装到位，避免反复。

3.2装配式设计

在设计工程中，项目提供BIM设计模型，并通过湖南省施工图审查平台BIM审查，另外，项目构件采用湖南省装配式全产业链只能建造平台（含装配式拆分模型）模型深度满足国家及湖南省建筑信息模型相关标准。装配式BIM深化模型可为预制构件自动化生产提供数据的支持，是智能建造自动化生产的数据源头，目前大部分构件生产单位均采用的PKPM-PC软件进行设计，相当于构件厂收到设计模型后，无需进一步深化设计，直接可接收模型进行构件生产。

本项目超高层建筑在装配式建筑设计中主要的应用点主要为（1）钢结构方案设计；（2）玻璃幕墙方案应用。在超高层建筑施工的过程中，装配式构件构件的吊装会存在一些安全隐患，需要依据施工的具体情况，布置对应的吊装位置，检查其吊装的安全性能，对于吊装所具有的强度需要依据设计标准要求进行。

3.3 设计与施工数据共享

北辰项目在业主的要求下通过华阳的iBIM平台实现初步阶段的数据共享，主要的工作内容如下：（1）确定共享数据的内容：在设计阶段，与施工单位商量共享的工作内容，主要为BIM设计模型及设计图纸，另外就是套管预留预埋的模型及图纸数据。（2）选择共享方式：华阳与施工方统一采用华阳iBIM平台进行数据共享，通过iBIM平台端将设计的BIM模型共享给施工方。（3）确定数据格式和标准：软件统一为Revit2020版本，CAD版本为2007，建模深度参考《湖南省BIM审查系统数字化交付数据标准》DBJ43/T012–2020。（4）确定共享频率：根据项目需要，需要确定设计BIM和施工BIM的数据共享频率，北辰项目数据共享的周期为每个星期五共享。（5）确定责任和权限：为了确保数据的安全和完整性，需要明确设计团队和施工团队的责任和权限，以及数据的访问和修改权限。业主、设计、施工单位成立的相应的数字化研发团队，并制定相应的管理原则（6）追踪和监控：设计团队和施工团队应该定期对共享的数据进行追踪和监控，以确保数据的正确性和及时性。通过上述步骤，设计BIM和施工BIM之间的数据共享可以实现，并且可以提高项目的效率和质量。

4、智能建造设计阶段思考

4.1 数据分析及应用

目前建筑设计仍然是以传统的二维CAD设计为主，对于数据对设计的影响并不十分敏感，在数字化快速发展的当下，我们相信大量的数据分析，数据驱动在未来的十年内将成为设计的主流，在数据分析的基础上，智能建造技术可以帮助设计师做出更加理性和基于数据的决策。例如，可以通过分析历史工程项目的数据，预测未来项目的成本和时间等因素；通过对项目当地气候分析，影响建筑外立面的造型设计；在建设安全方面，可以根据历史数据和预测性分析，预测建筑在某些情况下可能出现的问题，从而提前采取措施，最大限度地减少风险。

4.2 交互体验

目前市面上BIM类型的软件种类繁多，对于设计师来说这个学习成本不低，但是随着互联网技术的应用发展，学习的方式以及软件的门槛也会进一步降低，使得复杂的工作流程更加简单易懂，而对于政府、业主单位或者审图公司，更多的BIM或者虚拟交互平台也在建立（城市级:CIM），他们不必安装大量的设计软件就可以在平台端浏览设计成果，提取并分析相关的项目或者城市数据信息，在可视化及数据信息的帮助下，更好的为城市建设做出更合理的决策。

4.3 AI设计

2023年是AI人工智能爆炸的一年，随着OpenAI ChatGPT4.0的问世，全球各行各业都兴起一股AI热，当然建筑行业也不例外。目前大家用的比较多的两款主流的图片生产工具是Midjourney、Stable Diffusion，大部分方案设计师通过一些简单的语音描述或者是模型简图生成相应的方案参考，不得不说，对时间效率要求较高的方案设计，这方面的帮助确实十分明显，有利于方案设计师做出一些取舍。但是由于软件、硬件、算力等各方面原因，AI软件在处理大型的图像时需要较长的计算时间；对于图片参数设置的选择如果受硬件限制，需要根据设计师经验以及试验来去确定最佳的参数。诚然，再好的软件工具也是服务于应用它的人类，作为传统的设计行业，我们认为设计师应当对新兴的事物积极接触学习，并为之所用，形成提高生产力的工具，而不是持观望或者排斥的态度，不然时代变化的潮流冲过来可能都不带打一声招呼。

5、结语

智能建造工程发展是一项系统性、战略性、长期性的任务。2022年11月国家也公布了首批24个智能建造试点城市，各大城市也是结合自身特色开展试点工作，通过一点带面在全国铺展开来。而北辰新河三角洲项目在设计阶段智能建造领域的探索，是为后续项目做了一部分技术和经验上的铺垫，虽然各个环节上虽然有不足，但仍然勇敢往前迈了一步。智能建造的发展受到政策、市场和研发部署等多个因素影响，这需要涉及多个行业和建设主体的协同合作。为了实现对工程供应链不同环节、生产体系、组织方式、企业与产业间合作等全方位赋能的目标，我们需要对产业链进行优化和升级。为了紧密贴合市场需求，我们应积极深化市场调研，并在BIM、数字设计、智能工地、无人施工系统、工程大数据平台等领域积极进行布局。我们坚持以项目实践应用为主导来开展技术研发，并致力于解决行业的痛点和难点问题，加大研发投入，建立差异化发展模式，这种方式将势必促进整个建筑行业的发展。

参考文献：

[1] 陈珂，丁烈云，我国智能建造关键领域技术发展的战略思考，中国工程科学 ，2021（4）：64-70；

[2] 南锦顺，智能建造背景下BIM设计及应用现状与发展趋势分析，智能建筑与智慧城市，2022（7）：82-84；

[3] 马克 戴维斯，寇清，智能建造在建筑工业化中的价值分析，建筑技术，2022（9）：1255-1258；

[4] 史诗，BIM 技术在超高层装配式建筑体系中的应用，工程技术研究，2021（6）：0-71；

[5] 韩旭睿，装配式建筑在超高层建筑施工应用中存在的问题探究，建筑与装饰，2018（6）：30-31.