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智能建造与绿色经济融合发展探讨

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2024/10/24 10:06:13  

摘要:随着全球经济快速发展和环境问题日益严峻,智能建造技术与绿色经济理念紧密融合已然成为一种全新的建筑模式,为经济社会高质量发展开辟新的路径。本文剖析智能建造与绿色经济融合的理论基础和发展现状,探讨智能建造在绿色经济中的作用、面临的挑战和发展对策,为相关政策制定和产业实践提供理论支持和决策依据。

关键词: 智能建造  绿色经济  融合发展  产业实践

在全球气候变化背景下,“双碳”目标已成为我国经济社会发展的重要战略导向。建筑行业作为经济的重要支柱之一,属于能源消耗和碳排放的重要领域,面临着巨大的减排压力。与传统建造技术不同,智能建造技术从“数量取胜”转向“质量取胜”,从“经济效益优先”转向“绿色发展优先”,从“要素驱动”转向“创新驱动”,成为建筑行业实现绿色低碳转型的重要手段。因此,智能建造与绿色经济的融合发展为实现“双碳”目标提供了新的路径和机遇。

一、智能建造与绿色经济融合的理论基础

(一)智能建造概念及特征。

智能建造是指在建造过程中应用人工智能、物联网、云计算等现代信息技术,通过数字化设计、工业化生产、自动化施工、智能化监控、信息化管理和协同化作业,对建筑的设计、施工、运营全过程进行智能化管理和控制,保证建筑工程的安全、质量和效率,实现绿色低碳和安全生产的目标。具体而言,智能建造具备以下特征:

1、数字化设计。

运用建筑信息模型(BIM)等数字化技术,全方位地展现上部结构、地下基础、排水管道、电气系统等建筑元素,还可以模拟分析建筑性能,如结构分析、能耗分析、光照分析等,从而实现建筑设计的精细化、可视化和智能化。

2、工业化生产。

在工厂中按照精确尺寸和设计要求,预先制作好梁、柱、墙体、楼板等建筑构件,再将预制构件运输到施工现场后,通过机械装配的方式快速组装成建筑物。这种预制构件、装配式建筑等工业化生产方式,可以提高施工效率,缩短了工期,降低了噪音和扬尘污染,减少了对环境的不利影响。

3、自动化施工。

自动化施工是建筑行业技术进步的重要体现,通过运用机器人、自动化设备、智能监控系统等先进技术,实时监控施工现场和分析收集数据,及时预报可能存在的安全隐患,有力保障了施工安全和质量,大幅提升了施工精度和工作效率。

4、智能化监控。

利用传感器和物联网技术进行数据收集、数据分析和远程控制,实时监测建筑的运行性能和环境状况,及时预报突发事件和异常情况,减少建筑工地安全事故,提高建筑结构的稳定性、安全性和舒适性。

5、信息化管理。

信息化管理是建筑项目全过程中实现精细化管理的重要手段。通过信息化管理平台,可以有效地协调项目进度、质量控制、成本管理和安全管理等多个方面,提高项目管理效率,降低风险,确保项目按时、按质、按成本完成。

6、协同化作业。

BIM技术支持多人同时在同一个建筑模型上工作,有助于设计师与施工方、监理方、业主、供应商等各方进行实时沟通与交互协作。这种协同化作业方式打破了传统设计、施工、运维等各环节之间的信息壁垒,能够提高设计效率,减少沟通成本。

(二)绿色经济概念及要求。

绿色经济是以资源节约、环境友好为特征,实现经济增长与环境保护双赢的一种经济发展模式。绿色经济涉及生态农业、循环工业和持续服务产业,是一种经济结构、增长方式和社会形态三位一体的体系。与传统产业经济不同,绿色经济强调资源高效利用、环境保护以及经济可持续增长,是一种平衡式经济。具体而言,绿色经济对建筑行业要求如下:

1、绿色低碳发展。

通过高水平设计、标准化施工、数字化交付以及智能化运维来实现高质量发展。这包括采用科技创新和技术进步作为推动力,以工业化、数字化、智能化、标准化和精益化为手段,促进建筑产业从粗放式、规模数量型向精细化、质量效益型转变,同时降低建筑在建造和运营过程中的能源消耗和温室气体排放。

2、资源循环利用。

资源循环利用是绿色经济的核心原则之一。它不仅有助于减少对新资源的需求,还能减少废物处理对环境的影响。在建筑行业,资源循环利用是指在设计和施工过程中采用更加环保、节能的技术和材料,通过技术创新和政策支持,减少建筑垃圾的产生,提高资源的利用效率。

3、生态环境保护。

在建筑全过程生命周期中,注重保护周边生态环境。在规划阶段,了解建筑工地周边的生态环境;在设计阶段,融入节能元素,如自然通风、日照分析和利用太阳能、风能等可再生能源;在施工阶段,保护施工现场周围的树木、植被和地下水资源;在管理阶段,制定有效的废物管理计划,包括废物的分类、回收和再利用,减少对环境的污染。

二、智能建造与绿色经济融合发展现状

当前,智能建造与绿色经济的融合正处于快速发展阶段。通过国家政策支持、数字技术创新和行业转型升级,建筑行业正朝着高效、低碳和智能的方向转型,这对于建筑行业持续发展、经济增长及环境保护等方面具有重要意义。

(一)政策支持和试点城市推进。

2024年6月,中国住房城乡建设部已对深圳、南京、郑州等24个智能建造试点城市进行了评估。这些城市建立了智能建造的工作机制,出台了多项支持政策以扶持智能建造领域的发展,尤其是在智能建造科技创新平台建设、科研项目、标准制定等方面取得了显著成果。同时,加大对引进人才的培养和扶持力度,这些政策为智能建造与绿色经济的融合提供了良好的政策环境。

(二)智能建造赋能新质生产力。

在2024年的中国数字经济产业发展大会上,专家学者探讨了智能建造如何赋能新质生产力。智能建造涉及机器人技术、建筑信息模型、云计算、物联网、区块链等多种技术的融合。例如,在建筑工地上,机器人可以执行重复性高、危险或精度要求高的任务(砌砖、焊接、喷涂等),提高了建筑行业的劳动生产率,促进了管理模式的创新和产业结构的优化,为建筑行业带来了全新的发展机遇。

(三)数字技术助力智慧绿色建筑。

智慧绿色建筑将数字化技术与绿色建筑理念相结合,致力于实现建筑全生命周期的数字化、智能化和绿色化。这包括利用建筑信息模型、3D扫描、人工智能等技术提高建筑行业的生产率,采用节能型建筑材料和设备,如高效隔热材料、太阳能板等,降低能源消耗。智慧绿色建筑的发展不仅有助于减少建筑行业的碳足迹,还能提高居住和工作的舒适度和效率,是实现可持续发展目标的重要途径。

(四)智能建造推动建筑行业转型。

建筑行业通过智能建造技术实现全面转型,推动建筑行业的数字化和绿色化。智能建造技术在建造全生命期中的集成应用创新,包括利用智能化系统提高建造过程的智能化水平,减少对人的依赖,实现安全建造,提高建筑性价比和可靠性等。这种转型升级不仅能够确保建筑施工的精度和质量,减少因质量问题导致的维修和重建,还可以实时监测建筑的结构健康状况,及时进行维护和修复,延长建筑的使用寿命。

(五)绿色低碳与智能建造的融合。

2024年绿色低碳与智能建造交流暨项目观摩会上,展示了智能建造在绿色低碳建筑中的应用,如AI人工智能系统、智慧塔吊运维系统、全种类专精装备集群等,这些技术有助于融合建筑行业发展的绿色化、低碳化、工业化、数字化和智能化。绿色低碳与智能建造的融合是建筑行业响应气候变化、实现可持续发展目标的必然选择,也是推动建筑行业向更高技术水平、更优经济效益和更佳环境效益方向发展的关键途径。

三、智能建造与绿色经济融合发展面临的挑战

(一)关键技术依赖性强。

众多基础绘图软件、有限元分析软件和建筑模型模拟软件等为国外产品,与国家标准和建设管理流程不完全符合,导致在实际应用中存在局限性。在三维图形模拟分析软件、高精度机器人、高精度光学采集仪器等高端技术和设备方面,国内自主开发和生产能力较弱,这成为了智能建造发展的“卡脖子”难题。

(二)标准体系不够完善。

智能建造领域的技术标准和规范还不够健全,导致不同系统之间的兼容性和互操作性存在问题。智能建造的方法、设备、技术等与传统建造方式有显著差异,对建造过程中的数字化、精细化、机械化和效率要求更高。因此,需要建立健全的智能建造标准化体系,包括数据标准、技术标准、产品标准、质量标准和工作范围标准等。

(三)数字技术难以集成。

智能建筑在推广和运维方面存在技术挑战。例如,智能建造涉及到复杂的系统集成,包括自动化设备、传感器网络、数据分析工具等,这些技术的集成和应用仍存在难度。实现跨区域的智能控制需要高度依赖互联网和大数据技术,但目前的数据传输、处理和分析能力尚不足以满足大规模智能建筑的需求。此外,不同厂商的设备和系统之间可能存在兼容性问题,导致智能建筑系统难以有效集成。智能建筑产生的大量数据还需要得到有效保护,以防止数据泄露和滥用。

(四)复合人才相对短缺。

复合型人才的相对短缺,已成为智能建造与绿色经济发展进程中的关键难题。所谓复合型人才,指的是不仅精通建筑规划、设计、施工及全过程管理,还要熟悉云计算、物联网、区块链等现代信息技术,同时能够将两者有机融合的专业人才。然而,此类人才目前极度匮乏,难以充分满足智能建造和绿色经济发展的迫切需求。

(五)公众认知存在不足。

在智能建造方面,公众往往只简单地理解为建筑自动化或者使用了一些高科技的建筑手段。在绿色经济方面,公众的认识往往局限于节能减排、环保等表面现象,而没有认识到绿色经济是一种全新的发展模式,它要求在经济活动中实现资源的高效利用和循环利用,推动经济增长与环境保护的协调发展。这种认识的局限性,使得公众难以理解绿色经济对建筑行业高质量发展的重要性。

四、智能建造与绿色经济融合发展对策建议

(一)自主研发核心技术。

政府和企业加大对智能建造技术研发的资金投入,建立专项研发基金,鼓励通过风险投资、政府补贴、税收优惠等方式,为技术研发提供资金支持;追踪5G、大数据、云计算等技术的发展趋势,明确智能建造领域的关键技术需求;组建跨学科的研发团队,建立技术研发中心、实验室和工程研究中心,为技术研发提供实验和测试环境;利用云计算等资源,建立虚拟研发平台,促进资源共享和协同研发;建立知识产权管理体系,加强知识产权保护意识。

(二)建立健全标准规范。

对智能建造市场进行深入调研,了解现有技术、产品和服务的发展状况;收集不同利益相关者的需求,包括制造商、开发商、用户和政府部门;成立一个权威的标准化组织,负责智能建筑领域的标准制定工作;借鉴国际上先进标准和规范,同时结合国情和行业特点,确保制定的标准具有开放性,能够适应未来技术的发展和市场需求的变化;制定具体的技术标准,包括数据接口、通信协议、网络安全、系统集成等方面,确保标准一致性、可操作性和可验证性。

(三)数字技术集成创新。

鼓励不同行业之间的合作,特别是信息技术与建筑行业的深度融合,共同开发出兼容性强、易于集成的智能建筑解决方案,有助于突破关键技术瓶颈,推动智能建筑技术的广泛应用;鼓励不同厂商之间的合作,共同开发兼容性强、易于集成的智能建筑解决方案;加大对数据传输、处理和分析技术的研发力度,提升智能建筑系统的性能和可靠性;制定严格的数据安全策略和隐私保护措施,采用加密技术、访问控制等手段,确保智能建筑数据的安全。

(四)加强人才引育工作。

政府、企业、高校等各方应共同努力,完善人才培养体系,增设跨学科课程,提高学生的实践能力和创新能力;加强产学研合作,搭建实践平台,让学生在实际项目中锻炼成长;提供优惠政策,吸引海外优秀人才回国发展,为我国建筑行业注入新鲜血液;建立健全人才激励机制,鼓励人才在绿色智能转型领域发挥积极作用;加强职业技能培训,提高建筑从业人员的综合素质,助力建筑行业转型升级。

(五)广泛宣传绿色经济。

加强宣传教育,通过多种渠道和形式普及智能建造和绿色经济的基本知识;举办专题讲座、学术会议和实物展览,邀请专家解读智能建造和绿色经济的最新动态和科研成果;在学校教育中增加相关内容,从小培养公民环保意识和创新意识;通过媒体报道和案例分析,让公众看到智能建造和绿色经济的实际效果和长远价值;鼓励公众参与智能建造和绿色经济的实践项目,如社区节能改造、智能建筑体验等,增强公众的参与感、获得感和认同感。

综上,“双碳”目标下智能建造与绿色经济的融合是建筑行业实现转型升级和经济社会高质量发展的必然选择。当前,智能建造在技术集成、数据安全、标准规范等方面存在诸多挑战,通过加强技术创新、政策支持、标准规范和人才培养等方面的工作,智能建造必将在绿色经济中发挥越来越重要的作用,为人类创造更加美好的居住和生活环境。建筑行业应加强技术创新和人才培养,共同推动智能建造与绿色经济的融合发展,实现经济、社会和环境的可持续发展目标,为推动我国经济社会的绿色低碳发展做出重要贡献。

参考文献

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