[分享]沈祖炎院士：土建行业未来发展趋势

今天我的讨论题目是《土建行业未来发展趋势》，这是个行业性的问题。我们的研究生毕业之后大多都会去土建行业工作，我们应该对未来土建行业发展有个数。这对我们研究生阶段的学习和毕业后的工作都有一定的用处。因为今天的题目比较大，相应的资料比较少，所以希望大家一起来讨论这个话题。

我会讲六个方面的问题：第一是土建行业发展的现状和趋势，第二是绿色土建工程，第三个是新型工业化建造，第四是土建行业土建工程信息化，第五是技术发展策略，最后是关于复合型人才的成长。

二、绿色土建工程

第二个问题是绿色土建工程。绿色建筑的背景呢，是最近兴起的，绿色是“十八届五中全会”提出的国家五大发展理念之一。土建行业的发展理念就是要发展绿色土木和建筑。绿色建筑或者绿色土建不是一个单一的工程，而是一种发展理念，绿色的理念。土木也好，建筑也好，这个行业应该是绿色的。那么什么叫绿色呢？按照国家的要求，应该是四个坚持。第一、坚持节约资源和保护环境的基本国策；第二、坚持可持续发展观，如果我们21世纪不考虑可持续发展，那么我们将会无材可用，也就不能可持续发展了。所以现在我们必须坚持可持续发展，这对于我们或者我们子孙都是友好的；第三、坚持符合资源节约型、环境友好型社会的要求，我们今后的社会都会建成资源节约型、环境友好型的；第四、坚持形成人与自然和谐共生，我们不能去破坏自然，我们去破坏自然，自然也会对我们进行报复，我们很多病和灾害都是自然的报复。这个绿色的理念就是这四个方面，很抽象的。我们现在的工程很多都是不符合这四个方面的，以后我们的建设将会朝这方面发展。

那么，我们国家对绿色建筑的定义是什么呢？这个定义是在《绿色建筑评价标准》给出的。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，注意一下，一定是全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能，节地，节水，节材），就比如我们国家是很缺水的，南水北调不能解决根本问题。之前我们都说中国都是地大物博，现在我们都很慎重得去说这个了。然后，就是保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。我们今后会出现绿色建筑的评价标准。虽然现在不会处罚，但是过段时间如果不是绿色建筑，肯定会被处罚的。简言之，绿色建筑就是在全寿命周期内四节，就是节能，节地，节水，节材，还有环保，满足使用功能的同时与自然和谐共生。从占20%的国民生产总值就可以看出，绿色建筑的作用还是非常重大的。现在为什么工程师要注册呢，就是因为土建行业是关乎人类的生命安全的，是非常重要的。还有律师也是要注册，也是为了维护社会稳定的，还有比如会计师也是要注册的，因为关系到一个国家的经济运作。所以说注册也就是要符合国家要求才能去做相关领域的事务。土木行业的工程师，有结构工程师，设备工程师（水暖通之类）等，这个必须要有要求，不然一个国家的基础建设就乱套了。因为做错事了，注册后就要承担一定责任。

那么，绿色土建工程发展的战略地位与应用价值怎么来理解？我们先看看传统土建工程对人类环境的不利影响。第一点，人工建筑材料严重破坏自然资源，耗能大、碳排放量大。比如说我国2014年的水泥产量为24.7亿吨。这是一个什么概念呢，这是世界总产量的59%。它要消耗石灰石24.7亿吨，因为它的原材就是石灰石。还消耗水14.8亿吨、砂子49.4亿吨，二氧化碳排放24.7亿吨。第二个是规划滞后或多变，大拆大建，浪费资源，破坏环境。这个大家都看到了，我们国家最近都在谈这个事。第三个就是设计求异或保守，严重浪费资源。这里最突出的是我们的鸟巢，用钢每平方米720公斤，这个是一般大型建筑的3倍到4倍，这个不可能经济，浪费我们国家不少材料。包括我们的大剧院，大剧院的屋顶盖不知道浪费了多少钱，浪费了多少能源消费。用我们中国的钱来实现他们的名声。第四个就是建筑质量不过关，建筑寿命短。如：我国建筑寿命仅30年，美国74年，英国132年。寿命短有什么坏处呢，人家一个建筑造好后，我们这个建筑要造三次，才达到他们的寿命，而且我们的材料要比他们贵的多。所以我们传统的土木工程对人类环境影响是非常坏的，不用绿色土建的理念来改造的话，吃亏的还是自己。

绿色土建工程的应用价值在于能减少资源消耗，能降低能源消耗，并且能减轻环境污染。所以绿色土建工程发展的战略地位怎么来理解呢？它是可持续发展战略、建设资源节约型和环境友好型社会、建设生态文明等国家相关战略的重要延伸。

绿色土建工程的实施在全寿命周期有几个阶段：第一个是规划阶段。第二个是设计阶段，包括建筑设计，结构设计，设备设计。然后第三个是施工建造阶段。第四个是运行使用阶段即造好再用的过程。第五个是维护阶段。第六个拆除、再利用阶段。怎么样拆用料最少，最省能耗。

各阶段的实施者有：

规划阶段：注册规划师

设计阶段：注册建筑师、注册结构师、注册设备工程师

施工阶段：注册土木工程师、注册结构师

运行、使用阶段：注册土木工程师

维护阶段：注册土木工程师

拆除、再利用阶段：注册土木工程师、注册结构师

我们实施应关注的主要内容有：

第一个是绿色建筑材料和材料再生利用。我们搞结构的不懂材料是不应该的事情。我们应该明白选用什么样的建筑材料才是绿色的如：高性能混凝土、高性能钢材以及其它绿色建材和可循环利用。

第二个要关注的是绿色设计创新理念的贯彻和实施。如：“共享设计”的绿色建筑设计理论和“被动优先、主动优化”的解决之道等。我们有很多新能源出来看起来确实省了，但是产生新能源时候用了很多电能和其他方面的能量，加起来可能得不偿失，省下来的能源还没有用下去的能源多。比如太阳能，很多是外国人在做，但是真正耗能做的太阳能是在中国。很多东西要在全寿命周期内考虑合理还是不合理。

第三个是绿色施工技术和装备的开发如：结合绿色施工理念进行管理、施工过程中注重资源节约与环境保护等。

当然还有全寿命设计理念、提高耐久性新技术和新型防灾技术应用。

四、土建工程信息化

接下来我们讲土建工程信息化。建筑信息化是指：运用计算机、通信、控制、网络、系统集成和信息安全等技术，改造和提升建筑业技术、生产、管理和服务水平。而土建工程信息化主要就是BIM，BIM在建筑领域的应用有很重要的价值，BIM是多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达，BIM可应用于工程项目规划、勘察、设计、施工、运营维护等各阶段，BIM支持对工程环境、能耗、经济、质量、安全等方面的分析、检查和模拟，为项目全过程的方案优化和科学决策提供依据，BIM支持各专业协同工作、项目的虚拟建造和精细化管理，为建筑业的提质增效、节能环保创造条件，BIM应用作为建筑业信息化的重要组成部分，必将极大地促进建筑领域生产方式的变革，是建筑产业现代化的主要特征之一。BIM在建设单位可以发挥作用，如建立科学的决策机制、投资控制，建立BIM应用框架、建立BIM数据管理平台，施工监控和管理、运营维护和管理。它在勘察设计单位也可以发挥作用，比如实现信息的有效传递、对项目规划方案和投资策略进行模拟分析，构建满足各参与方使用要求的多专业信息BIM模型，进行节能、日照、风环境、光环境、声环境、热环境、交通、抗震等在内的建筑性能分析，并进行各专业之间的碰撞检测。它在施工单位的作用是指导建筑部品构件的生产以及现场施工安装，辅助工程预算的编制，对施工进度、人力、材料、设备、质量、安全、场地布置等信息及工程成本进行动态管理，实现可视化模拟和施工方案不断优化。它在运营维护单位发挥的作用是构建运营维护管理平台，支持大型公共建筑和住宅小区的基础设施和市政管网的信息化管理，实现建筑物业可视化管理，为工程健康监测提供信息支持，应用各类灾害分析、虚拟现实等技术，实现各种可预见灾害模拟和应急处置，与楼宇设备自动控制系统相结合，支持设备设施运行的动态信息查询和异常情况快速定位。

所以，BIM刚出现时我们称它为建筑信息模型Building Information Model，但使用一段时间后发现其用途不仅是一个模型，还有建模和管理等功能，其名称又有另外的叫法： Building Information Modeling或Building Information Management。从建筑工业化建造的角度，BIM还有进一步的功能，所以我们把它称为建筑一体化管理更为确切： Building Intergration Management。BIM的深度应用有望引起建筑工业化的第四次革命，BIM如果不与建筑工业化建造结合，也可以是建筑业管理方式升级换代的一种独立的重要方式，BIM如与建筑工业化建造有机结合，它的功能将会有质的变化，甚至可以引起建筑工业化的第四次革命。届时，新型建筑工业化建造将能在数字化信息技术控制的可自律操作的智能系统中进行。