"第四次工业革命对土木工程影响"之五

第四次工业革命将迎来建筑业的曙光

王蕊

北京交通大学土木学院硕士研究生

你印象中建筑工地是不是这个样子？尘土飞扬，钢筋林立，刚毕业进工地，在甲方监理面前跟孙子一样，在施工队面前跟狗一样，在检查组面前跟弱智一样。有人说房地产到达了巅峰，看谁会成为房地产最后的接盘侠，而作为学习土木工程的我，恰恰觉得这个行业的曙光才刚刚开始。在日常的扫地都已经可以由机器人代劳的年代，难道土木工程这个行业却依旧要与农业社会时期保持一成不变的模样吗？

第四次工业革命，德国提出了工业4.0，身为机械强国的他们希望把自动化的生产模式升级到信息化层次；美国提出了工业互联网，身为互联网强国的他们希望把信息化的交流模式扩展到自动化领域；而中国提出了两化融合中国制造2025，身为全方位发展的新兴大国我们希望走中国特色道路，在新时代提出自己的概念，引领下一个互联网+的潮流，实现“工业大国”向“工业强国”的转化。

传统行业的生存之道说白了就是质量，稳定的质量。而互联网时代的根本就是个性、定制、最新。在两个看似矛盾又难两全其美的概念下，不管是工业3.0还是传统行业都在遭遇瓶颈，需要大刀阔斧的改革。大家都在讨论第四次工业革命会给传统行业带来什么样的影响，其实我觉得根本是我们传统行业需要突破瓶颈、破茧成蝶，所以才会倒逼关于第四次工业革命战略的出台。

理清楚这个概念顺序后，接着讨论。如今车子可以自己跑了，太阳落下也依旧有光明了，就算是处在地球两端的人们也可以通过网络视频聊天了，那么第四次工业革命对我们普通老百姓来说到底能看到哪些变化呢？下面就针对我的专业，也是“巧妙”地躲开了前几次工业革命的土木工程来展开吧。衣食住行里，住、行，都是土木工程可参与的事件。而住，既是国民经济的重要支柱之一，或许也是很多人最昂贵的日常支出了。当建筑业与第四次工业革命相撞时会产生哪些奇妙的反应呢？

可能是由于专业的关系，对于挑选房子的标准，我肯定首先要考虑的就是它的可靠性，这点可以从三方面来理解：首先是它到底安不安全。毕竟对于像我这样的普通平民来说，买一个房子是件大事。除了上班和偶尔出去潇洒的时间外，还是最经常呆在家里，至少一天那几个小时的睡觉时间不会四处乱晃，我可不想睡梦中还要担心楼板会不会掉下来，墙会不会倒。那简直是噩梦。第二点就是它的适用性。现在高楼林立，对于住宅来说，十几层也不是什么罕见的事情。当你决定下来买一个高点的楼层，来呼吸一下上层少一点雾霾的空气，而有一天一个七级大风过来，你却感觉你在屋子里随风摇摆了，那时你会是个什么感受？这房子就算安全住着也不舒适啊。第三点就是它的耐久性。攒了几乎一辈子的钱买了个房，说好了产权期限是70年（虽然普通建筑的设计使用年限是50年，这也是我一直没有理解的一个事情），用个十几二十年的，楼板开始掉水泥，柱子上像长皱纹般出了一道道裂缝，就算专业人士告诉你这房子是安全的，就算你真的放心了，心里也会觉得被坑了吧。目前针对这几点，安全肯定能做到，但是否经济又安全不好说。至于后两点，规范都没说清楚，至于实际情况，那就凭你的选择吧。

很多人对建造房子根本不了解，特别是细节流程，只是单纯的知道一堆机器在工地里黑天白天不断地发出噪音。而很多隐患问题就是在那些你看不见的过程中产生的。如果你想建造房子，首先要有设计图纸，建筑师、结构工程师、暖通给排水工程师等等，都是要协同参与的。目前的基本流程就是建筑师设计完图纸给结构工程师，然后加入暖通给排水的布置。有问题了也只能凭空交流，修改效率低，还常常出现线路撞车的问题。好不容易图纸设计好了，和施工单位的接洽也是一件繁琐的事情。至于实际操作嘛，误差在所难免，再加上设计阶段几方面沟通的不完善，施工单位想从中捞油水，很多细节问题可能就凭一铲子水泥就给掩盖了。就算是一个经验丰富的甲方，也是很难算得清楚的。最后稀里糊涂地房屋交工、装修，你就住了进去。房屋70年的产权，试问人活70年还得经常体检呢，何况一个没有智能系统调节的结构呢？那么问题来了，房子什么时候检呢？检什么呢？如何检呢？一个设备可以有很多的监测数据，可对于体量大，数量多的建筑来说，目前的高精尖技术就算能完成一二，也没有飞入我们寻常百姓家，那检修的话也就只能是固定时间段来固定检测一些项目。还有一个很实际的问题：住了几十年，由于某些原因想修改房屋间隔和相关线路，结果图纸找不到，那改造的话也就只能凭经验和运气了。

几千年传承发展下来的造房技术，它的问题以上也说了很多，除了前期效率低，实施力度差，后期没保障外，还有很多隐形的相关问题。那么第四次工业革命相比于之前几次，能改进哪些呢？

BIM（Building InformationModeling），建筑信息模型。有了它，前期建筑师、结构工程师和暖通给排水工程师就可以同一个平台一起设计，出了问题可以在同一个平台修改，而且实时更新，不再会出现沟通误差的问题，而且模型是3D的，给人全新的视觉感。这样各种线路的撞线问题就不再发生。到了施工单位，不需要他们干预太多，计算机已经给出了合理的安排，哪怕是卫生间地面需要几块瓷砖都设计的分毫不差。这对于工程预算必然是一件好事，而且成本控制了，业主买房子的价格多少也会有所好转吧。后期BIM作为一个信息模型，它可是电子版的，以1212的形式存储于系统上，那不管再过多少年，只要需要，就可以看到，那就再也不用愁改造线路的问题了。

装配式建筑，简单来说就是像造汽车一样造房子。随着国民经济的发展，人们不再满足于简单的衣可蔽体，食可果腹，而是追求一种专属的特殊性。定制化，在衣、食上的实现相对来说是简单易懂的，在行上，汽车的定制化在工厂的流水线上也不再是一件难事。至于住，不论是混凝土巨人还是钢铁怪兽，它们的制造工艺就限制了它们与个性化的联系。爱幻想的人类渴望着像小时候搭积木一样创造属于自己的住宅，再加上比如战后房屋紧缺这样的现实问题，装配式建筑就诞生了。它在我国发展一段时间后因为一些原因停滞了，但现在，伴随着工人短缺问题的加剧，它也逐渐被一些大的房地产公司提上日程，但在我国推广，还需要更全方位的力量。

3D打印，这个概念想必大家都不陌生，但用它可以打印房子，这个可能听说的人不是很多。目前我国已经有了3D打印的二层单体房屋，但受到材料和施工工艺的限制，还不能把这种技术全面推进到所有的工地上。而且对于高层建筑来说，直接采用3D打印也是不现实的。还有一个概念就是VR，这个就不多做解释了，毕竟它的体验活动已经如火如荼的展开了。

上述是几个概念以及它们的理念，有些已经成为现实。比如德国作为机械制造方面的强国，他们的房子已经可以由业主自己选择款式，通俗点讲就是DIY房屋。公司运输、装配，同时还附带了使用说明书。中国在创造力和实践性上是丝毫不逊于德国的，中国的麻将机就和德国的自动铺路设备有着异曲同工之妙。如今中国的建筑工地上，也开始出现了6天建好一层，甚至19天建成57层主体结构的装配式建筑。随着第四次工业革命进程的推进，它们的整合与发展还可以达到但不仅限于以下的一些场景。

BIM与VR的碰撞，让业主在设计阶段就可以看到将来房子的全貌，并“身临其境”的参观每一个细节。如果有哪里不满意？一旁的设计师就可以即时修改参数，让业主看到他/她参与设计的专属自己的定制化住宅。再加上3D打印技术，BIM的参数化模型直接导入3D打印的系统，构件直接成批打印，让工期的预算完全控制在预期范围内，同时更可以进行优化以减少存储和运输的成本。当建筑像一个生命体一样随时可以监测到它的体征参数，对它的检测也就如同看病一样，既可以做到预防以增强“免疫力”，又可以做到治疗以延长寿命。同时结合工业化住宅内部空间布局可以改变的优势，让业主既可以拥有长寿的住宅，又可以摆脱一成不变的桎梏而满足他们瞬息万变的想象。

第四次工业革命可以给人类带来巨大的利益，但同时还有一个引人深思的问题：当机械化代替人工劳动力，建筑业目前所拥有的劳动力要何去何从？同时更高端的施工技术必然需要更高端的实施人才，而目前了解的尚在少数，当时代的浪潮真的席卷而来时，硬件设施是否真的能跟得上呢？虽然对这个行业的实际操作接触得很少，但至少关于这个专业，在学校也读了五年多的书，除了基础的公式和略知皮毛的几个软件外，真正能用在实践中的知识和技能已经很少了，再和工业化联系在一起就更加困难了。所以这必须是一场全方位的变革，不仅要变方法，变技术，更要让学校这个培养人才的地方走在时代的前列，这样才能在革命到来时，有足够的支撑来迎接它。