近年來，建筑、工程和施工（AEC）行業(yè)持續(xù)面對不斷變化的發(fā)展趨勢，同時新冠肺炎疫情迫使許多行業(yè)改變發(fā)展方向，AEC也不例外。后疫情時代疊加應對氣候變化的要求，目前，AEC行業(yè)的發(fā)展變化需引起重視。

應對氣候變化呼吁施工脫碳化

(資料圖片僅供參考)

當前，約56%的人口即44億居民生活在城市。預計到2050年，城市人口將在當前規(guī)模的基礎上翻番。城市人口激增要求發(fā)展新城市，這意味著要建設新的基礎設施。然而，建造新設施會消耗大量原材料，同時產(chǎn)生約39%的碳排放。因此，施工行業(yè)的參與者勢必要對施工過程進行脫碳處理，減少對氣候造成的負面影響。

碳數(shù)據(jù)庫強化建料低碳管理

施工用鋼材和混凝土是隱含碳的主要來源，以更低碳的方式管理這些材料來源有助于遏制碳排放。因此，AEC行業(yè)需與這些材料制造商聯(lián)系。相關機構創(chuàng)建了多種提供建筑產(chǎn)品詳細技術描述的服務和數(shù)據(jù)庫，幫助用戶跟蹤各個制造商，隨后基礎設施組織就可以對供應商和材料做出明智的選擇。建筑隱含碳計算器（EC3）和One Click LCA是領先的數(shù)據(jù)庫工具，支持用戶評估供應鏈數(shù)據(jù)以及低碳方案的規(guī)范和采購。

基礎設施工程軟件公司Bentley研發(fā)的BentleyiTwin平臺是創(chuàng)建和管理數(shù)字孿生模型的基礎，可以與EC3和One Click LCA集成，支持用戶獲取使用iTwin報告平臺創(chuàng)建的工程估算報告，并將它們導出至EC3或One Click LCA，這方便了對基礎設施項目進行全生命周期分析。Bentley iTwin平臺賦能用戶整合使用多種設計工具創(chuàng)建的工程數(shù)據(jù)，用戶能通過這種集成導出設計數(shù)據(jù)摘要，洞察基礎設施項目的環(huán)境影響。

·實施關鍵的設計變更

除選擇適當?shù)氖┕げ牧贤?，建筑師也應在設計中實施其它直接措施以減少建筑碳排放量。例如在地面建造停車場建筑結(jié)構就優(yōu)于建造地下停車場，因為后者的碳排放量明顯更高。

·推動面向制造的設計

非現(xiàn)場制造是提高施工生產(chǎn)效率的有效方法，有助于加速脫碳。在受控的工廠環(huán)境中，使用室內(nèi)設施制造模塊化組件，然后在施工現(xiàn)場裝配起來，可以減少浪費，有助于控制碳排放量。同時，這種操作也減少了交通量，進一步降低了施工現(xiàn)場的整體環(huán)境影響。

·提升使用標準化組件的興趣

近年來，人們對施工組件標準化的意愿一直在提高。Bentley開放平臺的許多用戶開始將標準化組件導入Bentley組件目錄，以便獲得這些組件的數(shù)字視圖。相關人員可以對這些標準化對象的材料相符性和可建造性進行審查和批準。用戶可以自信地選擇它們，確保它們符合項目要求。

數(shù)字孿生助力建筑業(yè)脫碳

每項基礎設施資產(chǎn)都有隱含碳，在建筑施工過程中會被排放出來。此外，在日常的經(jīng)濟活動中，當商業(yè)目的或內(nèi)部功能發(fā)生變化時，為設施提供動能以適應變化，會產(chǎn)生運營碳。

在執(zhí)行碳生命周期評估時，專業(yè)人士會考慮采用“從搖籃到大門”或“從搖籃到墳墓”的方法。在“從搖籃到墳墓”的實踐中，用戶必須考慮到建筑物一經(jīng)拆除，其生命周期就將結(jié)束，而且這些行動將產(chǎn)生包括回收材料的碳成本。在“從搖籃到大門”的方法中，用戶考慮的是改造或改裝，這在碳排放方面具有重要意義，且設施的生命周期可能不止一次。這兩種方法都是循環(huán)概念的一部分。那么，設計師是否應在最初的設計規(guī)劃中考慮適應性和靈活性，在碳排放方面降低“大門”階段的變更成本，從而延長設施壽命，并確保拆除需求與當前一樣？

設計階段的早期規(guī)劃有助于控制建筑產(chǎn)生的運營碳排放量，可以從能源和材料考量角度評估若干布局方案，降低全生命周期和運營成本，支持專業(yè)人員選擇最環(huán)保的方案。對于必須考慮的隱含碳，不僅在初始施工階段，也包括在改裝和改造階段。在改造和改裝期間高效獲取及檢索材料、信息，即產(chǎn)生了“建筑即材料庫”的概念；基于可復用的建筑設計和材料，便產(chǎn)生了關于材料重復利用和回收的信息。

OpenBuildings Energy Simulator——Bentley的OpenBuildings Designer能源分析功能支持工程師、建筑師和設計師將照明、熱能和太陽能分析集成到工作流程中，并賦予他們開發(fā)可持續(xù)建筑的能力。用戶可以預測能源特性和燃料效率，同時分析不同施工材料的熱屬性，設計更節(jié)能的建筑，減少運營期間的能耗。

在幫助現(xiàn)有建筑脫碳方面，數(shù)字孿生可以發(fā)揮重要作用。業(yè)主和設施管理者可以使用OpenCities 365（面向城市和園區(qū)的Bentley基礎設施數(shù)字孿生解決方案）和Microsoft Cloud創(chuàng)建實體資產(chǎn)的數(shù)字孿生模型。通過集成數(shù)字孿生與物聯(lián)網(wǎng)傳感器和設備，業(yè)主和設施管理者可以全面了解使用建筑，并通過降低各個組件和系統(tǒng)的能耗來減少環(huán)境足跡。同時，用戶可以了解建筑的碳生命周期，預測資產(chǎn)生命周期內(nèi)的未來碳排放，幫助他們針對建筑的擴建或改造計劃做出明智的決策。

新型工作方式呼喚開放性和協(xié)作

長期以來，數(shù)據(jù)互用性或圖形和非圖形數(shù)據(jù)在軟件應用程序或技術平臺間的傳輸是行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。在后疫情時代，云平臺等新技術平臺的采用改變了技術格局，同時增加了推動開放性的重要性。此外，各行業(yè)也在更多地尋求新的工作方式。

國際基礎類 (IFC) 標準一直是解決上述問題諸多方法的核心?；谄湓?ISO 16739-1:2018的地位，它在典型的垂直施工領域應用了多年。IFC4.3 標準已遞交給 ISO 委員會，它將這種方法擴展到線性項目，如公路和鐵路，而這種拓展得益于buildingSMART組織為整合基礎設施所做的工作。在基于云的新興碳數(shù)據(jù)庫和計算器中，IFC標準是數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)流的核心，有助于行業(yè)推動施工項目脫碳。

疫情及遠程工作模式的后續(xù)變更將帶來許多挑戰(zhàn)，采用更好的工作共享方案可以應對這些挑戰(zhàn)，如ProjectWise及具備ProjectWise Drive的ProjectWise 365便將發(fā)揮很好的作用，后者既有ProjectWise協(xié)同式通用數(shù)據(jù)環(huán)境平臺的強大功能，又具備 Microsoft OneDrive文檔平臺的便捷性。

當前，許多用戶已經(jīng)認識到Bentley iTwin平臺的優(yōu)勢，它可以整合工程數(shù)據(jù)及來自企業(yè)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和數(shù)據(jù)湖的數(shù)據(jù)。iTwin.js是開放的平臺，具備已發(fā)布的免費應用程序界面，并且可以擴展，便于用戶創(chuàng)建與其它可用系統(tǒng)的集成。一個突出的例子是其能連接到外部API，如One Click LCA和EC3支持直接從iTwin向One Click LCA/碳計算器發(fā)布數(shù)據(jù)。更多供應商發(fā)布或打開API，將推動開放性和工作共享。

此外，推動開放性與協(xié)同工作的例子還有通過Bentley iTwin平臺連接到 NVIDIA的Omniverse平臺、Unity引擎平臺和Unreal引擎平臺。這些全部都是功能強大的協(xié)同工作平臺，在設計行業(yè)用于交付更高效、更可持續(xù)的解決方案。

MR技術顛覆傳統(tǒng)施工方式

混合現(xiàn)實 (MR) 將增強現(xiàn)實(AR)與虛擬現(xiàn)實(VR)結(jié)合，為施工行業(yè)帶來新優(yōu)勢。通過MR頭戴式耳機，建筑師和工程師可對模型或施工現(xiàn)場進行虛擬游覽，其中一個案例就是ITER項目。工人也可以通過MR頭戴式耳機聆聽和觀看分步安裝和維修說明，然后將這些信息應用到工作中。

利用MR控制遠程設備的AEC專業(yè)人員，或使用MR遠程監(jiān)控HVAC、照明和訪問控制系統(tǒng)的業(yè)主運營商都是應用這些先進技術的優(yōu)秀案例。通過激光掃描或攝影測量獲取現(xiàn)場或現(xiàn)有建筑數(shù)據(jù)，將其輸入到人工智能和機器學習支持的應用程序中，自動標記設備或資產(chǎn)，可在減少人工干預的同時，確保更高的準確性和節(jié)省時間。

總之，MR技術在AEC行業(yè)非常有發(fā)展前景。但需要注意的是，MR技術更廣泛的普及，將依賴于行業(yè)是否準備好開啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型及技術本身的成熟度。