土建行業(yè)還有沒有希望？總是被學(xué)生甚至學(xué)生家長(zhǎng)問及這樣的問題。用一句簡(jiǎn)單回答來概括的話：人類的建造史其實(shí)就是文明史的縮影，土木工程是最為歷史悠久的行業(yè)之一，早就成功地耗死了很多行業(yè)。只要人類還在地球上生活，這個(gè)行業(yè)就不會(huì)消亡。那么，這樣的焦慮來源于什么？對(duì)土建行業(yè)有什么樣的誤解呢？

行業(yè)創(chuàng)新的要素

首先，我們先來看看土建行業(yè)的創(chuàng)新有哪些要素。以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，歷史上經(jīng)典設(shè)計(jì)的創(chuàng)新多數(shù)都來源于新材料的涌現(xiàn)、新體系的暢想和新工藝的產(chǎn)生。以下圖為例，位于紐約的布魯克林大橋當(dāng)時(shí)采用了新型的索吊體系，使之成為橋梁設(shè)計(jì)史的里程碑。巴黎的地標(biāo)埃菲爾鐵塔大膽地提出了高度幾何組成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并結(jié)合當(dāng)時(shí)最主流的鑄鐵材料，在建造史上留下了輝煌的一筆。順便看一下，同期的大清正在遭受著帝國(guó)主義的入侵，很多優(yōu)雅的結(jié)構(gòu)被破壞，是民族的至黑時(shí)刻。

除了材料和體系的創(chuàng)新，土建行業(yè)與建造手段密不可分。在歷史上的三次工業(yè)革命中，第一次工業(yè)革命通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)了建造的機(jī)械化，大大改進(jìn)了人類建造的效率；第二次工業(yè)革命通過電力和流水線作業(yè)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)建造速度和規(guī)模又有了大幅提升；第三次工業(yè)革命通過電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，豐富了建筑行業(yè)數(shù)字化。但是，縱觀歷史不難發(fā)現(xiàn)，土建行業(yè)本身的創(chuàng)新是非常緩慢的，原因在于我們的失敗往往伴隨著房屋倒塌、人員傷亡，容錯(cuò)率是很低的。因此，當(dāng)一種新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝出現(xiàn)的時(shí)候，需要很長(zhǎng)的時(shí)間去改變?nèi)藗冞m應(yīng)已久的范式。在新一輪科技革命浪潮和工業(yè)4.0背景下，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為典型的新一代信息技術(shù)促進(jìn)建筑業(yè)從過去碎片化、粗放式的工程建造模式向工業(yè)化與信息化相融合的智能建造模式轉(zhuǎn)變，這是建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)變革與升級(jí)的歷史性機(jī)遇。如何將傳統(tǒng)的土建行業(yè)與工業(yè)4.0時(shí)代結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的跨越發(fā)展也成為了各國(guó)土建行業(yè)發(fā)展的重中之重。

智能建造的新需求

中國(guó)工程院于2018年發(fā)布了全球工程研究和開發(fā)前沿TOP10，其中智能建造及其3D打印技術(shù)高居工程開發(fā)前沿榜首。前段時(shí)間，除了“綠色發(fā)展”、“雙碳目標(biāo)”，“智能建造”也成為2021建筑業(yè)十大關(guān)鍵詞之一。作為傳統(tǒng)的高能耗行業(yè)，“低碳經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展目標(biāo)給土木學(xué)科的創(chuàng)新和發(fā)展提出了新的需求。

相較于傳統(tǒng)建造方式，新型建筑工業(yè)化科技含量水平高、高效節(jié)能和綠色環(huán)保。如預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)件的工廠預(yù)制，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，規(guī)?；纳a(chǎn)便于自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)少人化工地。相較于傳統(tǒng)的施工方式不僅更加清潔環(huán)保，而且效率更高、質(zhì)量更能得到保證。智能建造是通過與各領(lǐng)域?qū)W科交叉協(xié)同發(fā)展，結(jié)合BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3D打印技術(shù)、人工智能技術(shù)等，與信息化和工業(yè)化深度融合后，逐漸形成的一種新型建造模式。尤其是在以機(jī)械臂輔助建造為依托的數(shù)字建造領(lǐng)域，已經(jīng)涌現(xiàn)了大批高效的建造手段和方法。

雖然建筑工業(yè)化和智能建造是建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然趨勢(shì)，與國(guó)外智能建造技術(shù)的發(fā)展相比，國(guó)內(nèi)智能建造的發(fā)展還處于初級(jí)階段，面臨著諸多不足。比如，在基礎(chǔ)理論的發(fā)展方面，存在基礎(chǔ)研究能力不足，缺乏創(chuàng)新能力等問題；在智能建造設(shè)備的發(fā)展方面，仍過于依賴進(jìn)口；此外，國(guó)家雖然發(fā)布了智能建造的相關(guān)技術(shù)規(guī)劃，但是技術(shù)路線尚不夠清晰，國(guó)家層面的協(xié)調(diào)和管理尚待完善等。

土建行業(yè)正處在一個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)上，只要有需求就一定會(huì)存在，只要存在就會(huì)持續(xù)創(chuàng)新。隨著社會(huì)發(fā)展及城市化建設(shè)的完善，土建行業(yè)的發(fā)展迎來了更大的挑戰(zhàn)。智能建造技術(shù)為土建行業(yè)創(chuàng)新注入了新的活力。高校的智能建造專業(yè)也正在地毯式地在各大院校興辦。隨著國(guó)家對(duì)智能建造扶持力度的不斷加大，智能建造將成為引領(lǐng)未來的建造方式，為土建行業(yè)帶來新的變化。希望大家還是要對(duì)行業(yè)充滿信心。

END

來源于多樣化結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室VSL

撰寫：姚顯花

排版：馬文千

審核：胡? ?楠