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數字賦能建筑未來:人與機器的全新融合 | 訪同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院副院長袁烽
2021-08-25

建筑時報 8月2日

以下文章來源于上海市建筑學會 ,作者SIACW

· 編者按 ·


今年9月,上海將首次舉辦國際建筑文化周,聚焦“五個新城”“城市更新”“數字賦能”“低碳革命”四大主題,遍請建筑名家品評國內外城市的精彩案例,立意深遠。上海作為國際大都市,是中國對外文化交流的重要窗口,期待這次的文化周,上海能夠引領建筑文化潮流。來自全國各地的院士、大師、行業(yè)專家也對文化周寄予厚望,并希望活動能打破行業(yè)壁壘,讓更多的市民參與其中,在學習建筑文化的同時,更加熱愛他們所生活的城市。




袁烽

Yuan Feng


同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院副院長



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袁烽,同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院副院長,博士生導師;麻省理工學院(MIT)客座教授;墨爾本皇家理工(RMIT)客座教授;弗吉尼亞大學(UVA)杰弗遜教席教授。研究領域包括建筑設計與理論,數字化設計方法,數字化建造技術,性能化設計,生態(tài)與低碳建筑設計,大型公共建筑設計,觀演建筑設計。專注建筑數字化建構理論、建筑機器人智能建造裝備與工藝研發(fā),并在多項建筑設計作品中實現理論與實踐融合,推廣數字化設計和智能建造技術在建筑學中的應用。曾多次受邀在哈佛大學、麻省理工學院、哥倫比亞大學、密西根大學、蘇黎世聯邦理工大學等校講座,其設計屢獲國際、國家級各類獎項,曾多次受邀參加國內外展覽,作品被紐約現代藝術博物館(MoMA)等多個博物館收錄為永久館藏。


袁烽于2003年成立上海創(chuàng)盟國際建筑設計有限公司,主創(chuàng)設計團隊注重數字設計的教學及建造試驗與實際項目相結合,理論研究與實際項目的并行與互補發(fā)展是創(chuàng)盟國際的一大特色。

數字賦能建筑未來:

人與機器全新的融合


        ——訪同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院副院長袁烽


過去兩百年,人類經歷的人類世,不但正在徹底改變著地球地貌,還在深度改變著人與自然的關系。狹義的人本主義正在接受反思,如何健康地建立人與我們生活的地球的關系,正在被我們所經歷的疫情、水災等不斷警醒?;蛟S我們已經走入后人文時代,物質的意義正在被重新定義,多維信息與物質世界的深度耦合,正在定義著一個全新的未來世界。對于建筑學這個古老的產業(yè)與學科來說,我們義無反顧的傳承歷史、延續(xù)文化,也更應當環(huán)顧身邊的自然與世界的可持續(xù)發(fā)展。在過去四十年,中國經濟建設的迅猛發(fā)展,讓建筑業(yè)成為了切實影響我們生產、生活的重要內容。然而,隨著全球變暖以及建筑業(yè)過度資本化的進程,我們正在經歷從粗放型數量增長向高質量低碳發(fā)展的轉型。


同濟大學教授袁烽十多年來致力于數字設計與建造領域的研究與實踐。作為研究型建筑師,他長期關注數字科技引領下的實驗性研究與探索,思考數字賦能對整個建筑行業(yè)帶來的全新動力以及發(fā)展意義。在首屆上海國際建筑文化周即將舉辦之前,我們特地就數字賦能專題,采訪了袁烽教授。



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Q

即將于9月舉行的上海國際建筑文化周,數字賦能是其中一個重要的主題,您如何評價?

袁 烽:對于現在的建筑業(yè)來說,數字賦能是非常及時的重要話題,因為它不僅僅帶來工具與方法的革新,更重要的是為建立整個建筑行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展帶來重要的推動力。


一直以來,建筑業(yè)是個勞動力密集型產業(yè),無論設計還是建造都是如此。正如麥肯錫對二十世紀所有行業(yè)生產力進步指數的評價,建筑業(yè)的發(fā)展進步和農業(yè)一起,成為最為難以快速進步的行業(yè)。如今建筑學作為一個文理兼?zhèn)涞膶W科,正在轉向融入這個數字化的時代。


數字賦能,首先是將科技的內容與發(fā)展融入到建筑學的過程,技術發(fā)展的融入或許只是一種表象,建筑效率、效能以及質量的提升背后,其實還有如何科學實現可持續(xù)發(fā)展、低碳等社會目標的問題。比如,低碳化目標的設計背后蘊藏著大量的計算性設計,因為計算性設計可以更加精準地讓建筑與環(huán)境、建筑與人的行為建立更好的聯系,這樣就可以將人的體驗與情感轉移到一種空間的物質形態(tài)。這種數字化的設計過程,既是一個前瞻性的預測與設計,又是一種評價,更是一個從優(yōu)化到精準建造的過程。所以,數字賦能其實對整個行業(yè),包括設計院下一步的發(fā)展,建造企業(yè)下一步的發(fā)展,以及建筑全生命周期的運營都會產生很重要的影響與意義。


現在關于數字賦能存在著幾種討論:數字賦能是不是一種重技術、輕文化的內容?其實我在去年也提出了很多相關的理念,我們稱之為“后人文時代”。這個時代的特點是把人文與數字化技術有效的融合,不僅僅是把表象的數字手段表現出來,更是要通過數字化思維來重新理解傳統,理解當下,理解我們?yōu)楹紊婧腿绾紊娴膯栴}。


數字賦能,是一種數字人文主義,這并不是“反人文”,而是一次“再人文”?!霸偃宋摹钡倪^程,就是要重新理解人與環(huán)境、人與自然的關系。這種關系中,以前我們屬于被動的,看天吃飯,有災情就抗災,但是隨著現在新科技發(fā)展,我們可以更好地預測未來,包括從宏觀全球化尺度,從微氣候尺度,從建筑高性能的角度,如何節(jié)省材料、節(jié)省建設周期,這些都可以做到非常精準的控制。而這些思路在設計早期引入比晚期引入要更有意義。所以,數字賦能應該更早地從設計階段就能介入,并能引領對整個建筑行業(yè)未來的健康發(fā)展。


數字賦能在行業(yè)里影響最大的是設計院。在過去30年房地產的發(fā)展中,設計院里大量的工作變成重復性的工作。在大型設計企業(yè),大約有3000個設計師坐在電腦前面進行生產,已經完全可以定義成為勞動密集型的生產。設計師經過了很好的教育,接受了很多學習過程,但是現在生產方式還是處于一種“以人力換圖紙”的階段,沒有擺脫現代主義的資本驅動型生產的方式。如今隨著人工智能的發(fā)展,已經產生了很多替代的方式,像小庫科技XKool,一鍵回車的計算就可以替代很多低端的設計工作。所以,對于低端型的設計,數字賦能實際上是一種替代,倒逼設計院改進生產方式,掌握更多新的知識與工具,替代低端的工作,轉向更具創(chuàng)造性或者文化性的工作。


數字賦能,對施工單位同樣意義重大。施工單位以往都是靠農民工生產。但是現在工地上大部分的工人都是40歲以上的,甚至45歲以上,那么在未來的5~10年,建筑業(yè)將面臨著空前的“工人荒”。如果再靠原來的工人手藝,已經不能讓建筑業(yè)真正產生附加值。隨著人力成本的不斷提高,建筑安裝造價也會逐年提升,這也讓機器替代人的工作將成為更優(yōu)解;更重要的是,機器不僅可以替代許多人的工作,還可以超越人的工作。


數字賦能的方式,包括了人工智能、機器學習、機器人技術、智能感知與反饋技術、物聯網、區(qū)塊鏈技術等等,都會讓建筑產業(yè)更加高效地回應文化傳承問題以及環(huán)境友好等問題。在減少建筑業(yè)人力投入時,我們可以更高效地實現建筑性能提升以及建筑成本降低。


從運營方面看,現在建筑運營階段的能耗、碳排放還是有很大的優(yōu)化空間的。我們不僅要在建造過程中控制能耗,更重要的是在運營階段控制。如何引入可再生能源,讓建筑耗能下降?如何讓被動式的建筑更加有效?如何讓主動式的設計方式和被動式方式有效的融合?比如,現在大家都用空調,我們思考:如何提升空調本身效能?如何優(yōu)化空調的使用時間?能否根據人的習慣、空間情況進行設計和提升,以降低能耗?現在空調系統的自身提升進步非??欤浔澈蟮暮诵募夹g進步都來自數字化賦能。數字可視化、能源模擬、計算、建造、運維,都為建筑全生命周期帶來新內容。


未來的建筑業(yè),既有人的靈感,更有機器控制的精準性,所以它是人和機器全新的一次融合,我們稱之為“后人文”,就是融合的人文主義,高度體現了技術的可見性、技術的洞察力,以及技術對于所有解決方案最優(yōu)化的一種能力。


數字賦能,既是一個建筑本體內容,更是現在碳達峰、碳中和目標背后的一個重要的支撐點。它是底層的、共性的技術,對整個建筑行業(yè)來說至關重要。本屆的上海國際建筑文化周,數字賦能作為其中一個主題,建議能展開更深入的討論,吸引更全面的話語進入行業(yè)中,讓思想與進步一直桎梏于文化和形式本身的建筑行業(yè),能夠重新看到新本質、新責任與新目標。


Q

從同濟“數字未來”夏令營的“橋”,到臨港、威尼斯雙年展展示的裝置作品,再到烏鎮(zhèn)的互聯網之光博覽館,這些人機協作建造的建筑物體量越來越大,這是不是數字建造技術不斷迭代的結果?

袁 烽:我的身份既是研究學者,又是實踐者。實踐型建筑師和研究型建筑師有所不同。研究型建筑師更加關注于實驗性、批判性的思考。職業(yè)建筑師可以去做更宏大的、更成功的超大型項目。學者的責任可能更多的是生產思想,高校的意義就在于能夠有新知識產出,這樣才會引導整個實踐產業(yè)向未來發(fā)展,這就是研究型建筑師與實踐型建筑師的最大的不同。


同濟每年都在組織“數字未來”的探索,至今已經有11年。同濟建筑設計研究院、全筑股份、一造科技等都在支持這個活動。疫情之后,報名人數不但沒有減少,去年達到了近9000人,今年也有大概近8000人報名。這個活動是全球性的,已經不是單方組織的,我們今年109個工作營,遍布各大洲。大家把“數字未來”當成了一種數字文化傳播在做。其中我們也開展了很多實驗性工作,我們每年1~2個項目展示,比如“橋”。這些都是探索數字化設計和機器人建造技術的可能性。隨著活動的開展,我們的團隊在全球也有了相應的影響力,尤其是在機器人建造方面開發(fā)了自己的軟件和硬件,也做了大量的實踐。我們做的建筑實踐不是以體量大小來考量,關注的不是項目大小,而是我們所生產的知識和思想能不能實現的問題。更多的實驗性,是為了探索建筑設計與建造產業(yè)的不同可能性,我們一直在探索,這也是我們高校里研究型建筑師的立場。


Q

目前很多企業(yè)正在研究數字化轉型,但是相關的報告顯示,很多企業(yè)困在數字化轉型的初級階段,不知道您對這方面有沒有關注?

袁 烽:現在行業(yè)比如扎哈事務所、諾曼·福斯特事務所等全球知名設計公司,他們下面都有數字設計小組,人也不多,就10個人左右。諾曼·福斯特事務所里有一個Smart Geometry小組,就是做幾何研究的。這類公司把數字賦能和轉型作為他們團隊里的先導部門,這些部門不但參與了大量的實際項目,也參與了大量的國際會議與學術交流??梢越洺T趯W界看到他們的身影,在UN Studio、BIG、SOM里都有類似的研究小組。


如今在國內,如果完全沉浸在市場里面,可能會難以自拔。新技術的降維打擊無處不在。現在雄安的CIM系統,是騰訊還是百度在做,而不是某個設計院了。當建筑師和設計院還沒有意識到建筑信息模型價值的時候,城市建筑模型信息已經被互聯網企業(yè)拿走了,而這其實是未來城市建筑最有價值的數字資產。沒有行業(yè)協議、沒有共有云存儲、沒數據結構,這些內容其實是一個系統化的產業(yè)結構,如果再狹隘地沉浸在簡單的物質建造里面的話,就會如“三體”世界,建筑業(yè)折疊不到一個時代的維度中去了。


設計院必定會尋求突破,但要有更長遠的視野和目標。數字賦能建筑行業(yè)的核心就是要投入,首先要有研發(fā)投入。研發(fā)投入開始可能是個體化的,后面可能是通過聯盟、協會來達成共識,之后就要聯手搭建平臺,所以它是另外一種意義上的集體與共享。融入和終身學習就是一個時代的特征,要終身學習、終身迭代,這是必然的。


另外,再大的設計院閉門造車都是問題,所以要以開放的姿態(tài)吸收高端人才。未來設計院里人才策略不是數量問題,而是質量問題。5個厲害的人創(chuàng)造的價值,有可能大于5000人創(chuàng)造的價值。這就要看領導者和決策者的能力、獲取和吸引人才的能力以及企業(yè)的行動力。它與實踐之間要找到一個結合點,這非??简炂髽I(yè)的決策、管理和運營水平。


Q

這方面是否需要很多跨專業(yè)的人才?許多設計院擔心和互聯網企業(yè)競爭人才戰(zhàn),您怎么看?

袁 烽:一定是跨專業(yè)的。其實我們經常會談到這個問題。建筑師雖然計算算不過結構工程師,材料比不過材料工程師,管理比不過企業(yè)管理,但是建筑師有一種最重要的能力,是一種設計思維主導的能力。建筑師就是文理兼?zhèn)涞?,既有人文的視野,又有算法和計算的能力,兩個方面的能力都具備。所以,我覺得以設計思維為主導的模式設計是未來設計院發(fā)展根本,其中人才戰(zhàn)略是未來設計院的核心。


Q

去年接受采訪時,您提到過去數十年,中國對于建筑數字化工具的貢獻為零。現在您在數字設計、數字建造方面研究這么多年,您對我國在這一領域的研究和發(fā)展,是否持比較樂觀的態(tài)度?

袁 烽:我覺得中國的文化一直是比較重視傳統傳承。人們常說現代主義發(fā)源于啟蒙運動,但是中國到底有沒有開啟現代性?大家對新技術的創(chuàng)新有沒有抱著足夠尊重的態(tài)度呢?


目前我們還是在比誰的橋跨度大,高層建得高,基坑挖得深,隧道挖得長,大多是技術集成。在現代主義早期或是二戰(zhàn)后的那段時間,西方也曾攀比過體量和規(guī)模,但現在更專注于某一具體領域和方向的突破上。這是值得我們思考學習的地方。要追求高質量發(fā)展,其本質就得依托科研和創(chuàng)新。

 

如今對于建筑師而言,要注重科技研發(fā)和創(chuàng)新,同時注重人文體驗和人文傳承,在這個過程中能否創(chuàng)造新知識是非常重要的基點。


采訪:《建筑時報》吳真平


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