当前正处于新一轮的科技革命和产业变革阶段，大力推进工程技术创新，加快培育和发展新质生产力，是工程企业穿越周期，重构发展方式，转型升级的必由之路。数字化转型加速，物联网、大数据、人工智能等新兴技术涌现、传统的手工和机械化操作向智能化和自动化转型、绿色建筑研发等正引领行业走向未来。

建筑行业作为国民经济的重要支柱之一，既承载了城市化和基础设施建设的重任，也面临着全球化、技术进步和可持续发展带来的挑战。当下，建筑企业面临着几个主要问题：

一是节能减排与环保的战略要求。建筑行业属于高资源消耗型行业，消耗大量水泥、砂石、钢材、木材等自然资源的同时也产生了大量的建筑垃圾、温室气体，对环境造成了极大的负担。随着全球环保意识的增强，各国都在推行节能减排政策，建筑行业成为应对碳排放和可持续发展目标的重点领域。建筑企业不仅要应对资源短缺问题，还要承担环保责任，减少对环境的破坏。

二是劳动力短缺和技能提升需求。一方面新生人口数量逐年降低，人口老龄化趋势日趋显著；另一方面建筑行业由于工作环境较差，社会保障方面不够完善，新一代的年轻人对从事建筑行业的兴趣较低，导致建筑企业面临着严重的劳动力短缺问题。同时，随着建筑技术的不断进步，新型建筑如智能建筑、绿色建筑对施工人员的技能提出了更高的要求，但现有劳动力技能提升的速度滞后。

三是业务规模收缩与市场竞争白热化。一方面，大型房地产企业接连暴雷，房建业务下滑明显，连锁反应，地方政府债务压力加剧，建筑行业整体投资增速下降。另一方面，截至2024年6月，全国有施工活动的建筑企业数量高达15万家，随着业务量收缩，狼多肉少，市场竞争激烈程度可见一斑。

“十四五”时期的技术创新主要围绕建筑行业面临的发展难题，旨在助力行业跨越周期，实现可持续发展。当前，这些技术取得了一定的进展和成效，但仍存在一些待攻克的问题。

▌1. 绿色建筑 

近年来，随着“双碳”目标和国家政策的推动，我国绿色建筑发展迅速。截至2023年，我国绿色建筑累计竣工面积已突破30亿平方米，市场规模逐步扩大，覆盖了公共建筑、住宅和工业建筑等多个领域。随着技术创新，绿色建筑的设计、材料和施工技术得到了大幅提升，例如太阳能光伏技术、节能玻璃、雨水回收系统等在绿色建筑中得到了广泛应用。

存在的问题：一是初期成本高，目前节能环保材料和先进的技术设备成本仍较普通材料高，增加了初期成本；二是技术集成度不高，绿色建筑涉及多种节能和环保技术，但在实际应用中，技术之间的集成和协调仍有待提升。尤其是智能控制系统、节能设备和建筑设计的无缝集成尚需改进；三是维护与管理复杂，绿色建筑技术复杂，对后期的维护和管理提出了更高要求，且部分项目缺乏专业的运营维护团队，导致长期效益未能充分体现。

▌2. 装配式建筑

国家和地方政府出台了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》等政策，鼓励新建项目采用装配式建造方式，部分地区甚至将其作为建设项目的强制性要求。装配式建筑的应用从最初的公共建筑逐步扩展到住宅、商业和工业建筑。到2023年，装配式建筑市场占有率稳步提升，尤其在城市更新和保障性住房建设中得到广泛应用。随着建筑信息模型（BIM）和智能制造技术的发展，装配式建筑的设计、生产和施工流程逐渐实现了数字化和自动化。

存在的问题：一是设计与施工衔接不畅，装配式建筑的设计与施工环节密切相关，要求设计阶段就要考虑到构件的预制和现场装配。然而，当前部分项目在设计阶段与实际施工之间仍存在脱节，影响了施工质量和效率；二是生产标准化不足，装配式建筑的构件预制需要高度标准化的生产流程，但目前我国的预制构件生产企业在标准化方面尚未完全统一，不同厂商之间的产品质量和规格不一，影响了项目的一致性；三是运输和安装难题，预制构件的运输和现场安装对物流和技术提出了较高要求，尤其在大型建筑项目中，如何高效、安全地完成运输和安装仍是技术难点。

▌3. 智慧工地

智慧工地利用物联网（IoT）、大数据、人工智能（AI）等技术，实现施工现场的数字化管理和智能化操作。智慧工地的主要应用包括施工进度监控、安全管理、设备监控和人员管理等。智慧工地技术在全国范围内逐步推广，尤其是在大型基础设施项目和复杂建筑工程中，智慧工地成为项目管理的重要工具。通过智慧工地平台，施工企业能够实时监控施工现场的各类数据，优化施工计划，提升管理效率，降低安全风险。多个地方政府出台了智慧工地建设指导意见，推动建筑行业信息化和智能化转型。

存在的问题：一是数据孤岛现象，智慧工地涉及大量设备和系统的集成，但由于技术标准和平台不统一，数据之间难以互通，形成“数据孤岛”；二是技术成本较高，智慧工地的初期建设需要投入大量资金用于设备安装、系统开发和数据维护，尤其对于中小型建筑企业而言，这一投入负担较大；三是数据安全问题，智慧工地产生的海量数据如果未能妥善管理，容易遭受网络攻击和数据泄露，给企业带来信息安全风险。

▌4. 施工自动化技术

施工自动化技术包括使用机器人、无人机、3D打印等设备和技术来代替或辅助人工完成建筑施工过程。自动化技术在施工中的应用有助于提高效率、保障安全并减少对人工依赖。建筑机器人已逐步应用于砌砖、抹灰、焊接等工序，能够提高工作精度并降低人工操作中的误差。无人机在建筑施工现场的进度监测、安全巡检和地形勘测中得到广泛应用，能够实时提供高质量的数据支持。3D打印技术虽然还处于探索阶段，但其在建筑构件的定制化生产和特殊环境建筑中的应用潜力巨大。

存在的问题：一是技术成熟度不足，部分技术（如建筑机器人、3D打印）在实际施工中的应用仍处于初期阶段，尚未达到大规模推广的水平；二是成本与投资回报率的问题，自动化技术的研发和设备成本较高，对于中小企业而言，往往使用频率不高，投资回报率较低，吸引力不足；三是设备适应性差，施工现场环境复杂多变，现有自动化设备在面对恶劣天气、复杂地形等情况下的适应性较差，限制了其在不同场景中的应用。

▌5. 数字化转型

数字经济已经上升为国家发展战略，建筑行业数字化转型势在必行。当前建筑行业数字化取得了一定进展，一方面，许多建筑企业，尤其是央企积极布局推进企业数字化转型工作，像中国建筑、中国铁建、中国交建及中国中铁等都制定了数字化升级战略，并建立组织体系推进重点数字化项目进程。另一方面，相关技术的发展与运用，像BIM技术、云计算与大数据等技术在建筑企业的设计、施工、运营等环节逐步运用，提升项目的管理效率和企业的决策能力。

存在的问题:一是数据基础条件薄弱，建筑业本身数据体量大、数据类型复杂，当前仍缺乏相对统一的数据标准与规范，数据沉淀及流转的根基均不扎实，工程数据可利用率低；二是业务协同能力不足，建筑行业的业务类型多、供应链复杂，如何在整个产业链中实现高效协作、降低延误和成本控制，提升效率仍是需要攻克的问题；三是技术应用能力不足，在BIM、大数据、云计算等新兴技术领域，缺乏足够的专业人才支持，员工对新技术的认知和应用能力有限，影响了数字化技术的实际落地。

面对当前建筑行业所处的下行周期，笔者认为建筑行业未来在技术创新方面仍将围绕绿色化、智能化和数字化方向发力，进一步完善相关技术不足，攻克十四五时期掣肘的技术难题。

绿色建筑方面，未来将继续发力新材料和智能节能技术的研发，加大环保和可再生材料使用，如可回收混凝土、低碳钢、以及新型复合材料等，以减少对环境的影响，同时研发更加轻质高强的绿色新材料。智能化的能源管理系统将成为未来绿色建筑的标准，通过太阳能光伏一体化、智能照明、节能空调等技术，最大化建筑物的能源利用效率，实现碳中和目标。

装配式建筑方面，未来研究方向一是继续探索3D打印、工业机器人等技术在预制构件生产中的应用，提升构件定制化及标准化生产的能力和效率；二是研发专用的自动化装配设备和连接技术，提高现场施工效率，减少人工依赖；三是进一步拓展物联网技术、数据分析平台等对装配项目的监控和管理。

智慧工地方面，未来发力方向一是物联网的全面覆盖，优化传感器部署和数据采集，涵盖施工现场的设备、人员、环境及安全监控；二是BIM技术与智慧工地系统深度集成，真正实现从设计、施工到运营全流程的智能化管理；三是利用5G高速传输和边缘计算技术，构建实时的高频数据传输和计算架构，支持海量数据的即时处理和分析，尤其是无人机、智能巡检、机械设备的实时监控与远程操控。

施工自动化方面，一是研发多功能施工机器人，能够胜任砌砖、焊接、混凝土浇筑、钢筋绑扎等多种复杂工序的自动化施工任务，同时提高机器人的适应性和灵活性；二是研究通过无人机和自动化设备进行地形勘测、施工监控、物料运输等任务，提升设备的自主性和智能化水平；三是研发基于机器视觉、激光扫描和人工智能的自动化质量检测系统，实时监测施工质量，识别潜在的施工缺陷和问题，提前预警并自动生成修复方案。

数字化转型方面，一是继续着力开发基于云计算的项目管理工具，建立跨行业、跨部门的数字化协同平台，支持多方实时协作和信息更新，打破沟通壁垒；二是开发标准化的BIM应用模板和平台，促进信息在不同参与方之间的无缝对接，减少数据孤岛现象；三是移动和云技术的深度整合，推进移动应用与云服务的无缝对接，实现现场数据实时上传与管理，解锁现场办公场景。

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