专辑策划之初，《建筑创作》杂志主编胡越、副主编张燕及本期编辑，共同采访了中国工程院院士丁烈云。

访谈的话题由北京大兴国际机场的数字化设计拓展到中国乃至世界范围内建筑建造领域的信息技术应用。作为建筑领域未来发展的一大趋势，数字技术的发展正在给从业者带来巨大的机遇与考验。

本文经录音整理，双方确认成稿。

丁烈云：中国工程院院士；中国建筑学会副理事长兼工程管理研究分会理事长；华中科技大学教授、博士生导师。

胡 越：全国工程勘察设计大师；北京市建筑设计研究院有限公司总建筑师；《建筑创作》杂志主编。

大兴机场是形式与数理的统一

胡 越：

丁院士您好，非常感谢您接受我们的采访。本期我们将聚焦于北京大兴国际机场，想就大兴机场的建筑设计尤其是数字技术的应用与您深入探讨。

2019 年9 月底，北京大兴国际机场正式通航。通航后，您有在大兴机场乘坐过飞机吗？如果仅从一名普通旅客的角度出发，您对大兴机场有着怎样的使用感受？

丁烈云：

其实在正式通航前我就去过。从功能的角度来评价，我最强烈的感受是，大兴机场具备完善的机场功能，始终以乘客为本，路径非常清晰。另一个感受是，大兴机场真的是一件非常吸引人的建筑艺术作品。只要时间充裕，每一次去我都希望早些到机场，总会感觉自己行走在一个巨大的艺术品当中，赏心悦目，那里能够让人忘却旅途的疲惫。

傅兴 摄

胡 越：

接下来我想回到专业范畴的探讨。您主编了《数字建造》系列丛书，其中一册就是《北京大兴国际机场数字设计》，能否请您就大兴国际机场的数字化应用在行业中的水平做一简单评论？

丁烈云：

《数字建造》丛书一共有12 册。在我写的第一册《数字建造导论》中，对“什么是数字建造”“数字建造的框架体系是什么”“数字建造包含哪些技术”“数字建造会给建筑产业带来哪些变革”这些问题做了阐述。导论之后还有设计卷、施工卷、运维卷以及实践卷。

这套书我们一共写了4 年。丛书快要完稿时，我跟建工出版社时任沈元勤社长说，希望丛书增加“北京大兴国际机场”一书，这样更能体现丛书的前沿性与先进性。北京建院高效工作，很短时间内就完成了书稿。

据麦肯锡报告数据显示，相比其他行业，数字化技术在建筑行业是比较落后的，这其中的原因是建筑产品大多是个性化的产品，而工业产品大多是批量化的产品。批量化意味着标准化，标准化就更容易应用数字化技术，并通过建模、仿真、分析，不断优化产品。

用模型来定义某种产品的技术，叫做MBD（model based definition），找到产品背后的数理逻辑，通过数理逻辑建模，设计、制造工业产品。对于个性化的建筑产品，要采取这样的办法难度是很大的。

近些年来，我们的非线性建筑越来越多了，自然也会想到借助于MBD技术进行建筑设计。之前的凤凰中心就是北京建院建筑团队的原创作品，是一个非常成功的非线性建筑。北京大兴国际机场是继凤凰中心后又一个极其成功的非线性建筑，它的建造技术也达到了国际新高度。

北京凤凰国际传媒中心 王祥东 摄

大兴国际机场在建筑造型上突破了欧几里得几何逻辑的限制，采取了一种造型生动的黎曼几何曲面逻辑，把我们的非线性建筑设计建造水平、结构设计水平以及施工水平都带到了一个新的高度。

王亦知 摄

机场的屋面板以及钢结构的流畅曲线，都是由一组一组的构件搭建出来的，单凭人工去画几乎是不可能实现的。撑起巨大屋顶的8 根C 型柱，显得十分轻盈通透，这也离不开数字化技术的支持。垂帘式的透光屋面既避免了太阳光直射带来的能源浪费，又能借助自然光满足照明要求……这些都是通过算法包括机器学习算法，通过编程找到的最优解或满意解。

王亦知 摄

王祥东 摄

傅兴 摄

从外形上看，北京大兴国际机场有着丰富的造型；从施工建造上看，北京大兴国际机场有着极高的精度。可以说，它的建筑设计更多的是算出来的，是形式逻辑与数理逻辑的统一，是目前这种超大型交通建筑的一个代表作，在全世界也应该占据着极其重要的地位。

下一个改变人们生活方式的智能终端或许就是建筑

胡 越：

此前我也参与过一些非线性项目，我认为在目前中国的建筑设计行业里，特别是在这种大型的超复杂的项目中，建筑设计的数字化技术应用有了长足的进步。另外，我也认为，数字化技术应该贯穿建筑设计的全过程，包括前期的策划、建筑设计、施工，以及最后的运维。

然而从目前的实践来看，各环节没有完全衔接好。针对这一现象，您有怎样的想法或者是建议？中国将如何突破这些瓶颈，让全过程数字化设计和数字化管理更上一个台阶？

丁烈云：

改革开放40 多年的发展中，有两点需要我们关注：一是高速的工业化，它带来了“大制造”；另外一个非常重要的是高速的城镇化，以及由此而来的“大建造”。工业化跟城镇化的是分不开的，工业所需要的生产要素聚集在城市，越来越多的人在城市生活，那么城市就要搞基础设施建设。

习总书记在2019 年新年贺词中提到：“中国制造、中国创造、中国建造共同发力，继续改变着中国的面貌。” 中国建造在我国经济社会发展过程中起了相当大的作用，功不可没。但就总体而言，目前我们还是一种粗放式的建造方式。比方说建筑资源的浪费，材料利用率低，建筑垃圾占到了城市垃圾的1/3，还有使用过程当中的高能耗等等问题，都是由粗放式的建造方式带来的。

那么怎么办呢？我觉得数字化设计与建造是一个有效的解决途径。

来源：网络

利用数字化技术、智能化技术，与工业化深度融合，从而形成我们中国建造的新型工业化道路。智能技术与数字经济是建筑业的发展趋势，也是世界经济发展趋势。

国家十四五规划部署了要发展数字经济，七个面向未来的前沿领域排在第一的就是人工智能。把智能技术和数字技术应用于各个行业，是我们今后应该要抓住的一个机遇。在这一点上，北京大兴国际机场是成功案例。
至于如何在设计施工运维全过程发挥数字化设计的作用，突破瓶颈，我觉得有4 个方面。

第一是设计理念的转变。设计一定要面向用户对房屋功能提升的需要。比方说商品房的精装修，我觉得这还不够，还要进一步实现健康住宅、绿色住宅功能。要把提供高质量的工程产品作为我们设计的一个理念，不能仅仅交付一个“裸”产品，更不能交付一个半成品。

第二是专业技术人员知识结构的完善。人工智能的到来对我们是一个冲击，而且信息技术的一大特点就是日新月异。比方说原来建筑设计要考虑综合布线，现在增加了各种传感器，无线的也来了，而且要形成网络，这就是物联网技术。我们要把日新月异的信息技术用到建筑之中。

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手机已经成为智能终端，汽车也正在成为智能终端，下一个改变人们生活方式的智能终端是什么？我认为可能就是建筑。

去年在乌镇举行的“世界互联网大会·互联网发展论坛”上，我报告题目就是“智能技术催生新的智能终端 ”，通过各种各样的数字化设备设施和智能算法感知人的不同需求，并且与云端丰富的服务资源相连接，构建满足人的多样化需求的智能空间。这是一种嵌入到建筑空间中的计算机系统，人在智能空间中生活和工作的过程也是使用计算机的过程。

前不久我读到一本书《零碳社会》，作者是杰里米• 里夫金（Jeremy Rifkin），他也是《第三次工业革命》和《零边际成本社会》的作者。他提到将物联网嵌入到建筑中，便组成分布式的智能建筑节点。这跟我上面提到的智能建筑终端不谋而合。

我们在建筑空间内的活动时间占到90%以上，建筑智能终端有着丰富的应用场景，如低碳节能的智能绿色建筑、服务于人健康的智能健康建筑、服务于人交往的智能社区空间等等。实现这些，需要我们拓宽知识面，学习和运用新技术。

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第三是体制机制的变革。现在的建筑生产过程还是一个碎片化的过程，有建筑学专业、结构专业、暖通专业，还有给排水专业，设计过程要做到不同专业协同，非常复杂。另外，每一个阶段又都有招投标，设计要招投标，施工要招投标，设备供应要招投标，最后装修还得招投标。当然现在有EPC 模式（Engineering Procurement Construction，工程总承办模式），但实际上还是很不成熟。我们要想在设计过程中就能够考虑用户的需求，就需要施工的提前介入，用户也要提前介入，专业的咨询服务机构为设计师弥补知识局限。

总之我认为，体制机制的改革可能是一个瓶颈，要思考怎样有利于资源整合，怎样有利于后续参与的主体提前介入到设计阶段，经过知识经验的综合整合，使设计不断优化和完善。

最后，是技术标准的完善。现在，建筑设计到后续阶段，总是会出现管线碰撞、高度不符合规范、净高不足这些问题，似乎是谁先拿到图纸，谁就能先把好放置设施设备的位置给占了。若能严格规定好各类设备设施的空间位置，并在施工中预留出来，互不干扰，就能避免很多问题。现在的工业化建筑设计体系和结构设计体系都还没有完全形成，需要进一步的完善。

胡 越：

您这部分思考非常深刻，提及到了目前建筑行业里的很多问题。您刚才说建筑将成为新的智能终端，我非常赞同，尤其是居住建筑、办公建筑，很可能成为未来社会智能化发展中发挥巨大作用的节点，这对于整个建筑行业的提升都具有指导性的意义。

目前有很多建筑设计企业都在向科创方向转型，原来只想把建筑做好，但是如果能把建筑和信息化、数字化技术更加紧密地联系在一起，建筑产业的边界就会被扩大，建筑设计不只是简单地营造一个物理环境，而是跟人有更深刻的绑定，就像现在的手机和汽车一样，与人的生活有更密切的联系。

您刚才提到多专业协同合作，我想在这里仰望一下星空：

未来随着科技的发展，建筑行业中那些可形式化、可数字化的内容全部由一台机器来完成，彻底解决专业之间协调的问题，是否有这种可能？

丁烈云：

对于这个问题，我想举两个案例。有一种人工智能叫“环境智能”，即在某个特定的空间环境，通过非接触式传感器和人工智能算法，感知人的需求，从而提供相应的服务。

目前我们国家有2.49 亿老年人，已经是典型的老龄化社会，独居老年人的数量也正在增多，对建筑的要求也正在提高。在环境智能技术的辅助下，家里的马桶拥有感知功能，随时监控老年人慢性病的发展情况；家中的感应器可以通过分析老人的步态来了解他的健康状态，提供医养服务；通过边缘计算提取人的骨骼信息保护隐私，老人一旦摔倒就会立即通知社会服务机构或者亲属，进行及时的处理。

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再比如，办公室有人希望亮一点，有人希望暗一点，通过智能传感器，感知不同人对照明的需求，把喜欢亮的人安排在一起，喜欢暗的人安排在一起，在满足不同需求的同时，也达到了节能效果。

人对建筑空间的需求，可以通过大数据的积累和分析、人工智能算法，形成一些规律性的知识，最后成为我们的建筑设计标准，或者至少能够作为建筑设计基础知识的补充。

设计师脑子里面的东西不叫知识叫经验，我们要把经验用数字化的形式记录下来，这就成了信息；把信息进行规则化处理，就成为知识；再将知识赋予重用机制，让不懂得人也方便共享，这就是智能。

我们有时候觉得人工智能好像非常神秘非常复杂，但其实有时候它也是一件很简单的事情。

拥抱数字经济，拥抱人工智能

胡 越：

现在存在两种观点，一种观点认为随着人工智能的发展，设计工作完全可以让机器代劳，类似于强人工智能；另一种观点认为，用数字化把人从具体的技术细节中彻底解放出来，转而在艺术上、在人文关怀上充分发挥。

对于未来人文艺术和数字技术在建筑设计中的关系，您有怎样的见解？

丁烈云：

这是一个非常具有挑战性的问题，现在还不是很好回答。建筑创作是建筑师的情感表达，是非常复杂的。数字化的核心就是建模，但灵感是很难建模的、很难计算的。

目前的技术已经可以实现完全用计算机生成方案，比如日本的East and West 住宅、北京大兴国际机场的屋面等等。但是这种生成式设计是基于建筑师明确的指令，计算机按照指令生成方案，原始的想法并不属于计算机，还是要通过人。现在的人工智能叫做感知智能，有智能无智慧，有智商无情商，知其然不知其所以然，这是今天的人工智能。

所以现在看来，数字技术更多是丰富、完善和支撑设计师工作，或者是开拓设计师的思路，甚至是能够创建一些意想不到的方案，但是最终还是由人来决定。
Google 的前道德工程师特里斯坦• 哈里斯(Tristan Harris) 曾说，技术超过人类的第一个阶段是超越人的弱点，让你上瘾，让你不能自拔，让你离不开它；第二个阶段是超越人的智慧。至于什么时候超过人的智慧，他没有明确说，我觉得还有一个相对长的时间去认识。起码在当下，我们还可以通过人机交互、人机共融的方式，让机器来为建筑师服务，提供更多方案选择。

要让数字技术更高效地服务建筑行业，我想再强调几点：

第一，要有数字化的思维。新一轮科技革命有两个基本特征，技术核心是人工智能，产业形态是数字经济。这是一个发展趋势，它能够改变我们的生活，改变我们的行业，所以我们应该拥抱数字经济，拥抱人工智能，不要拒绝，更不要抵触它。

第二，要走新型建筑工业化道路。工业化更容易实现数字化和智能化。当然，用户对建筑产品的需求是个性化的，而工业化又是标准化，如何处理好个性化跟标准化的关系，利用标准化生产的部品部件组成丰富多彩的建筑产品，是我们面临的一个挑战。

第三，要处理好数字化与绿色化之间的关系。国家提出了2030年碳达峰、2060年碳中和目标。现在碳排放量第一的是工业，第二是交通，第三就是城市生活，建筑是一个耗能大项。如何利用数字技术，设计建造更多的绿色建筑，是我们需要考虑的。

最后是复合型人才培养的问题。我的研究团队里有土木工程专业的，有工程管理专业的，也有计算机专业和自动化专业的，他们彼此都需要较长的时间去磨合。我希望今后，建筑和土木工程的这些语言能够用计算机语言表达出来，软件开发人员也能够明确设计师、工程师的需求。

现在有一些学校开办了智能建造专业。这个专业到底怎么去办，我觉得最重要的是复合型人才的T型知识结构搭建，专业的深度和专业的广度都要被重视。如今有越来越多其他行业的人进入建筑行业了，这是好事，这将带来更充分的学科交叉与融合，推动建筑行业的发展。