新基建作为国家未来的重点发展方向,分别在四个方面为建筑设计企业释放了增长机会,包括5G网络、数据中心、工业互联网和智慧建造。他们对不同类型的设计企业提出了更高要求的同时,也释放了新的市场。目前,已经有包括苏交科、中设集团等在内的多家上市企业发力新基建。
新基建作为国家未来的重点发展方向,分别在四个方面为建筑设计企业释放了增长机会,包括5G网络、数据中心、工业互联网和智慧建造。他们对不同类型的设计企业提出了更高要求的同时,也释放了新的市场。目前,已经有包括苏交科、中设集团等在内的多家上市企业发力新基建。
5G网络凭借其速度快、延迟低的特点支持设计人员与其他部门的互动协同,对工厂、施工团队更加友好。主要扩大了通信监理企业的业务范围。虽然5G在设计阶段的推广需要较高的成本,但随着市场需求的增加,边际收益有望得到提高。
近年数据中心市场的复合增长率接近30%,在规模、时尚、节能、成本、拓展性等方面对设计策略提出了更高的要求。值得注意的是,包括数据中心在内的通信行业施工都有资质要求,诸如城地股份的建筑设计企业可以通过收购等方式进入该市场。
国家大力推动装配式建筑的发展,BIM可以解决其发展的最大瓶颈,即资源的有机整合。其中,BIM+AI的设想有望完成设计、生产、施工、装修、维护全过程的串联,最终实现减少工期、节约成本的目标。华阳国际作为较早推广使用该项技术的建筑设计公司,有望引领行业生产方式的变革。
智慧建造包括智慧建筑与智慧交通,既包括新型建筑的设计,又包括旧型建筑的改造,释放了大量的增长机会。目前,为了解决业内普遍面临的成本和技术方面的难题,苏交科等企业纷纷选择与高科技公司和高校进行合作,布局智慧建造领域。交通部新发文支持交通数字转型,预计会有更多相关企业关注该方面的打造。
新基建为设计企业释放增长机会的同时,也加剧了业内的竞争。大型企业想要巩固自己的领先地位,小型企业想要实现弯道超车。为了应对这样的局面,很多公司采取了联合招标以及并购重组的方式增强自己的竞争力,原先的设计模式正在被淘汰,上述的发展方式能够帮助企业快速获得市场、技术和人才,承包更复杂的工程。
新基建作为国家未来的投资方向,分别在5G、数据中心、工业互联网和智慧建造方面为建筑设计企业释放了增长机会。5G网络有助于人性化设计的实现,并且随着基站数量的增多,扩大了通信监理企业的业务范围。工业互联网聚焦于装配式建筑,BIM技术能够在设计层面实现工期的缩短以及成本的降低。智慧建造包括智慧建筑与智慧交通,它对设计企业的科技含量提出了更高的要求。另外,联营体承包和并购重组的模式有助于设计企业发挥设计优势,承包如智慧交通等对科技含量要求高的工程,提升自身价值。
4月20日,国家更新了新基建的定义,主要包括三个方面。一是信息基础设施。主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,包括通信网络基础设施、新技术基础设施和算力基础设施等。二是融合基础设施。主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施。三是创新基础设施。主要是指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施。而每个领域后都有庞大的产业链和市场,能推动巨额的投资需求。
从投资角度来看,根据新基建现在已公开规划的投资规模预测,其中设计业务的投资规模按照1%-4.5%进行计算。通常而言,工程设计费=工程设计收费计费额×设计收费费率×专业调整系数×工程复杂程度调整系数×附加调整系数×(1±浮动幅度值)。其中调整系数一般是1,浮动幅度值取决于设计团队给的折扣。套用200万以下工程的设计费率4.5%(随着工程额的增加费用率会下降),根据工程难度和折扣进行调整后,设计费用大约占投资规模的1%-4.5%。根据设计费用的收费标准,当工程设计单位采用了先进技术并取得较好收益的话,可以适当增加设计费,最多为原来的10%,即为投资额的1.1-4.95%。下表为目前公开规划的投资规模,以及根据公式计算而得的投入设计业务的投资。
对不同类型的设计企业,新的产品创造了新的市场。对建筑设计行业,智慧城市与智慧社区对运维导向的动态设计以及城市建筑信息的管理与运维设计有更高的要求。对工业工程设计行业,智慧工场和智能电网也带来了一系列新的要求,比如生产的数据流、产品的数据流、供应链的数据流以及建筑信息数据流互通等。对交通、市政设计行业,智慧市政、智慧交通的新场景也会带来新的增长点。根据我们对住建部信息的整理,目前已经有多个上市设计企业发力新基建。
总体而言,新基建对设计业务提出了更高的要求,从矿山、水电站到港口、轨道交通都出现了数字化、智能化的趋势,需要设计团队能在原有基础上实现在线管理、智能施工、数字监测,这是建立在原有业务基础上的新价值增长点。如新能源汽车充电站、5G新基站和新数据中心的建设为设计业务提供了新的市场和客户。
5G基站方面,5G网络的频率比4G网络快得多,但频率越大的基站,衰减就会越快,因此基站的密度会更高。根据目前三大运营商做出的大体部属,电信规划的基站密度是原来的三倍以上,联通的基站密度约是原来的3-4倍,移动则达到了6倍。尽管如此,室外的5G覆盖从中高频段起步,穿透效果有限,因此还需要建立室内基站,尤其是在体育馆、机场、商场等场景中,室内基站可以提供高清视频、VR、云直播等功能。据中国信息通信研究院预测,到2025年5G网络建设投资将达到1.2万亿元。
然而,大部分基站设计、施工的业务都是由相关运营商和中国铁塔等公司完成的,普通建筑设计、施工企业想要投标相关业务需要拥有通信施工资质,基本无法参与进去。不过, 5G也可以推广通信监理企业的应用场景。比如对于中达安等监理公司而言,5G带来的物联网、人工智能的发展,为房屋建筑监理带来丰富的应用场景,“智慧平台”的建立也会有益于工地项目安全管理、危大工程管理、项目劳动力管理等方面的应用。根据方元监理咨询企业的研究,通信监理企业凭借5G速度快、广泛网、低延时、低功耗的优势缩短了与项目部的距离,比如方元监理与广东世纪信通网络科技有限公司共同构筑了一套基于监理企业的智慧监理平台,它使实时交流、信息沟通成为可能,M2M通信,再配备手机定位、视频监控、无人机、VR、投影设备等工具,使项目部监理人员考勤、关键部位关键节点的管理、监理人员培训等成为可能。但是,同时也要注意到5G带给企业的利润仍具有较多的不确定性。
5G可以支持建筑设计人员的智能创作,增强与其他部门的互动协同。根据长春工业大学的研究,全息投影VR技术和内窥镜技术可以呈现一个“海市蜃楼”的景象,5G允许图像数据高速传播,借此设计者可以带入不同主题,并允许主题进行切换,进行更符合要求的设计。设想一下,如果施工团队、最终客户拿到设计影像后,应该能更容易地发现与自己需求不一致的地方,在审图结束之前及时整改。反过来,如果设计团队能够在设计图纸之前拿到施工团队施工的模拟影像,那么在设计过程中就可以合理规避设计与施工脱轨的问题,对工厂、施工更加友好。如果没有5G,图像传播速度不够快,施工团队、最终客户难以及时拿到影像,无法起到相应的作用。
另一方面,5G也允许设计者将设计内容更快地传送给施工团队、项目管理层甚至业主。比如说,19年11月27日设计总院就与致远互联构建协同运营中台,通过定制化、移动化等产品能力,形成统一的业务处理流程及信息流转与共享,而5G在平台上的应用将进一步促进企业数字化建设,提升运营效率。理论上讲,5G的传输速度能达到4G的数百倍,该速度允许影像等数据的高速传播,甚至建立全新的交流模式,使得设计团队能够设计出更符合要求、更“以人为本”的建筑。总体而言,如上图所示,5G对建筑设计起着基础性的作用,它可以更好地服务于设计业务。在华为的推广视频中,5G能够实现在家控制施工现场的挖掘机,同理,5G或许也能够实现居家办公,并且能够实现有效的沟通。虽然推广起来需要时间和资金,但是随着市场需求的增加,设计方式的转型顺应市场发展。而且先进技术的应用可以增加设计费,因此,边际收益有望增加。
数据中心是新基建的重要组成部分,作为电子信息设备提供运行环境的场所,它一般是一栋建筑物的重要组成部分。根据IDC数据显示,2019年我国数据中心市场规模为1586.2亿元,同比增速为29.2%,远高于11%的全球平均水平。未来,预计2021年我国IDC市场规模将达到2760亿元,复合增速达31%。
过去20多年来,企业数据处理和存储的方式发生了巨大变化。目前,包括云计算供应商在内的企业都希望将数据保留在内部部署的数据中心,对大规模、时尚、灵活和节能的数据中心设施的需求越来越大。但是这样的建筑物是昂贵的,特别是当业务需求要求对数据可访问性采用“始终在线”的方法时。此时,数据中心的设计策略可以在成本和扩展能力方面产生巨大的影响。
根据机房360网站中的研究显示,有六个设计关键事项需要考虑。第一,坚实的电源和冷却的设计策略是必须的。大部分数据中心业务中断和时空成本可能直接与其使用的电源和冷却相关联。为了解决这个问题,应考虑可扩展的模块化的电源和冷却装置,并提供实时和趋势报告,以确保低成本的运营。第二,在设计过程需要确保企业使用的业务流程是可重复的,一切操作都是透明的、可跟踪的和可审计的。
第三,基于自动化程度越来越高的数据中心,设计时自动化应该尽可能在多个阶段进行,并同时关注未来自动化的工作流程,以确保修改的可能性。第四,需要提供强大的分析和报告,以使员工和管理层了解当前和未来的容量需求,确保重新修改的空间。第五,由于内部组织需要利用建筑内各个部分的信息,设计策略需要注意集成系统的设计,比如下文中提到的楼宇管理系统。最后,为了满足以上需求,非常全面的现代数据中心基础设施管理(DCIM)。该系统不仅提供数据中心可视化、强大的报告和分析功能,而且还成为数据中心所做更改的核心信息源。
但是,数据中心的设计策略类似于5G基站,需要建筑智能化工程设计等资质。不过,建筑设计企业也可以通过兼并收购的方式进入这个行业内。比如城地股份于2018年通过收购的方式增加了IDC相关设备和解决方案、IDC系统集成以及IDC运营管理和增值服务的业务。2019年该企业实现了营业收入132.01%的增长,其中IDC相关业务的收入占据2019年收入的50.15%。根据资质获取的条件,建筑设计企业想要进入这一市场的难题主要在于有经验、有职称的自动化、通信、计算机专业人员的缺少。参考城地股份的案例,公司自2018上旬停牌,之后一年经历了收购过审、管理层换血,2019年上半年公司净利润增加了163.13%,公司股价也在2019年拉升,可见建筑设计与数据中心的融合过程阵痛较短,带来的协同效应却比较高,原因可能是由于建筑设计企业起步较早,可以为相关科技公司提供完善的设备和充足的资金,并降低此类公司的发展风险。而科技公司则能提供优秀的科技人才和先进的管理思路。
工业互联网方面,装配式建筑又称建筑工业化,是连接工业互联网的一个关键节点,因为它的本质是智能制造,实现了与互联网的真正结合。核心驱动技术是BIM、物联网、云计算、VR、AR和基于大数据的人工智能等,他们被纳入国家层面技术标准中。在政府部门评价装配式建筑的时候,装配率被当作一个衡量标准,装配率等于装配承重、非承重部品构件与装配式装修、管线与信息化程度之差,换言之,BIM等技术作为衡量信息化程度的重要考虑成分,程度越高则越有助于企业达到装配率的要求。
早在2018年我国就已经有项目将BIM和装配式建筑相互结合起来,比如说上海浦东新区惠南新市镇居住楼的建设,这是由华建集团和宝业集团合作建造的,实现了总体节水36%和节能30%。根据城市规划设计院的研究,装配式建筑的实际发展困境并不在技术层面,它的发展瓶颈在于怎样实现资源的有机整合,而BIM技术能有效解决这个问题。
BIM+装配式建筑的设计主要应用在以下三个方面。首先,BIM可以实现标准化设计、模块化以及深化设计、协同设计。下图为BIM预制式构件库,可以给构件进行编码,并对每一个构件进行整体的描述,方便之后有关人员的调用,实现标准化设计的目的。模块化方面,设计团队可以根据建筑的具体情况将建筑细分为若干户型模块,并在数据库中选择或添加与建筑要求相符的预制式构件,然后把所有模块汇集起来,形成最终完整的设计模型。协同设计方面,位于不同工组流程的工作人员可以在BIM平台上协同设计作业,如此确保在后期的装配式公众构件的精准,避免同管线及电气设备等发生冲突。
其次生产方面,BIM可以支持工厂化生产。根据筑傲网的研究,由于BIM能够完成对装配式建筑构件的信息化表达,因此构件加工图也可以在BIM模型上直接完成和生成,能够清楚地表达传统图纸的二维关系以及复杂的空间剖面关系,同时还能够将离散的二维图纸信息集中到一个模型当中,这样的模型能够更加紧密地实现与预制工厂的协同和对接。未来,甚至可以通过CAM实现预制构件的数字化制造。借助工厂化、机械化的生产方式,只需要将BIM信息数据输入设备,就可以实现机械的自动化生产。比如已经实现的钢筋网片的商品化生产,符合设计要求的钢筋在工厂自动下料、自动成形、自动焊接(绑扎),形成标准化的钢筋网片。如果能打通设计信息模型和工厂自动化生产线之间的协同瓶颈,实现CAM将指日可待。
施工方面,BIM模型可以将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,能够直观、精确地反映整个建筑的施工过程。这种虚拟建筑可以帮助施工管理人员更清晰地获知装配式建筑的组装构成,避免二维图纸造成的理解偏差。装修方面,BIM可视化的功能可以帮助设计师进行精细化和优化设计。信息化管理方面,BIM模型可以通过分类统计快速地对设计方案进行工程量分析,从而进行方案比选,再由确定的工程量结合地区的定额计算出本项目的工程量清单,实现在方案策划阶段对成本的初步控制。另一方面,可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段,在虚拟环境中预演现实,真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。
但目前,BIM尚不能串联设计、生产、施工、装修和管理的全过程,主要在于BIM无法满足多专业、跨阶段的多样化需求,而AI提供了破解这一难题的方法。在中国勘察设计杂志中,李宾等人提出AI+BIM在设计业务上的设想。这主要体现在三方面的应用上面。AI能够实现BIM的构件智能搜索,并辅助建筑布局规划。目前,在BIM设计中,业主和建筑设计迫切需要一个在线的产品,能在浏览器上生成建筑策划文件,并能输出建筑空间的优化布局,这就需要AI辅助建筑方案选型。
虽然BIM未来发展值得期待,但目前大部分设计院仍对其应用抱有怀疑,因为BIM的应用需要资金和时间,不过根据史丹佛大学设施整合中心(CIFE, 2007)收集32个案例的分析,使用 BIM技术整体成效初步评估能达到减少变更设计40%、缩小成本估算准确性误差3%以内、成本估算时间大幅减少80%以上、检讨管线D作业初始投资成本较高,但随设计作业次数增加,3D作业累积成本节省效益大幅增加。在累计作业次数达到4次后,累积成本效益比可达49%。
另外,华阳国际是以建筑设计为主体,以装配式技术和BIM设计技术为核心技术的建筑设计科技企业。公司一直以来致力于从协同设计、BIM技术、项目管理三大方向打造覆盖建筑全产业链的数据平台。目前,公司已经具备了完全的BIM正向设计能力,其自主研发的装配式及BIM相关软件系统在行业内处领先地位。未来,公司计划使用信息化手段引领行业生产方式的变革,通过自研高效的管理信息系统以实现设计的扁平化与流程化。
智慧建造方面,智慧建筑是通过建筑技术与新信息技术的融合,让建筑成为城市生命单元体,实现人、物、城市与自然的和谐共生,实现人们对幸福生活的追求。根据矿业大学建筑设计咨询研究院的研究,智慧建筑的设计主要包括三个方面,如下表所示。
对于智慧建筑设计而言,目前主要有两方面的难题需要解决,一是成本,二是功能的实现。成本方面,根据兴龙房地产的工程师研究可知,设计阶段仅占项目总投资的2-3%,但其价值影响为70-80%,合理科学的设计可降低工程造价的10%左右。虽然功能方面,由于目前缺乏必要的技术和设备,智慧建造还不够智慧,但未来在国家的大力发展下,会有相关解决办法的出现。因此,如果设计团队能为以后智慧建筑的二次修改预留空间,减少了修改的难度和成本,是可以为现在的业务增加了价值。
现代智能化系统的设计是以智能集成管理系统为核心,通过节能管理、智能照明等系统达到20-30%的能源节省,采用智能化专用网络为用户提供电力、电话、有线电视盒高速数据四种服务,同时建立视频监控管理和信息发布管理平台。
以达实智能大厦为例,其设计的智能化集成管理系统可以实现资源的优化配置和信息共享,最大限度地实现各子系统的联动控制功能,需要集成的系统包括楼宇自控系统、安全防范系统、广播系统、消防系统等。其中节能管理系统是建立在对楼宇生命周期深入了解和对建筑物能量使用状况充分了解的基础上,主要通过子系统的数据信息进行能耗分析、判断,然后建立相应的能耗模型,从而实现节省能源消耗,降低楼宇运行成本。
楼宇自控系统将建筑物或建筑群的空调系统、排水系统、排风系统、照明系统等分散设备的运行、安全状况、能源使用状况以及节能管理实行集中监视、管理和分散控制,以此可以实现一定的能耗减少。在智能照明设备中,采用不同的设备也会造成用料和空间占用的不同,比如办公区中能随办公桌附近自然光的强弱变化而变化,或可以自动感知人存在的灯光,实现节能环保。其余多媒体、防雷接地等系统都能在不同程度上实现能源的节约和成本的减少。因此,根据《中国智慧建筑调研》,智慧建筑与普通建筑相比,能减少50%的能源使用、节省生命周期中高达9%的成本。下表为部分设计企业在智慧建造方面做出的努力。
设计业务作为公司的主营业务,大型上市建筑设计企业希望能够借助新基建这个机会巩固自己的行业地位,小型企业则希望能够实现弯道超车。
8月6日交通运输部印发《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》,表示将推动交通基础设施数字转型、智能升级,建设便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠的交通运输领域新型基础设施。受到政府进一步的支持,已经布局该领域的上述企业将有所获利,预计将会有更多的相关设计企业将焦点转向智慧建造。
在服务模式方面,新基建对EPC模式也提出了更高的要求,给设计企业带来了更多的增长空间。因为单独的企业往往难以满足高要求,需要资源进一步的整合。设计企业如果能与相关上下游企业深化合作,降低沟通成本,并且通过寻求与其他技术、创新企业的合作,占领、拓展市场,带来的业务增加能帮助设计企业实现价值的进一步提升。
联合体招标有利于各个公司发挥出己有优势,承包更复杂、科技含量更高的工程,利于公司价值的提升。比如苏交科企业于2020年6月与阿里云签订合作协议,推动数据技术、人工智能、区块链等云计算新技术与交通行业深度融合,有助于发挥其在智慧交通方面的设计能力,如此苏交科便能以联营体的模式承包科技含量较高的“智慧交通”工程,并且紧跟政策,能够享受一定的政策红利,利于其价值的提升。
实际上,2019年设计行业已经显示出明显的重组加速现象。2019年12月底,住房和城乡建设部、国家发展改革委联合印发的《房屋建筑和市政基础设施项目工程总承包管理办法》,提出了施工企业和工程设计企业资质相互认可。鼓励设计单位申请取得施工资质,已取得工程设计综合资质、行业甲级资质、建筑工程专业甲级资质的单位,可以直接申请相应类别施工总承包一级资质。鼓励施工单位申请取得工程设计资质,具有一级及以上施工总承包资质的单位可以直接申请相应类别的工程设计甲级资质。《办法》实际上打破了资质的门槛壁垒,加速了施工单位和设计单位的融合。而今年一季度疫情的蔓延无疑加速了这种趋势,现金流的短缺和市值被低估都是推动并购重组的重要原因。
另外,新技术也助推了行业的重组浪潮。建筑设计中无疑要融入越来越多的新技术,其实在疫情期间,各设计公司的新技术也纷纷上线,通过网络协同、人工智能、大数据等工具提前为新技术登场提供了一次机会。而技术的研发和使用需要资金与人力的投入,并购重组似乎正在成为解决这一问题的主要方法。根据上海攀成德企业管理顾问有限公司对勘察设计行业的研究,设计企业之间通过市场资本运作行为进行横、纵向一体化并购正在成为主流。
由于通过收购上市公司,收购方可以在较短时间内获得另一方的资源、渠道、品牌、人才和新技术等;被收购方可以获得资金的流入,并将资金集中投入到技术的研发,促成规模经济,提高效益。因此,为了尽快获得市场份额的同时,不足自己在技术、人才、管理等方面的不足,并购重组就是较好的办法。
新基建作为国家未来的投资方向,分别在5G、数据中心、工业互联网和智慧建造方面为建筑设计企业释放了增长机会。5G网络有助于人性化设计的实现,并且随着基站数量的增多,扩大了通信监理企业的业务范围。工业互联网聚焦于装配式建筑,BIM技术能够在设计层面实现工期的缩短以及成本的降低。智慧建造包括智慧建筑与智慧交通,它对设计企业的科技含量提出了更高的要求。另外,联营体承包和并购重组的模式有助于设计企业发挥设计优势,承包如智慧交通等对科技含量要求高的工程,提升自身价值。
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