湖南设计科技转型的探索与实践

作为国内首批成立、综合实力位居全国省级设计院前列的大型综合性设计院之一，湖南省建筑设计院集团股份有限公司（以下简称“湖南设计”）始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，积极应对行业变革，探索科技创新发展之路，紧靠市场重大需求和国家战略，打造第二增长曲线，朝着“数据运营商”方向转型，实现公司高质量发展。在此过程中，湖南设计搭建起完善的科技创新体系，培育了一支高水平的科技创新专业人才队伍，形成了丰富的科技创新成果以及业务应用场景，推动了公司科技创新产品与服务业务的持续增长，并成功落地实施多个科技创新业务项目。

在国家大力支持科技创新、推动产业绿色低碳转型发展的战略背景下，湖南设计积极响应国家“数字化转型”“双碳”和“新型建筑工业化发展”战略，积极探索新理念、新技术，并在公司“十四五”战略规划中明确科技型设计咨询集团定位，坚持科技创新驱动，基于城乡建设与运营的场景需求，大力发展科技创新产品与服务，培育形成新的业务增长点。同时，制订了《“十四五”科研规划纲要》《碳达峰碳中和2022–2025行动方案》《科技转型专项行动方案》等多个专项规划文件，科学指导公司基础性技术研究和合理布局科技领域。

组织架构方面，湖南设计设立了科技决策委员会，负责全面指导、统筹协调、支持保障公司科技工作，审核把关科技创新方向，牵头推动科技创新相关工作机制、制度体系建设和完善，形成了“三院六中心”的科技板块布局。“三院”，即以智能建造与建筑工业化为核心的智能建造研究院、以数字化技术为核心的数字研究院、以市政智慧业务为核心的市政工程创新研究院；“六中心”，即特色化的双碳工程研究中心、城市更新研究中心、太阳能光伏研究中心等。

平台建设方面，在数字化、智能化领域，湖南设计成功搭建了“湖南省建筑与市政数字孪生工程技术研究中心”；在绿色、低碳领域，成功搭建了“湖南省建筑绿色低碳工程技术研究中心”以及“湖南省低碳建筑产学研结合创新平台”；在工业化领域，成功组建了“全国装配式建筑技术研究中心”“湖南省装配式工程技术研究中心”“湖南省建筑工业现代化技术产学研结合创新平台”，并获评为国家级、省级装配式建筑产业基地。

科研项目方面，湖南设计围绕绿色低碳、新型检测、高性能有机光伏材料等课题开展技术攻关，还分别承担了长沙市科技计划重大专项项目《建构筑物全生命周期健康检测技术》和湖南省重点研发计划项目《高性能有机光伏材料及光伏组件研制》《既有建筑外围护系统安全检测关键技术与应用》同时，与中南大学、湖南大学等高校开展产学研一体化合作，与中南大学共同组建博士后工作站，与北京大学长沙计算与数字经济研究院组建“前沿技术与建筑设计应用联合实验室”，实现人才培养与创新发展融合。

湖南设计自主研发科技创新建筑产品

湖南设计高度重视科技创新专业人才队伍建设，拥有一支覆盖楼宇自控、物联网、AI、引擎开发、软件开发、能源等多领域的专业研发队伍以及从事科技创新产品与服务推广应用、项目管理相关工作的高水平专业人才队伍。

近年来，随着湖南设计不懈的创新和持续的研发努力，构建了涉及多领域的科技创新成果转化产品矩阵。这些产品在不同领域中发挥了关键作用，拥有了广泛且多元化的应用场景，并深刻地改变了公司原有的商业模式。公司通过加快落地、推广这些科技创新产品及服务，培育了新质生产力，创新了商业模式，开拓了新的市场领域，积极打造公司的科技板块。

智能建造与新型工业化产品研发应用取得突破

作为湖南省内最早启动建筑工业化研究的企业之一，湖南设计始终致力于以装配式建筑为代表的建筑工业化技术研发创新。以集成创新为手段，打造了国内首创，也是公司具备知识产权的第一款建筑实体产品——TSI高性能叠合楼板产品，经试验证明，该产品能够提升保温性能50%、空气声隔声提升60%、撞击声隔声能够提升50%、综合成本降低10%以上、施工效率提升30%，有效推动了建造方式的提质降本增效。同时，TSI高性能叠合楼板采用产品研发、生产、销售为一体的模式进行市场推广，打破了传统设计院业务模式，并采用专利授权和委托加工等方式，实现科技成果多方位转化。目前，已经在娄底江溪村安置房和湖南师范大学桃花坪校区学生宿舍、湖南工业大学学生宿舍、中联重科智慧产业城等多个项目中示范应用，取得了很好的反响。同时，该产品作为全国唯一建筑类产品获得中国质量创新大赛一等奖，并在国际质量创新大赛荣获中国唯一的一等奖。

湖南设计以数字赋能建筑工业化为契机，积极开展智能建造与建筑工业化协同发展技术路线探索，依托长沙县经开区区位资源，共同创建全球智能建造技术研究中心，打造“BIM+装配式+智慧运维”的全生命周期应用模式，推动工业化升级。

数字化业务实现快速发展

湖南设计结合业务发展需要，围绕推动企业既有业务的数字化转型工作进行了数智设计产品开发，围绕拓展企业新型业务的数字化转型工作进行了数智平台产品研究，围绕打造高品质工业化实施载体进行了集成产品开发，并通过研究其他领域的新场景和新技术进行了前沿产品探索。

HD–AidMaster：面向建筑行业的意向效果图生成AIGC平台。它加载了公司自主训练大模型，力图打造成市面上最能理解建筑语言的AI应用。它完全适配建筑设计流程，数秒即可得到数十张意向效果图，加快灵感创意落地与沟通效率。

HD–GAIA：面向地下工程的数智设计软件。它包含地质模型、土方开挖、抗浮锚杆、桩基承台四大模块，近30个细分功能。通过该工具，不仅可以实现三维地质模型生成、准确的土方和土石比计算、自动布置桩基锚杆、工程量与图纸一键自动生成，而且整个设计周期缩短为原来的1/5以下，完全实现了数字驱动、正向设计、高效准确、图量联动等面向未来的设计理念，全方位超越现有设计模式。

HD–ARCHIVERS：面向建筑业的跨软件实时云协作平台。它的核心理念与技术是打通设计阶段多样的数据源，实现跨平台协作及数据资产往数字孪生运维阶段无缝传递。它基于英伟达的Omniverse底座，由公司根据建筑行业特性定制开发而成。目前，平台覆盖了设计项目的全流程，涵盖了七项主要功能。在方案创作的任意阶段，设计师只需将模型一键导入平台，便能在平台上生成炫酷的可视化交互场景。当前，这款产品的价值已经得到了多方的认可，既揽获了全球开发奖项，也获得了国内建筑黑客松赛事的双料冠军，还得到了湖南省颠覆性技术优秀项目的认定。产品在GTC全球开发者大会以及SIGGRAPH计算机图形学大会上进行了展示。

HD数字孪生平台：基于BIM模型与数据，改变交付模式，为虚拟世界提供运维管理和物理模拟的空间与数据底座。平台打破了BIM技术与游戏引擎UE5的技术壁垒，为客户提供了网页端电影级别的云端孪生场景。产品充分融合设计、施工与运维的数字化资产，满足多业务场景的数字孪生需求，为项目的运营管理提供全新的视角。HD数字孪生平台有几个显著技术特点和优势：一是基于行业BIM模型，实现一模到底的BIM全过程数据流转，业务管理流程及数据与BIM模型强关联；二是公司自研了ixelStreaming系统，通过对云渲染技术进行了网页端庞大模型与数据加载，以云游戏模式减少本地硬件资源消耗。目前，HD数字孪生平台已经成功运用于洋湖水厂、公司江雅园办公楼等项目。

HD智慧水厂平台：融合数字孪生、传统信息化与AI技术的新一代运维管理平台。它深度融合水厂管理的业务逻辑，统筹数字化、可视化、智能化技术规划平台架构及功能，打造的移动全处理、安全全覆盖、报表全生成、过程全记录、事件全驱动、决策全辅助、运行全自动、信息全监测的水厂数字化运营管控平台产品。平台包括运行驾驶舱、生产运行、生产安全、人员管理、水质管理、安防管理、资产管理、智能辅助决策以及综合管理模块。通过平台的数字赋能，可以高效解决行业内的多项痛点问题，实现降本增效。目前，智慧水厂平台的研发优先解决了规范化、平台化的运维问题，后续会增加智能化模块，并逐步实现智慧化的目标。智慧水务案例洋湖再生水厂项目作为工程行业唯一案例登上Ue十一月举办的开发者全国大会，并获得了国家和省级相关奖项，代表行业基于数字孪生的运维平台应用先进水平。

智慧水厂运行综合管理平台

HD智慧能源管控平台：面向建筑及园区的能源监测、预测与控制平台。依托智能化系统集成及自控技术，以数字化的能源优化调控和智能运维管理为核心，以物联及通信技术为纽带，以AI及大数据为引擎，将建筑能源、人员、设备等维度数据汇集打通，围绕建筑能源治理难点痛点，借助数字化手段实现在线监控、科学决策。通过智慧能源管理平台，可以实现25%以上的能耗优化。应用场景包括建筑节能（为新建或改造的医院、办公、酒店、商场、学校等空调能耗高的大型公共建筑提供空调、热水、照明等综合节能服务）、工业节能（为医药、造纸等空调能耗高的大型工业企业以及有电机、压缩空气、蒸汽、冷热、余热回收需求的大型工业企业提供综合节能）、智慧高效运营（新建或改造的医院、办公、酒店、商场、学校等空调能耗高的大型公共建筑）等。目前，湖南设计已投资运营长沙晚报社和南华大学雨母校区图书馆等多个数字化能源管理项目。

能碳综合运维管理平台

绿色化发展助力“双碳”目标

近年来，湖南设计坚持以绿色为底色，构建高质量发展生态技术路线，先后设立了多个绿色低碳设计、工程技术研究团队，系统开展绿色低碳规划咨询、绿色低碳建筑设计咨询、专项技术分析和论证、碳足迹全生命周期管理、建筑光伏/光储直柔系统设计、施工及全过程咨询等业务，推动湖南省碳达峰、碳中和目标达成。主要应用场景包括超低（近零/零）能耗建筑咨询和测评、既有建筑绿色低碳和节能改造、产品碳足迹核算及认证、建筑建材产品生命周期背景数据库、产品碳足迹核算标准、新能源（光伏和可再生能源）设计咨询以及建筑、园区、污水处理厂、新农村建设、光储充一体化建设、虚拟电厂建设等。目前，公司以省市重点示范项目为依托，分别成功实施湖南省第一个近零能耗建筑示范项目——岳麓山实验室B2栋成果展示中心，湖南省第一个零碳校园——玮希国际学校。

湖南设计创新绿色建造新路径

岳麓山实验室B2栋成果展示中心——近零能耗示范建筑

建筑安全与健康监测解决城市安全问题

从数据采集、数据分析、数据平台、数据模拟、数据预测全过程角度出发，提出面向建筑健康与安全的全生命周期基于数据的新型监测与预测工程方案。

基于智能传感和北斗导航技术，实时监测建筑物形变和加速度等时序参数；基于视觉传感和图像识别，研判表面缺陷；融合多源异构数据建模和数字孪生技术，分析建筑物动态性能；研发基于碳排放与电气多参数实时监测手段，对典型负荷异常运行状态进行快速识别。为建筑物运行监测预警、健康状况评估提供科学依据，并对建筑物发展态势及潜在风险提出预判，实现对建筑物全生命期监测和管控。主要应用场景包括新建大跨度、异形、复杂结构的建构筑物全施工周期监测，有沉降或开裂等病害的既有建筑健康监测，文保建筑及达到使用年限拟继续使用的老建筑的健康监测，垃圾大坝、水利大坝等健康监测，边坡、桥梁等健康监测。目前，公司已完成和正在实施的有长沙黄花机场T3航站楼、长沙国际会展中心、湘潭大学综合楼等多个项目结构健康监测。

长沙国际会展中心一期场馆结构安全健康监测项目

结语

在行业转型的浪潮中，新质生产力的崛起不仅为湖南设计科技创新铺设了坚实的基石，也为构建创新商业模式指明了方向，更是引领产业升级、重塑竞争格局的关键力量。随着技术迭代的加速和创新生态的日益完善，湖南设计将紧紧把握新质生产力的脉搏，以设计业务为切入点，以科技创新为引擎，不断推动产品迭代升级，拓宽服务场景，提升服务品质，全力打造大科技板块，将科技创新产品与服务发展成为公司的核心业务，实现从传统设计企业向科技公司成功转型，并致力于成为全国一流的城市建筑资产全生命周期数据运营商。（本文作者夏心红系湖南省建筑设计院集团股份有限公司党委书记、董事长）