綠色建筑全生命周期中的BIM技術(shù)應(yīng)用分析

文/楊圣山 江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校 江蘇南京 210035

綠色建筑全生命周期中的BIM技術(shù)應(yīng)用分析

文/楊圣山 江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校 江蘇南京 210035

近年來(lái)，綠色建筑以其自身環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)逐漸發(fā)展成為建筑領(lǐng)域發(fā)展的主流，為人們營(yíng)造健康、高效的使用空間。但是綠色建筑作為一種新型事物，在發(fā)展過程中存在一些不足之處，如全生命周期中的不同階段，出現(xiàn)信息斷層，大量重復(fù)工作等問題，造成綠色建筑預(yù)期功能得不到有效發(fā)揮。而BIM技術(shù)建立在數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)之上，能夠?qū)ㄖ?xiàng)目進(jìn)行幾何、物理等方面表達(dá)，呈現(xiàn)更加直觀的建筑信息，為真正意義上實(shí)現(xiàn)綠色目標(biāo)提供了極大的支持。文章初步了解綠色建筑及其全生命周期概念后，分析BIM技術(shù)與綠色建筑之間的關(guān)系，最后結(jié)合某醫(yī)院深入探討B(tài)IM技術(shù)的具體應(yīng)用。

綠色建筑；全生命周期；BIM技術(shù)；應(yīng)用

工業(yè)化趨勢(shì)下，我國(guó)能源短缺問題愈發(fā)嚴(yán)重，尤其是建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，使得我國(guó)能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。由此，綠色建筑理念正式提出。綠色建筑在發(fā)展過程中強(qiáng)調(diào)全生命周期，與BIM技術(shù)具有異曲同工之妙。將二者有機(jī)整合到一起，能夠關(guān)注理念與技術(shù)雙方面要求，不僅能夠提高對(duì)建筑的管理水平，且能夠?qū)崿F(xiàn)綠色建筑持續(xù)設(shè)計(jì)。因此加強(qiáng)對(duì)該問題的研究具有積極意義，能夠加快綠色建筑在環(huán)節(jié)我國(guó)能源消耗方面又好又快發(fā)展。

1、綠色建筑及其全生命周期概述

所謂綠色建筑，主要是指在建筑工程全生命周期，最大程度上節(jié)約能源、土地、水資源等，減少對(duì)自然環(huán)境的影響，為人們提供健康、適用的生活和工作環(huán)境。不同于傳統(tǒng)建筑，綠色建筑強(qiáng)調(diào)整個(gè)建筑生命周期內(nèi)，在建設(shè)、使用流程上，兼顧資源使用效率與環(huán)境負(fù)責(zé)雙重目標(biāo)。全生命周期由選址、建筑設(shè)計(jì)及拆除等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成［1］。

2、BIM與綠色建筑之間的關(guān)系分析

BIM技術(shù)在應(yīng)用中在電子虛擬三維環(huán)境當(dāng)中，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙將整個(gè)建筑項(xiàng)目完全呈現(xiàn)出來(lái)，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物。其中包括材質(zhì)、構(gòu)造等視覺信息，還涉及大量非幾何信息，如材料強(qiáng)度、性能及傳熱系數(shù)等。BIM技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中，追求的終極目標(biāo)是整合建筑設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全周期管理。而這與恰恰與綠色建筑所要達(dá)到的目標(biāo)不謀而合［2］。綠色建筑與BIM結(jié)合后，能夠向人們呈現(xiàn)的是真實(shí)的數(shù)據(jù)、構(gòu)件信息，為綠色建筑分析軟件提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，不僅如此，還能夠顯著提高分析結(jié)果準(zhǔn)確性。

經(jīng)過實(shí)踐證明，綠色BIM市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)將BIM技術(shù)應(yīng)用到綠色建筑當(dāng)中，在滿足業(yè)主需求方面表現(xiàn)非常突出，能夠得到業(yè)主的廣泛認(rèn)可?？梢?，將BIM技術(shù)應(yīng)用綠色建筑中具有較為廣闊的發(fā)展前景。但是在我國(guó)，對(duì)于BIM技術(shù)在綠色建筑管理中的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，還有待進(jìn)一步發(fā)展，究其根本是缺少對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)。

3、綠色建筑全生命周期BIM技術(shù)的應(yīng)用

通過對(duì)二者關(guān)系進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，二者在理念上都具有較強(qiáng)的一致性。因此在具體應(yīng)用中，可以從規(guī)劃、設(shè)計(jì)等多個(gè)方面入手：

3.1規(guī)劃階段

建筑工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性、綜合性工程，涉及內(nèi)容較多。尤其是規(guī)劃環(huán)節(jié)，忽略任何一個(gè)細(xì)節(jié)，都將影響工程后續(xù)施工。因此在規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮氣候條件、地貌等影響因素［3］。通常來(lái)說(shuō)，我們可以對(duì)場(chǎng)地及進(jìn)行分析，對(duì)建筑景觀、周邊環(huán)境都能夠進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)和分析。但是傳統(tǒng)分析方法存在定量分析不夠等問題。所以可以利用BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑及場(chǎng)地構(gòu)建模型，獲取真實(shí)、準(zhǔn)確的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目在規(guī)劃階段的評(píng)估，最后根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)建筑場(chǎng)地及進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)各要素的布局。

3.2設(shè)計(jì)階段

BIM能夠幫助建筑師根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)不同系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，最大程度上提高空間利用率?；贐IM綠建模型，能夠準(zhǔn)確模擬出室內(nèi)外空氣之間的熱質(zhì)交換過程，更為合理的制定給排水、通風(fēng)等系統(tǒng)，為人們居住提供更多便利。如果設(shè)計(jì)條件較為復(fù)雜，可以借助BIM技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，最終營(yíng)造出合適的建筑環(huán)境。BIM技術(shù)中具備的Revit軟件能夠立足于FC標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)入到ECOTECT軟件當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色建筑進(jìn)行能源消耗情況系統(tǒng)分析。不但如此，還能夠?qū)G色建筑朝向、維護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目的綠色、環(huán)保設(shè)計(jì)［4］。

3.3施工階段

綠色建筑施工中，利用BIM技術(shù)5D施工模擬等功能，節(jié)省能源消耗的同時(shí)，還能夠縮短施工時(shí)間，為施工活動(dòng)順利開展提供了極大支持。另外，通過BIM技術(shù)構(gòu)建3D模型，對(duì)施工涉及到的管線等進(jìn)行綜合檢測(cè)，尤其是復(fù)雜的建筑項(xiàng)目，利用BIM技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)管線之間存在的交叉問題，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，以便為后續(xù)施工有序開展做好鋪墊。同時(shí)，針對(duì)建筑材料使用量，可以利用BIM技術(shù)工程量統(tǒng)計(jì)功能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，以此來(lái)減少材料浪費(fèi)情況的發(fā)生。

3.4維護(hù)階段

BIM技術(shù)在綠色建筑維護(hù)階段，能夠進(jìn)行運(yùn)行、疏散及能耗等方面的模擬。通過ECOTECT等模擬軟件分析綠色建筑能源消耗等情況，構(gòu)建建筑項(xiàng)目在使用過程中性能指標(biāo)，為提高資源利用率提供理論支持。

3.5具體案例

為了提高本文研究實(shí)用性、針對(duì)性，筆者將某醫(yī)院作為研究對(duì)象。該醫(yī)院作為一家綜合性醫(yī)院，建筑內(nèi)部機(jī)電管線設(shè)備較為復(fù)雜，很多新設(shè)備、新技術(shù)應(yīng)用其中，且工期安排相對(duì)緊張，加之醫(yī)院業(yè)務(wù)繁忙，直接增加了施工難度。綜合上述情況來(lái)看，傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)施工模式無(wú)法滿足實(shí)際要求［5］。因此筆者認(rèn)為相關(guān)主體可以利用REVIT軟件對(duì)建筑工程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的三維整合，并將集成后的模型置于服務(wù)器當(dāng)中，以此來(lái)形成可視化交流平臺(tái)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)：

第一，動(dòng)態(tài)控制。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)該建筑的動(dòng)態(tài)化控制，需要借助建立在BIM技術(shù)基礎(chǔ)之上的5D技術(shù)，根據(jù)工程概預(yù)算、時(shí)間進(jìn)度等，促使工程能夠由靜態(tài)管理轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮橹庇^的可視化動(dòng)態(tài)管理模型，提高項(xiàng)目管理準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑施工進(jìn)度的高效控制目標(biāo)。針對(duì)該醫(yī)院項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，還能夠利用BIM技術(shù)分析出成本、材料實(shí)際用量。

第二，可視化設(shè)計(jì)?；诠芾砣藛T能夠準(zhǔn)確掌握項(xiàng)目建筑功能、結(jié)構(gòu)空間，我們將傳統(tǒng)平面施工圖進(jìn)行可視化3D處理，構(gòu)建單位模型。在實(shí)踐中，對(duì)重點(diǎn)專業(yè)進(jìn)行建模，如空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房模型，將模型轉(zhuǎn)變?yōu)镕C標(biāo)準(zhǔn)格式，導(dǎo)入到上文提到的5D系統(tǒng)當(dāng)中，幫助管理人員更為全面的掌握空調(diào)機(jī)房施工關(guān)鍵點(diǎn)。

第三，優(yōu)化平面布置。針對(duì)醫(yī)院施工，應(yīng)對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境構(gòu)建三維現(xiàn)場(chǎng)平面圖，直觀了解結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行科學(xué)、合理布置。同時(shí)，還應(yīng)利用BIM模型等模擬出各階段材料防止位置等，設(shè)計(jì)最佳施工方案，在施工中，不僅能夠確保交叉施工活動(dòng)順利開展，且能夠提高施工質(zhì)量及效率，對(duì)于日后醫(yī)院醫(yī)療工作的開展提供一定支持。

第四，碰撞測(cè)試。不同于一般建筑，該建筑項(xiàng)目主要從事醫(yī)療工作。由于醫(yī)院科室較多，且設(shè)施復(fù)雜，地下室各基點(diǎn)專業(yè)管線布置復(fù)雜［6］。因此在實(shí)踐中，可以借助BIM中的5D技術(shù)對(duì)專業(yè)之間進(jìn)行碰撞測(cè)試，以便更好地解決該問題。針對(duì)較易出現(xiàn)碰撞的部分，應(yīng)給予更多關(guān)注，對(duì)碰撞項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，避免后期返工問題的產(chǎn)生。

第五，三維較低。針對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醫(yī)院來(lái)說(shuō)，二維圖紙能夠了解構(gòu)件之間的關(guān)系。但是針對(duì)本項(xiàng)目，我們需要采用BIM技術(shù)可視化功能，直接獲取三維圖紙，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)三維較低，減少并消除由于對(duì)圖紙理解不透而引發(fā)的返工情況。

結(jié)語(yǔ)：

根據(jù)上文所述，隨著建筑領(lǐng)域朝著規(guī)?；?fù)雜化方向發(fā)展，社會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量、管理提出了更高的要求。而BIM技術(shù)的應(yīng)用在優(yōu)化施工方案、提高施工質(zhì)量等方面占據(jù)非常重要的位置。雖然，我國(guó)對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，但是只要我們堅(jiān)持并努力，加強(qiáng)對(duì)綠色建筑全生命周期的管理，滲透至規(guī)劃、設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)，不斷提高建筑管理水平，從而促進(jìn)我國(guó)綠色建筑在我國(guó)得到進(jìn)一步發(fā)展。

［1］李驍.綠色BIM在國(guó)內(nèi)建筑全生命周期應(yīng)用前景分析［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2012，（02）：52-57.

［2］李驍.綠色BIM在國(guó)內(nèi)建筑全生命周期應(yīng)用前景分析［J］.綠色建筑，2012，（04）：25-28.

［3］盧琬玫，王巍.BIM技術(shù)在建筑全生命周期中的應(yīng)用探索——天津市建筑設(shè)計(jì)院科研綜合樓項(xiàng)目實(shí)踐［J］.建筑技藝，2014，（02）：99-103.

［4］齊寶庫(kù)，李長(zhǎng)福.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究［J］.施工技術(shù)，2014，（15）：25-29.

［5］張國(guó)華，郭敏，霍婕，等.BIM技術(shù)在綠色建筑全生命周期的應(yīng)用——以北京市某醫(yī)院建筑為例［J］.智能建筑與城市信息，2015，（12）：82-84.

［6］盧琬玫，劉欣.BIM在建筑全生命周期的應(yīng)用實(shí)踐——天津市建筑設(shè)計(jì)院科研綜合樓項(xiàng)目應(yīng)用淺析［J］.中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2015，（10）：54-63.