基于BIM的綠色節(jié)能建筑施工管理研究

李佳

（山西建筑工程集團有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

如今城市化發(fā)展進程飛快，人們對建筑的要求不再只是一個“遮蔽物”，日益上漲的居住需求使建筑物必須更舒適、對自然環(huán)境的威脅更小。在此社會需求上，行業(yè)引進BIM技術，以其獨特的可視化等特性為綠色工程的發(fā)展提供幫助。在綠色節(jié)能工程項目中積極使用BIM技術，獲取的不僅是經(jīng)濟效益，更多的是提高了建筑的質量，贏得了社會口碑。因此，筆者認為行業(yè)內(nèi)應該有更多的建設單位投入到BIM技術的創(chuàng)新研發(fā)和實際運用中，使綠色節(jié)能環(huán)保工程的發(fā)展真正走上正軌。

1 發(fā)展現(xiàn)狀及特點

傳統(tǒng)建筑施工項目一般會將經(jīng)濟效益放在首位，而忽視了環(huán)境保護這一重要環(huán)節(jié)。相比于國外，引入綠色節(jié)能建筑施工項目的時間較短，各方面的發(fā)展都存在缺陷。一般意義上的綠色節(jié)能施工是指采用各種創(chuàng)新技術手段，調(diào)動環(huán)保資源的利用效率，并且以此為基礎盡可能減少建筑項目對周邊環(huán)境的污染等，這種建筑施工模式主要是為了提高人與自然的和諧相處程度，并且為建設單位節(jié)省建筑材料，以達到其循環(huán)利用的經(jīng)濟效益目的。

1.1 建設理念以客戶需求為中心向外延伸，不斷提高建筑與環(huán)境的相似性

傳統(tǒng)建設項目主要是圍繞著利益這個中心開始工作的，并且在實際建造過程中，傳統(tǒng)的建設項目會通過消耗自然中的不可再生資源來達到各種目標。在這種基礎上，傳統(tǒng)建設項目可能忽視客戶需求，并且污染環(huán)境，與可持續(xù)發(fā)展理念相悖。而綠色節(jié)能建筑施工項目主要圍繞客戶需求展開，并通過設計理念等一系列手段將客戶的需求體現(xiàn)在最終建筑成品中。此外，綠色施工會優(yōu)先考慮自然環(huán)境的屬性，利用環(huán)保或新型材料完成建設目標的同時，將其對自然環(huán)境的污染程度降到最低。

1.2 最大化調(diào)動資源利用效率，以優(yōu)化產(chǎn)品結構

綠色節(jié)能建筑施工最大的特點之一，就是其可以與建筑進行“溝通”，通過采取各類被動式的施工手法，將自身與傳統(tǒng)建筑手段的耗能機械化方法區(qū)分開來。在綠色建筑工程中，從設計到建筑物拆除都會貫穿著綠色理念，工作團隊利用建筑物來收集并儲存能量，以環(huán)保節(jié)能的方式設計建筑的體形、保溫、遮陽及窗墻比等重要細節(jié)。

1.3 鼓勵創(chuàng)新，全力支持各類新型材料和器械投入實踐生產(chǎn)中

綠色建筑是各類節(jié)能環(huán)保工程的總和——它包含污水處理、能源優(yōu)化甚至是管線設計等優(yōu)化工程。實際上，綠色施工相比于傳統(tǒng)施工對技術人員的要求更高，且在其實施過程中對創(chuàng)新創(chuàng)造類的材料、器械和施工技術可以說是極度“渴望”的。因此，這種工程就帶動相關建設單位對新型人才的渴求，并且?guī)悠浜侠碚{(diào)用資金，以分配給技術團隊進行研究和創(chuàng)造等工作。除此之外，已經(jīng)利用BIM等手段不斷提高工程施工效率，這為綠色工程的根本性改善提供新的突破口[1]。

1.4 為綠色工程開拓視野，提供全新的思維方式

在綠色施工中運用BIM技術，其實并非只局限于其3D建?；騼?nèi)部漫游等功能，這種新興技術主要是為設計團隊帶來一種全新的思維方式，即設計工作者可以將設計理念具象化，形成一種“所見即所得”的超前設計理念，這與傳統(tǒng)設計平面圖和實際建筑物可能有所出入，也因此而產(chǎn)生了區(qū)別。而這種創(chuàng)新思維為設計行業(yè)帶來的將會是革新性的變化，這種變化無疑會推動綠色環(huán)保工程的發(fā)展。

2 實際運用及改善措施

2.1 設計環(huán)節(jié)

施工工藝的好壞在綠色施工中瞬間就可以被評判出來，因此，現(xiàn)階段的綠色施工企業(yè)已經(jīng)通過BIM技術中的3D建模等手段對建設數(shù)據(jù)進行可視化和體系化，為各個環(huán)節(jié)之間搭建數(shù)據(jù)橋梁的同時提高設計方案的科學程度。

但以筆者的觀察結果來看，建筑行業(yè)中熟練掌握并將BIM技術運用到綠色節(jié)能建筑施工工作中的單位少之又少。針對這一情況，政府應當采取措施，不斷提高BIM技術特點和優(yōu)點的推廣、宣傳程度，利用互聯(lián)網(wǎng)技術搭建行業(yè)交流平臺，并且推出相關政策鼓勵企業(yè)使用BIM技術，不斷提高這種技術和綠色施工的融合程度。政府還應當重視相關行業(yè)人才的培養(yǎng)，建立健全人才培養(yǎng)機制，為行業(yè)不斷輸送各類創(chuàng)新實踐型人才[2]。

2.2 節(jié)省資源，創(chuàng)造價值

BIM技術的一大特點就是其語言可以很直觀地為技術人員提供項目信息。技術人員不僅可以通過BIM技術觀察現(xiàn)場施工的進度、實際情況，還可以根據(jù)各類參數(shù)分析現(xiàn)有資源的分配合理性，并以此可靠數(shù)據(jù)為基礎加強管理程度，為現(xiàn)場施工不斷輸送材料和器械，最大限度節(jié)省資源[3]。例如，BIM技術可以為現(xiàn)場施工節(jié)省施工材料、降低機械的能源消耗，甚至是減少水資源的浪費等。一般來說，建設企業(yè)會根據(jù)設計圖紙進行材料采購，并在對應的網(wǎng)絡系統(tǒng)中對所需物資進行申報。此時，使用BIM技術不僅可以幫助采購人員精準找到所需物資，還可以比對價格和行業(yè)發(fā)展趨勢，找尋性價比最優(yōu)的產(chǎn)品供貨商，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟投資效益；在降低能源消耗這一方面，BIM技術可以利用三維視圖這一功能，在施工現(xiàn)場搜尋到照明燈設備的最佳安裝地點，防止施工人員無序安裝，造成浪費的同時還可能無法物盡其用，其他現(xiàn)場器械設備的安裝也同理。在節(jié)省水資源這一方面，BIM技術可以讓管理者更直觀地看到現(xiàn)場用水的情況，比對實際用水量和理論用水量的差別，在不影響現(xiàn)場降塵、設備清洗及施工人員生活用水量的情況下，便于管理者制定更合理的用水方案，以達到節(jié)約用水的目的。

為了最大限度發(fā)揮上述BIM技術的特點，行業(yè)從業(yè)人員及建設單位應當不斷向國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)學習，搜集并分析大量以BIM技術為基礎的綠色施工案例，通過培養(yǎng)專家小組和人才班子創(chuàng)造屬于自己的施工技術和工藝。建筑行業(yè)更應當抓住這個機遇，快速構建屬于自己的綠色施工BIM技術系統(tǒng)。

3 案例分析

3.1 案例概況

該綠色節(jié)能建筑項目為中外合資項目。建筑大致情況為：地下一層，地上五層，總面積為10020.26m2。該工程造價為9000萬元，于2019年底竣工。該項目在進行過程中，將LEED的綠色施工理念和要求貫穿到了決策、設計及施工的每一個環(huán)節(jié)，且各部門都秉持綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念，在項目全壽命周期內(nèi)充分使用了BIM技術。

3.2 BIM技術在此綠色工程項目中發(fā)揮的作用

（1）技術團隊利用Revit、MSProject及Ecotect等軟件，通過三維建模、進度模擬及內(nèi)部漫游等功能對項目進行了具有全局觀念的分析和規(guī)劃。

（2）該項目圍繞客戶需求展開，充分體現(xiàn)綠色施工中將客戶需求放在首位的特點，并且提高建筑和周邊環(huán)境的和諧程度。

（3）設計階段中，技術團隊使用了BIM技術中的3D建模功能，通過模型優(yōu)化了建筑采光、通風等細節(jié)，并且使用內(nèi)部漫游優(yōu)化了設計方案。此外，設計團隊還使用BIM技術提高了被動節(jié)能系統(tǒng)的工作效率，并通過數(shù)據(jù)的比對分析對項目進行深度優(yōu)化，例如：在碰撞實驗中，利用技術找到4～5處管線碰撞的問題并及時進行處理和優(yōu)化；使用BIM技術統(tǒng)籌管理了管線的布置方案，并直觀地給出工程算量便于后續(xù)使用。在此階段中BIM技術充分發(fā)揮新型技術的作用，優(yōu)化全局，并提高可再生資源的使用效率，真正貫徹“綠色節(jié)能”這一工程主題。

（4）技術團隊利用了能量模擬對建筑能耗情況作了大致分析，以迫真的管線碰撞實驗等過程優(yōu)化了建筑內(nèi)的暖通、水電，甚至是整個建筑結構的合理性。

（5）施工階段，技術團隊利用BIM技術對模板支護工作進行指導，大大降低了施工難度，并提高了施工準確度和施工效率。例如：該綠色項目中的螺旋樓梯構成較為復雜，是由同心圓中的兩條分別置于內(nèi)側和外側的側螺旋線組合而成的螺旋面再通過分級組成的，而這兩條側螺旋線的直徑還不相同。針對這一項目，技術人員首先使用BIM技術完成內(nèi)業(yè)工作，即通過該技術獲取了梯梁的控制點ID坐標，順利完成無梁敞開式折板清水混凝土的旋轉樓梯的施工。在類似于旋轉樓梯等施工工作中利用BIM技術，真正可以提高工作效率，降低二次返修的可能性，并且為施工人員降低了操作難度，在某種意義上為建設單位節(jié)省時間和金錢等資源。與此同時，該項目的設計團隊還利用4D模型提高了數(shù)據(jù)的可視化程度，并且?guī)ьI行業(yè)新人共同加入實踐工作中來，為其積累了寶貴的經(jīng)驗的同時提高了項目計算部分的精細化程度——利用BIM算量精準計算鋼筋和混凝土等價格較高的材料的用量，使其實際生產(chǎn)時不存在浪費現(xiàn)象，高度符合綠色環(huán)保的施工理念。

4 結語

從案例分析中我們可以看出，以BIM技術為基礎的綠色節(jié)能建筑施工不僅滿足企業(yè)管理人員的需求，幫助其在獲取行業(yè)信息和現(xiàn)場施工管理信息等方面有更高的效率和準確性，同時，還滿足了社會發(fā)展的需求，為各個行業(yè)起到綠色環(huán)保模范帶頭的作用，促進了建筑行業(yè)不斷提高自身創(chuàng)新水平，為后人留下更多可以借鑒的技術和工藝。