BIM技術(shù)在綠色施工中的管理及有效應(yīng)用

李娜

【摘 ?要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑工程的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，建設(shè)要求和使用要求不斷提高。當(dāng)前，建筑工程中存在性能低、能耗高等問題，與國(guó)家倡導(dǎo)的綠色環(huán)保理念不符，建筑行業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅為設(shè)計(jì)與建設(shè)工作帶來了便利，而且滿足綠色環(huán)保的要求。但是在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，受到多種因素的影響，應(yīng)用效果并不明顯。鑒于此，論文首先闡述了BIM技術(shù)與綠色施工的概念，然后分析BIM技術(shù)在建筑施工中應(yīng)用的重要性，最后對(duì)BIM技術(shù)在綠色施工中的管理及有效應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【Abstract】With the rapid development of society and economy， the structure of building engineering is becoming more and more complex， and the construction and use requirements are constantly improving. At present， there are problems of low performance and high energy consumption existing in building engineering， which are inconsistent with the concept of green and environmental protection advocated by the state， and the construction industry is facing severe challenges. The application of BIM technology not only brings convenience to the design and construction work， but also meets the requirements of green and environmental protection. However， in the process of applying BIM technology， affected by many factors， the application effect is not obvious. In view of this， this paper firstly expounds the concepts of BIM technology and green construction， then analyzes the importance of applying BIM technology in building construction， and finally discusses the management and effective application of BIM technology in green construction.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);綠色施工;管理;應(yīng)用

【Keywords】BIM technology; green construction; management; application

【中圖分類號(hào)】TU17;TU71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2021）12-0176-03

1 引言

當(dāng)前，城市化建設(shè)在不斷地推進(jìn)，建筑行業(yè)的發(fā)展速度越來越快，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)和建筑施工中扮演了重要的角色，對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了巨大的促進(jìn)作用。在施工中應(yīng)用BIM技術(shù)可以模擬和分析施工方案，使得施工方案更加完善，同時(shí)，能夠降低施工成本，提高施工質(zhì)量。綠色施工遵循環(huán)保理念，要求在建筑施工中降低能耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。因此，在建筑施工中，將BIM技術(shù)與綠色施工有機(jī)結(jié)合起來，做好相應(yīng)的管理和應(yīng)用至關(guān)重要。

2 BIM技術(shù)與綠色施工概述

2.1 BIM技術(shù)概述

BIM是英文Building Information Modeling的縮寫，也被稱為建筑信息模型，是指通過3D技術(shù)構(gòu)建出相關(guān)的建筑數(shù)據(jù)化模型，模擬建筑的構(gòu)造和功能。在建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)可以模擬建筑工程施工的全過程，通過模型對(duì)整個(gè)建筑施工過程進(jìn)行控制。BIM技術(shù)主要有3個(gè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一，通過構(gòu)建建筑模型，使得建筑以及相關(guān)參數(shù)能夠得到直觀展示;第二，對(duì)施工各個(gè)階段進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，通過構(gòu)建模型可以掌握建筑施工的進(jìn)度，清晰地展示各個(gè)環(huán)節(jié)的施工情況，確保施工進(jìn)度，在搭建的平臺(tái)上進(jìn)行交流和溝通，使得各個(gè)部分的工作可以協(xié)調(diào)進(jìn)行;第三，展現(xiàn)各個(gè)專業(yè)的效果圖，通過效果圖可以看到整個(gè)工程施工情況，針對(duì)不同的專業(yè)對(duì)資源進(jìn)行合理的分配，促進(jìn)各個(gè)專業(yè)的協(xié)同施工。

2.2 綠色施工概述

2.2.1 綠色施工的概念

綠色施工是指在工程建設(shè)中，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，最大限度地節(jié)約資源與減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響的施工活動(dòng)。換言之，綠色施工是在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)傳統(tǒng)的施工方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。綠色施工貫穿在工程施工的各個(gè)階段，在施工中要采取科學(xué)的方式進(jìn)行管理，建立完善的管理體系，積極落實(shí)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)政策，盡量減少施工活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)建筑與自然和諧相處[1]。

2.2.2 綠色施工的研究綜述

當(dāng)前，在建筑施工中施工單位要全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，而且國(guó)家強(qiáng)調(diào)建立綠色建造標(biāo)準(zhǔn)，完善綠色建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、管理標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外在綠色施工方面的經(jīng)驗(yàn)比較豐富，通過學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的施工經(jīng)驗(yàn)，從施工材料、施工技術(shù)等方面進(jìn)行分析和研究，得出綠色建筑將會(huì)成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的方向之一。相關(guān)學(xué)者分析了綠色施工技術(shù)以及當(dāng)前影響我國(guó)綠色建筑發(fā)展的因素，將建筑設(shè)計(jì)和施工有機(jī)結(jié)合，對(duì)綠色建筑的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了完善。部分學(xué)者從建筑工程的生命周期角度進(jìn)行研究，從不同視角分析不同的管理辦法在各個(gè)階段的實(shí)施情況，從工程項(xiàng)目的建設(shè)初期就構(gòu)建了相應(yīng)的工程模型，并在后期的施工中不斷優(yōu)化。

目前，探討綠色建筑施工管理現(xiàn)狀的文章較多，通過查閱資料可知，這些文章主要是針對(duì)5個(gè)方面進(jìn)行探討：第一，對(duì)綠色建筑的施工質(zhì)量、施工進(jìn)度等進(jìn)行分析，針對(duì)當(dāng)前存在的能源消耗情況提出相應(yīng)的管理辦法;第二，運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，針對(duì)建筑工程的不同階段采取適當(dāng)?shù)墓芾矸绞?第三，從企業(yè)角度出發(fā)，創(chuàng)新全生命周期的管理模式;第四，從傳統(tǒng)的建筑工程項(xiàng)目管理出發(fā)對(duì)建筑品質(zhì)提出環(huán)保要求，結(jié)合可持續(xù)發(fā)展理念，積極響應(yīng)國(guó)家的環(huán)境保護(hù)政策，探索建筑工程綠色施工的措施，促進(jìn)建筑施工與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展;第五，結(jié)合實(shí)際案例，從中獲取管理經(jīng)驗(yàn)。通過制定相應(yīng)的管理規(guī)劃，應(yīng)用綠色施工技術(shù)，圍繞環(huán)境保護(hù)、減少環(huán)境污染，采取相應(yīng)的管理措施。從上述內(nèi)容可以看出，我國(guó)對(duì)于綠色施工管理方面已經(jīng)有了一些研究基礎(chǔ)，但是對(duì)于綠色施工技術(shù)方面的研究比較少，對(duì)系統(tǒng)化運(yùn)用BIM技術(shù)的研究數(shù)量較少，在實(shí)際施工中缺乏理論指導(dǎo)。

3 BIM技術(shù)在施工中應(yīng)用的重要性

第一，有助于完善施工方案。以建筑施工為例，應(yīng)用BIM技術(shù)可以模擬施工布置情況，優(yōu)化和完善施工方案。傳統(tǒng)的建筑施工中需要先安裝樣板房，安裝完成之后再進(jìn)行檢查，針對(duì)不合理的地方要拆除后重新安裝。這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。而應(yīng)用BIM技術(shù)可以根據(jù)施工方案構(gòu)建相應(yīng)的建筑模型，對(duì)施工進(jìn)行整體的規(guī)劃和布局，再進(jìn)一步改善施工方案，使得施工方案更加完善。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效減少浪費(fèi)情況，從而更好地控制施工成本。

第二，有助于提高施工效率，及時(shí)消除安全隱患。通過建筑施工圖紙查找設(shè)計(jì)問題的難度較大，建筑工程施工圖紙中包含很多消防管道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，想要在二維圖紙中發(fā)現(xiàn)這些管道存在的問題，對(duì)設(shè)計(jì)施工人員的要求較高?；贐IM技術(shù)中的碰撞檢查，能夠通過三維模型及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題。換言之，在施工之前可以把相關(guān)問題及時(shí)地反饋給設(shè)計(jì)方，然后由設(shè)計(jì)方及時(shí)地改正所有問題，提前消除安全隱患，避免后期返工造成資源的浪費(fèi)。因此，在建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)可以在施工之前處理設(shè)計(jì)中存在的問題，避免施工進(jìn)行中再進(jìn)行施工圖紙和施工方案的變更，從而大大提高工作效率，保障施工進(jìn)度。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可以減少對(duì)建筑工程的投資成本，避免返工等情況出現(xiàn)，更重要的是消除了施工過程中的安全隱患，對(duì)于施工安全有著重要的保障作用。

第三，有助于提高施工質(zhì)量。在傳統(tǒng)的建筑施工中，通常施工技術(shù)人員與實(shí)際施工人員在進(jìn)行技術(shù)交底時(shí)是以施工圖紙為依據(jù)，并利用口述的形式進(jìn)行交底的。但是這種方法存在風(fēng)險(xiǎn)，如果施工技術(shù)人員的表達(dá)不清楚或者施工人員的理解有誤，就會(huì)影響施工質(zhì)量，甚至造成安全事故。在施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三維交底，即通過構(gòu)建建筑信息模型進(jìn)行施工交底，提高交底的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。通過形象的三維模型，施工人員可以更加直觀地了解技術(shù)要求，在施工過程中更好地應(yīng)用施工技術(shù)與施工方法，這對(duì)施工質(zhì)量的提高發(fā)揮了積極作用。

4 BIM技術(shù)在綠色施工中的管理及有效應(yīng)用

在建筑施工管理中，我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用通常以三維碰撞檢查和模擬實(shí)際施工為主，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行投標(biāo)的比較少。國(guó)家大力推動(dòng)BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，在這種情況下，未來BIM技術(shù)方面的人才會(huì)越來越多。但是目前建筑施工中針對(duì)BIM技術(shù)的管理和應(yīng)用仍然較少。BIM技術(shù)在綠色施工中的管理通常以協(xié)作管理為主，應(yīng)用通常以構(gòu)建可視化模型、設(shè)計(jì)施工進(jìn)度為主。

4.1 BIM技術(shù)在綠色施工中的管理

通過分析我國(guó)施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的相關(guān)案例，不難看出在建筑施工中針對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，貫穿于整個(gè)施工管理過程，如工程設(shè)計(jì)、工程施工、工程結(jié)算等環(huán)節(jié)。在綠色施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，根據(jù)施工圖紙構(gòu)建建筑模型，通過分析模型中的數(shù)據(jù)信息，找出設(shè)計(jì)中的不當(dāng)之處，在此過程中應(yīng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行有效管理。首先，在具體的技術(shù)管理過程中，由相關(guān)的管理人員對(duì)BIM技術(shù)在綠色施工中的應(yīng)用進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，制定規(guī)劃并組織技術(shù)的應(yīng)用工作。安排掌握BIM技術(shù)與施工技術(shù)的人員使用相應(yīng)的模擬軟件，針對(duì)綠色施工中不合理的部分進(jìn)行三維模擬，在此基礎(chǔ)上安排論證與修改工作。通過這種方式對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了全面優(yōu)化與完善，有效減少了綠色施工的成本。其次，組織工作信息交流活動(dòng)。通過召開會(huì)議、自行交流等方式，對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題與難點(diǎn)、綠色施工的具體要求展開集中性討論，以提高技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際效果。同時(shí)，加大力度組織BIM實(shí)操培訓(xùn)，提升工作人員三維設(shè)計(jì)的技能和工作效率，使其掌握基本建模流程與方法。最后，建立健全BIM技術(shù)操作規(guī)程。根據(jù)實(shí)際工作需求、技術(shù)發(fā)展情況及綠色施工的規(guī)范要求，協(xié)同技術(shù)人員、管理人員制定和完善BIM技術(shù)的操作規(guī)程，并且在應(yīng)用過程中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充和修改，以期為BIM技術(shù)的應(yīng)用提供基礎(chǔ)性參考[2]。

4.2 BIM技術(shù)在綠色施工方面的應(yīng)用

4.2.1 在節(jié)約利用能源方面的應(yīng)用

對(duì)于綠色建筑來說，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括節(jié)約能源、利用能源的情況等，節(jié)能對(duì)于建筑工程的投資方來說具有重要影響。在綠色施工中，節(jié)約能源主要體現(xiàn)在對(duì)能源的分配上，利用BIM技術(shù)把構(gòu)建的建筑模型導(dǎo)入相應(yīng)的能耗分析軟件中，然后結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地測(cè)算出該建筑的能耗問題，根據(jù)測(cè)算結(jié)果對(duì)能源進(jìn)行合理的分配，使得能源得到充分的利用。通過這種方式，不僅能夠達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，還能避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)的情況。目前，太陽(yáng)能作為可再生能源，是使用最為廣泛的能源之一。未來要重點(diǎn)研究如何把太陽(yáng)能合理應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)可以分析室外太陽(yáng)輻射的分布區(qū)和太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度，針對(duì)太陽(yáng)輻射在不同時(shí)間、不同季節(jié)的變化情況，合理地配備太陽(yáng)能設(shè)備。除此之外，BIM技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能的分析也可以為室外植物的種植提供一定的參考。

4.2.2 在節(jié)約利用水資源方面的應(yīng)用

當(dāng)前，我國(guó)各地的水文資料比較完整，通過查閱和分析這些水文資料，與BIM技術(shù)構(gòu)建的模型有機(jī)結(jié)合，建設(shè)相對(duì)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于初步預(yù)測(cè)出所在地域的水文條件。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果制定有效的節(jié)水方案，在施工過程中能夠合理地利用水資源，減少水資源的浪費(fèi)，達(dá)到綠色施工的目標(biāo)。具體來說，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用水管網(wǎng)，可以利用相關(guān)軟件進(jìn)行合理的布置，建立有效的水回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水、施工用水的回收和處理，處理之后將這些水資源用作施工現(xiàn)場(chǎng)的車輛沖洗、廁所用水等。在施工現(xiàn)場(chǎng)，要樹立節(jié)約用水的理念，在任何施工環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格執(zhí)行這一理念，真正地實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水目標(biāo)。此外，在施工現(xiàn)場(chǎng)要合理地利用集水池內(nèi)的水，將其用作養(yǎng)護(hù)混凝土、施工場(chǎng)地的綠化澆灌用水等。針對(duì)基坑降水和雨水，要合理地規(guī)劃使用，最大限度地提高水資源的利用率[3]。

4.2.3 在節(jié)約建筑材料方面的應(yīng)用

建筑工程涉及的施工項(xiàng)目比較多，需要消耗大量的施工材料，在施工過程中存在嚴(yán)重的浪費(fèi)情況。對(duì)于建筑工程中的管線來說，管線的布置非常復(fù)雜，而且需要密集分布，對(duì)材料的消耗量較大。在施工過程中，不同專業(yè)均會(huì)涉及管線的布置與安裝，但是由于各個(gè)部門之間溝通不暢，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管道碰撞的情況。管線安裝需要大量的預(yù)埋管件，預(yù)埋的混凝土內(nèi)部有冷媒管，實(shí)際操作的難度比較大。傳統(tǒng)施工中受到技術(shù)方面的制約，施工采用的是二維圖紙，不能直觀地看出管線碰撞問題，也不能提前處理管線碰撞問題，施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大量管線穿插作業(yè)的問題，不僅嚴(yán)重浪費(fèi)材料，還要重新返工，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、浪費(fèi)施工材料。在從應(yīng)用BIM技術(shù)后，能夠有效地解決這一問題，提前檢查管線碰撞情況，做好不同專業(yè)管線的協(xié)調(diào)工作。在施工設(shè)計(jì)時(shí)利用BIM技術(shù)，對(duì)施工過程進(jìn)行思維模擬，根據(jù)建筑工程的施工計(jì)劃和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的模擬。通過這種方式能夠在施工之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，針對(duì)這些問題提前制定有效的解決方案，保障施工的正常進(jìn)行，避免延誤工期等情況的出現(xiàn)，最大限度地利用施工材料。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助建筑工程相關(guān)管理人員制定科學(xué)的施工方案，對(duì)施工流程和施工材料進(jìn)行合理的規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)材料和資源的高效利用[4]。

4.2.4 在節(jié)約土地資源方面的應(yīng)用

在建筑工程中通常要建設(shè)臨時(shí)辦公區(qū)和生活區(qū)等，在建設(shè)之前要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行布置，在保障建設(shè)安全的基礎(chǔ)上節(jié)約土地資源，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建出施工場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)模型，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的布置，提高對(duì)施工場(chǎng)地的利用率。針對(duì)建設(shè)過程中的材料堆放等問題，提前討論并解決，確定最優(yōu)布置方案，確保施工場(chǎng)地得到高效利用。

4.2.5 在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

當(dāng)前，建筑工程的施工量非常大，施工內(nèi)容非常多，但是施工場(chǎng)地比較小。即使在施工前期增加資金投入，傳統(tǒng)的施工模式仍然難以滿足綠色施工的要求。在應(yīng)用BIM技術(shù)之后，通過構(gòu)建建筑模型，可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，從而從整體上考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，科學(xué)地預(yù)測(cè)出整個(gè)施工過程。例如，鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工對(duì)工作人員的要求非常高，一旦出現(xiàn)操作失誤極易為建筑工程埋下安全隱患。在應(yīng)用BIM技術(shù)之后，可以縮短鋼結(jié)構(gòu)的安裝時(shí)間，既減少了安裝作業(yè)中的安全隱患，也通過縮短施工周期降低對(duì)環(huán)境的影響。按照相關(guān)規(guī)定，建筑施工工地需要設(shè)置圍擋，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。在布置圍擋時(shí)也可以應(yīng)用BIM技術(shù)，使得圍擋設(shè)置更加合理，有效地控制施工產(chǎn)生的噪聲污染、大氣污染。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)于施工管理和施工質(zhì)量都有積極作用。將BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色施工中，能夠?qū)κ┕みM(jìn)度和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，不斷優(yōu)化和完善施工設(shè)計(jì)工作，減少資源的浪費(fèi)，有效提高施工效率。

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