綠色建筑施工管理中BIM 技術(shù)的影響分析

陳玉梅

（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著科技發(fā)展，人民生活質(zhì)量提高，當(dāng)前高消費(fèi)模式，綠色節(jié)能發(fā)展成為基本理念，尤其是建筑行業(yè)，節(jié)能降耗需求逐漸增加，推動(dòng)了綠色建筑節(jié)能發(fā)展。作為建筑行業(yè)，BIM 技術(shù)廣泛應(yīng)用，其通過(guò)分析模擬設(shè)計(jì)信息了解施工細(xì)節(jié)，優(yōu)化施工方案和流程，該技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用可以利用BIM 技術(shù)確定準(zhǔn)確模型和參數(shù)指導(dǎo)施工，合理應(yīng)用綠色材料和節(jié)能設(shè)計(jì)，有效節(jié)約能源，并降低施工成本，減少工程對(duì)環(huán)境的破壞。

1 綠色建筑和BIM 技術(shù)

1.1 綠色建筑

綠色建筑發(fā)展時(shí)間較短，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言我國(guó)綠色建筑仍然處于初級(jí)階段。相對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，綠色建筑是在工程建設(shè)中融入綠色理念，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)通過(guò)清潔、再生等方式盡可能避免破壞生態(tài)環(huán)境，促使建筑與生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。綠色建筑核心目標(biāo)在于保證人與自然和諧相處，實(shí)現(xiàn)利益最大化，有效利用再生資源、環(huán)保材料，減少環(huán)境資源使用量，提高水資源和建筑材料利用率，營(yíng)造合適的生存空間，并達(dá)到人與自然統(tǒng)一目標(biāo)[1]。

綠色建筑施工管理是基于社會(huì)和諧和資源節(jié)約提出的，在此基礎(chǔ)上，建筑企業(yè)需要具有環(huán)保意識(shí)，并根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)歸納整合各階段資源需求，以資源持續(xù)利用為中心完善項(xiàng)目施工綠色管理，進(jìn)而促使建筑施工和生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，為工程建設(shè)發(fā)展提供保障。

1.2 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是利用BIM 軟件構(gòu)建數(shù)字信息模型，其中包括項(xiàng)目全生命周期特性、物理信息、過(guò)程控制以及施工進(jìn)度等內(nèi)容。BIM 也就是建筑信息模型，一般是在3D 模型上加入一些材料構(gòu)成4D 模型，之后融入工作中的成功做法形成了5D 模型，若是材料足夠可以形成ND 模型，之后根據(jù)該模型進(jìn)行施工，可以提高施工效率，減少施工誤差，保證施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保施工目標(biāo)。

2 綠色建筑施工管理中BIM 技術(shù)應(yīng)用

2.1 全過(guò)程應(yīng)用

綠色建筑施工即為項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、拆遷等工作實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施順序，BIM 應(yīng)用在各個(gè)階段，其價(jià)值也在項(xiàng)目實(shí)施中實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，BIM 技術(shù)在不同階段特點(diǎn)不同，其在前期分析時(shí)，BIM 會(huì)支持業(yè)主的建議。搭建模型時(shí)，BIM技術(shù)憑借主導(dǎo)價(jià)值進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工。在虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)，BIM 可以指導(dǎo)項(xiàng)目，為項(xiàng)目施工運(yùn)維工作開(kāi)展提前制訂計(jì)劃。

綠色建筑施工管理中，全過(guò)程管理包括前期策劃、可行性研究、項(xiàng)目實(shí)施、運(yùn)維、拆除，BIM 是建筑信息模型，其中涉及了各種建筑信息，當(dāng)前，綠色建筑施工管理中除了拆除階段并未應(yīng)用BIM 技術(shù)其他階段均有應(yīng)用，其為綠色建筑具體實(shí)施提供了指導(dǎo)[2]。

2.2 決策階段應(yīng)用

綠色建筑施工管理中，決策階段需要考慮后續(xù)BIM 使用模式，盡可能減少運(yùn)維費(fèi)用，提高效率。因此，需要進(jìn)行以下工作：①調(diào)查分析工作。前期策劃是基于環(huán)境條件調(diào)查分析得到的，實(shí)際調(diào)查內(nèi)容包括了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面，這一階段通過(guò)采用調(diào)查問(wèn)卷、實(shí)地調(diào)查、文獻(xiàn)綜述等方式得到結(jié)果，主要調(diào)查環(huán)境因素包括：地形、能源、氣候、舊建筑、災(zāi)害等。②明確項(xiàng)目?jī)?nèi)容和目標(biāo)。通過(guò)調(diào)查得到基本信息，之后具體細(xì)化項(xiàng)目框架，確定內(nèi)容、規(guī)模、目標(biāo)，并將其分為不同階段與內(nèi)外部環(huán)境結(jié)合制定綠色建筑評(píng)價(jià)體系以及綠色施工管理方案。③劃分項(xiàng)目功能。在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和區(qū)域等因素影響下，項(xiàng)目運(yùn)維使用者需要明確劃分項(xiàng)目各種功能及其面積等。④明確組織策劃。綠色建筑施工管理需要各個(gè)專業(yè)人員參與其中，協(xié)同管理，其實(shí)管理關(guān)鍵。因此，在決策極端，需要積極引導(dǎo)各參與人員參與其中。⑤分析決策風(fēng)險(xiǎn)。決策階段可以分析項(xiàng)目面臨的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、組織等風(fēng)險(xiǎn)。

在決策階段，BIM 主要應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境模擬、建模、場(chǎng)地分析、成本核算以及總體規(guī)劃等方面，尤其是綠色生態(tài)環(huán)境模擬中應(yīng)用。該階段，BIM 軟件中的CFD、ECOTECT 等可以確定決策結(jié)果。例如在生態(tài)環(huán)境模擬中，BIM 的應(yīng)用需要先收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并分析調(diào)查結(jié)果，進(jìn)而根據(jù)施工場(chǎng)地梳理生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)完整準(zhǔn)確，之后輸入專業(yè)參數(shù)，最后根據(jù)建筑要求得到三維模型、圖紙等。

綠色建筑施工管理中BIM 應(yīng)用的影響主要體現(xiàn)在環(huán)境、管理、能源、經(jīng)濟(jì)方面。在環(huán)境上，BIM 可以模擬生態(tài)環(huán)境，影響熱、風(fēng)、日照等環(huán)境；在管理上，BIM 可以進(jìn)行現(xiàn)狀建模，影響信息資源；在能源上，BIM 可以進(jìn)行場(chǎng)地分析，影響建筑節(jié)能；在經(jīng)濟(jì)上，BIM 可以核算成本，影響項(xiàng)目費(fèi)用[3]。

2.3 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

綠色建筑施工管理中，設(shè)計(jì)階段需要遵循與時(shí)俱進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)以及節(jié)能低碳等原則。

在該階段，BIM 的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下6 個(gè)方面。

（1）協(xié)同共享。BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)指的是各專業(yè)協(xié)同和建設(shè)溝通。利用BIM 技術(shù)可以在其所提供的同一平臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方案、幕墻設(shè)計(jì)、特種設(shè)備設(shè)計(jì)、DBV 信息等，施工過(guò)程中可以及時(shí)將調(diào)整變化的信息傳輸至平臺(tái)中。

（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)。BIM 的3D 協(xié)同平臺(tái)可以幫助各專業(yè)在同一平臺(tái)上進(jìn)行溝通交流，例如解耦股專業(yè)可以通過(guò)PKPM 等軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，之后利用信息交換軟件導(dǎo)入BIM 信息模型，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型接觸上通過(guò)協(xié)同平臺(tái)整合水電暖等專業(yè)模型，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型與安裝模型的碰撞，及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)留洞口，基于此得到洞口預(yù)留圖紙，開(kāi)展專業(yè)施工，避免出錯(cuò)。

（3）分析施工變更。BIM 應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段可以存儲(chǔ)豐富的建筑屬性信息，也能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確量化比較參照物，保證施工符合設(shè)計(jì)意圖，運(yùn)維過(guò)程中BIM 可以實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整，落實(shí)好綠色建筑管理目標(biāo)。

（4）優(yōu)化日照和植物。利用BIM 中的Lotect Analysis 分析太陽(yáng)輻射，通過(guò)科學(xué)分析數(shù)據(jù)規(guī)劃建筑位置、間距等，并選擇合適植物，起到遮陰降噪作用。

（5）跟蹤降低碳排放量。綠色建筑施工中，碳排放量控制也十分重要，BIM 中的Ecotect 和GBS 等軟件可以設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)建筑綠色程度，進(jìn)行地毯設(shè)計(jì)分析，通過(guò)關(guān)聯(lián)建筑估算碳足跡，并利用3D模型準(zhǔn)確估算基地挖填方珊瑚糧，平衡土方，準(zhǔn)確計(jì)算該概念車(chē)材料數(shù)量，減少備料和廢氣料。

（6）收集利用雨水。BIM 通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)管線技術(shù)與灌流分析仿真軟件設(shè)計(jì)中水回收循環(huán)利用系統(tǒng)，改善污水和垃圾指標(biāo)。

綠色建筑施工管理中，BIM 技術(shù)應(yīng)用影響主要體現(xiàn)在環(huán)境、管理、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境、能源等方面。在環(huán)境、管理、能源方面的影響同上，在進(jìn)度上體現(xiàn)在設(shè)計(jì)施工變更上，影響綠色規(guī)劃施工進(jìn)度；在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上體現(xiàn)在日照輻射和植物選擇上，影響項(xiàng)目費(fèi)用。

2.4 施工階段應(yīng)用

綠色建筑施工階段，管理要點(diǎn)在于成本、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、環(huán)境、組織等方面的控制。

在該階段，BIM 技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在以下7 個(gè)方面。

（1）碰撞檢查。BIM 技術(shù)可以將設(shè)計(jì)成果和施工內(nèi)容匯總在同一平臺(tái)上開(kāi)展碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)二者沖突，調(diào)整工作，避免施工出現(xiàn)錯(cuò)誤，并出具自動(dòng)分析檢測(cè)報(bào)告，修正綠色評(píng)估結(jié)果影響坐標(biāo)點(diǎn)。

（2）建造4D 虛擬。BIM 利用REVIT 等軟件進(jìn)行虛擬模擬，形成模型可以反映建筑實(shí)體全部信息，其可以將動(dòng)畫(huà)演示與真實(shí)構(gòu)建聯(lián)系起來(lái)，得到BIM 虛擬施工技術(shù)[4]。利用該技術(shù)可以避免施工污染和錯(cuò)誤，縮短工期，降低成本，減少風(fēng)險(xiǎn)。

（3）優(yōu)化方案。BIM 技術(shù)利用各種工具優(yōu)化綠色建筑施工方案，解決施工面臨的各種問(wèn)題，確保施工順利進(jìn)行。

（4）優(yōu)化組織。BIM 可視化平臺(tái)為項(xiàng)目參與方提供了溝通交流計(jì)劃，方便參與人員了解專業(yè)知識(shí)，提高了施工效率。

（5）提高環(huán)境質(zhì)量，節(jié)約用地。BIM 通過(guò)模擬室外峰環(huán)境提高建筑周邊舒適度，同時(shí)通過(guò)科學(xué)布局建筑和景觀等優(yōu)化流程分布，提高環(huán)境質(zhì)量，并有效利用土地資源。

（6）分析噪聲。利用BIM 進(jìn)行聲環(huán)境模擬，記錄建筑材料和室內(nèi)裝修等方面信息，迅速預(yù)測(cè)建筑物聲學(xué)質(zhì)量，并對(duì)聲學(xué)改造方案進(jìn)行可行性預(yù)測(cè)。

（7）管理材料，存儲(chǔ)信息。材料出廠會(huì)設(shè)置RFID 標(biāo)簽，通過(guò)閱讀器可以將標(biāo)簽中的信息錄入到BIM 信息模型中，在此基礎(chǔ)上跟蹤材料，優(yōu)化運(yùn)輸車(chē)輛、路線和順序，保證現(xiàn)場(chǎng)保存材料質(zhì)量，布置項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)利用云平臺(tái)傳輸信息，減少信息錄入措施，做好材料管理工作。

2.5 運(yùn)行維護(hù)應(yīng)用

綠色建筑運(yùn)維階段，管理要點(diǎn)在于節(jié)能節(jié)水節(jié)材、事故解決、宣傳綠色建筑等方面。

在該階段，BIM 技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

（1）制訂運(yùn)維計(jì)劃。BIM 的可視化功能可以對(duì)綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)急模擬、人群熱舒適度模擬等，之后及時(shí)反饋檢測(cè)指標(biāo)，物管人員在此基礎(chǔ)上制定運(yùn)維方案。

（2）評(píng)價(jià)綠色標(biāo)識(shí)。利用BIM 的3D 模型可以計(jì)算碳排放量，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，確保該階段綠色建筑評(píng)估達(dá)到指標(biāo)。

（3）維護(hù)設(shè)備。物業(yè)可以利用BIM 中的竣工模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、平臺(tái)和接口更新數(shù)據(jù)，并通過(guò)可視化模型讀取設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，更新數(shù)據(jù)。

（4）拆除材料回收。利用BIM 的RFDI 標(biāo)簽信息，竣工模型可以保存這些信息，以便運(yùn)維管理，同時(shí)為建筑改造修繕提供方案。拆除時(shí)，利用BIM 準(zhǔn)確定位可持續(xù)再生資源和循環(huán)利用資源，制定計(jì)劃減少拆除污染和資源浪費(fèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色建筑施工管理中通過(guò)應(yīng)用BIM 技術(shù)可以解決諸多管理問(wèn)題，落實(shí)綠色技術(shù)，提高建筑綠色建造水平和信息化程度，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。