綠色建筑全壽命周期的技術(shù)應(yīng)用及功能提升

王 韜

(浙江搏鴻建設(shè)工程有限公司 浙江 溫州 325000)

建筑行業(yè)的發(fā)展消耗了大量的資源,因此為了能夠?qū)崿F(xiàn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展,將BIM 技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)中,一方面能夠提升工作效率,一方面能夠降低施工成本,具有極高的實(shí)用價(jià)值。

1 綠色建筑的概念界定

在新時(shí)代中,大眾的生活得到了很大的變化,使得大眾對(duì)自身的生活環(huán)境與工作環(huán)境有了新的要求。在可持續(xù)發(fā)展的理念下,節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為了世界各種未來(lái)的發(fā)展目標(biāo),綠色建筑既能夠滿足大眾對(duì)生活環(huán)境與工作環(huán)境的要求,同時(shí)也能滿足綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。

綠色建筑指的是在人類(lèi)的生產(chǎn)和生活過(guò)程中能夠?qū)Y源進(jìn)行最大限度的使用,同時(shí)能夠?qū)?duì)周邊環(huán)境的影響降到最低,對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境平衡起到了積極的促進(jìn)作用的建筑。綠色建筑重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了環(huán)保節(jié)能,環(huán)保節(jié)能的理念一直貫穿在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)以及拆除環(huán)節(jié)等中。綠色建筑提倡建筑的使用者要高效的利用資源和能源,降低對(duì)于生態(tài)環(huán)境的污染。同時(shí),一方面不能增加生態(tài)環(huán)境的壓力,一方面能夠?yàn)榇蟊妱?chuàng)建優(yōu)勢(shì)的生活空間與工作空間[1]。

2 BIM 技術(shù)在綠色建筑全壽命周期的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 BIM 技術(shù)能夠?qū)⒕G色建筑的全壽命周期進(jìn)行高度覆蓋

將擬建的綠色建筑與BIM 技術(shù)結(jié)合后形成建筑模型,同時(shí)構(gòu)建BIM 技術(shù)信息平臺(tái),利用平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目資源和所有的信息數(shù)據(jù)的共享的狀態(tài),一方面能夠?yàn)閿?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保證,一方面能夠提升了建設(shè)項(xiàng)目的信息化程度,另一方面能夠提升了信息技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用。BIM 技術(shù)的應(yīng)用會(huì)從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃階段開(kāi)始到建筑項(xiàng)目壽命結(jié)束為終點(diǎn),能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)與模擬,同時(shí)在建筑爆破拆除過(guò)程中也能發(fā)揮出BIM 技術(shù)的作用,達(dá)到綠色拆除的目的。

2.2 BIM 技術(shù)具有較強(qiáng)的模擬和分析功能

在建筑項(xiàng)目的建設(shè)和后期使用過(guò)程中,如果不能對(duì)這些環(huán)境進(jìn)行全面性的模擬和分析,僅憑借以往的經(jīng)驗(yàn)很容易出現(xiàn)較大的誤差。BIM 技術(shù)能夠?yàn)榻ㄖ?xiàng)目提供可視化效果,根據(jù)綠色建筑在不同階段的變化真實(shí)的反映出建筑的實(shí)時(shí)效果,能夠?yàn)榫G色建筑的建設(shè)環(huán)節(jié)提供更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料,各個(gè)參與單位能夠利用數(shù)據(jù)資料對(duì)建筑項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)展情況進(jìn)行實(shí)施觀測(cè),一旦出現(xiàn)突發(fā)情況能夠及時(shí)的、高效的實(shí)施應(yīng)對(duì)措施,然后根據(jù)建筑項(xiàng)目反饋信息進(jìn)行策略調(diào)整,為綠色建筑的施工建設(shè)提供了技術(shù)支持[2]。

3 綠色建筑全壽命周期的技術(shù)應(yīng)用情況分析

3.1 BIM 技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用情況

建筑設(shè)計(jì)一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程,由于它設(shè)計(jì)的方便非常多,因此具有很強(qiáng)的綜合性。在綠色建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)隊(duì)伍需要對(duì)建筑項(xiàng)目的使用功能進(jìn)行全方位考察,綜合各方面因素后對(duì)建筑項(xiàng)目的質(zhì)量、成本方面進(jìn)行設(shè)計(jì),滿足利益相關(guān)者的各種要求。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,建筑項(xiàng)目的整個(gè)壽命都要考慮環(huán)境因素與經(jīng)濟(jì)因素,從而能夠有效的控制建筑施工的成本支出。在設(shè)計(jì)階段中主要包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容:第一,要減少室外環(huán)境污染;第二,要節(jié)約資源和能源的利用率。

3.1.1 減少對(duì)室外環(huán)境造成的污染

綠色建筑必須要降低室外環(huán)境污染的情況,因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須要將如何防治污染放在設(shè)計(jì)的首要位置。在綠色建筑的整個(gè)壽命周期內(nèi)要將廢棄物與污染物的排放量降到最低的程度,同時(shí)在建筑群眾合理的設(shè)計(jì)垃圾分類(lèi)回收利用中心,將各種垃圾進(jìn)行分解。在施工期間工地的臨時(shí)廁所和化糞池必須要實(shí)施防滲漏措施,做好防蠅工作,從而能夠有效的避免出現(xiàn)污染水體和污染環(huán)境的情況。

3.1.2 能夠有效的節(jié)約資源

在設(shè)計(jì)階段,要利用建筑施工場(chǎng)地的自然條件與資源條件來(lái)保護(hù)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境。在節(jié)約水資源方面必須要制定出科學(xué)詳細(xì)的用水規(guī)劃措施,一方面要考慮如利用雨水,一方面要考慮利用新型的排水系統(tǒng),從而加大節(jié)約用水的效果。在施工中出現(xiàn)的污水必須要經(jīng)過(guò)沉淀等處理后排放,在排放時(shí)可以考慮將沉淀處理水用來(lái)灑水降塵,或者用來(lái)回收進(jìn)行二次利用。對(duì)建筑施工過(guò)程中使用的施工設(shè)備要采取保護(hù)措施,使之能夠進(jìn)行循環(huán)利用[3]。

在土地資源方面,應(yīng)當(dāng)降低建筑的密度,在一定程度內(nèi)增加層數(shù),能夠有效的降低土地占用面積。與此同時(shí),要減少由于過(guò)設(shè)計(jì)及或者出現(xiàn)不必要的設(shè)計(jì)造成的資源消耗,提升建設(shè)資金的使用率。

3.1.3 提高能源的利用率

由于我國(guó)幅員遼闊,各個(gè)地域中間的氣候條件有很大的差異性,因此在進(jìn)行室外設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)建筑的配置、朝向、間距等方面進(jìn)行優(yōu)化,加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能與風(fēng)能等資源的利用,提高可再生資源的利用率和利用效果。

3.1.4 改進(jìn)建筑材料的使用

在設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目的過(guò)程中,要考慮到周邊的生態(tài)環(huán)境,盡量保持周邊生態(tài)環(huán)境的原狀態(tài),如果周?chē)泄糯ㄖ锘蚬艠?shù)等要進(jìn)行充分利用和保護(hù),將古代建筑物或古樹(shù)巧妙的融入到設(shè)計(jì)圖中。在設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目時(shí)要使用綠色施工材料,并考慮材料的可回收性,同時(shí)要擴(kuò)大綠化面積,重視建筑與環(huán)境之間的和諧發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

3.2 BIM 技術(shù)在綠色建筑施工階段的應(yīng)用情況

在建筑施工階段中,傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目會(huì)將各個(gè)建筑團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分割,使得各個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的交流不足,導(dǎo)致建筑施工項(xiàng)目質(zhì)量不夠理想,施工工期常常出現(xiàn)延誤等問(wèn)題。在建筑的全壽命周期中,可以在施工階段采取以下應(yīng)用措施,

第一,要加強(qiáng)組織管理。建筑施工項(xiàng)目中的各個(gè)參與方,比如所發(fā)包商、承包方以及后期的運(yùn)營(yíng)方等都要積極的參與到建筑項(xiàng)目的施工過(guò)程中,并通過(guò)協(xié)作的方式完成施工任務(wù),一方面要發(fā)揮出各個(gè)參與方的作用,一方面能夠加強(qiáng)各個(gè)參與方之間的聯(lián)系。在建筑項(xiàng)目施工建設(shè)中要構(gòu)建科學(xué)的管理層次,實(shí)行統(tǒng)一的指揮,并明確各個(gè)參與方的責(zé)任,提升建筑項(xiàng)目施工的管理能力,優(yōu)化管理方法,提升管理水平。

第二,要減少材料的浪費(fèi)情況,對(duì)各種邊角料進(jìn)行回收,并進(jìn)行多次利用。首先要合理的安全工作,制定出流水作業(yè)計(jì)劃,有效的降低材料的消耗,避免出現(xiàn)材料浪費(fèi)的情況,從而能夠提升材料的使用率。對(duì)建筑材料的邊角料要進(jìn)行回收,同時(shí)要實(shí)施合理的利用,比如所廢鋼可以按照施工的需要做為原材料使用等等,從而達(dá)到綠色環(huán)保施工的效果。

3.3 BIM 技術(shù)在綠色建筑運(yùn)營(yíng)和回收的應(yīng)用情況

建筑項(xiàng)目施工的各個(gè)參與方應(yīng)當(dāng)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),其中包括業(yè)主方、運(yùn)營(yíng)方、開(kāi)發(fā)管理方等等,將建筑項(xiàng)目的整個(gè)生命周期進(jìn)行管理和維護(hù),達(dá)到資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益平衡的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)和諧的管理目標(biāo)。

3.4 BIM 技術(shù)在綠色建筑爆破才出的應(yīng)用情況

當(dāng)建筑達(dá)到使用年限或者發(fā)生嚴(yán)重破壞后不能進(jìn)行正常的使用,就必須要進(jìn)行爆破拆除,建筑項(xiàng)目的生命終點(diǎn)就是爆破拆除階段。BIM 技術(shù)可以將爆破拆除畫(huà)面進(jìn)行模擬,為拆除人員選擇爆破點(diǎn)提供助力,從而制定出最優(yōu)的爆破方案。

4 綠色建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)期面臨的問(wèn)題

從項(xiàng)目全生命周期分析,相比項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與建設(shè)階段,運(yùn)行維護(hù)階段通常情況下需要持續(xù)十幾年乃至幾十年,所以我們說(shuō)項(xiàng)目的重點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)階段。研究發(fā)現(xiàn),綠色建筑處于運(yùn)維階段常見(jiàn)的主要問(wèn)題是:一是綠色建筑處于運(yùn)維時(shí)期常常會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患問(wèn)題,一般問(wèn)題的產(chǎn)生是由于設(shè)計(jì)時(shí)期綠色建筑的技術(shù)選擇不合理造成的[4]。比如,雨水花園技術(shù)廣泛應(yīng)用于綠色建筑,在特殊的喀斯特地貌環(huán)境中,雨水花園滲入的雨水進(jìn)入地下,沖刷地表土使之進(jìn)入地下巖溶洞穴,造成地面沉降,從而對(duì)地表建筑物造成嚴(yán)重的破壞。二是綠色建筑系統(tǒng)投入產(chǎn)出較低,所以我們經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)效益并不十分明顯。當(dāng)前,綠色建筑運(yùn)用的系統(tǒng)缺乏集成和優(yōu)化,采用的系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行成本相當(dāng)高,導(dǎo)致綠色建筑后期運(yùn)行中設(shè)備發(fā)生閑置,達(dá)不到應(yīng)有的預(yù)期效果。三是綠色建筑設(shè)備運(yùn)維技術(shù)難度相當(dāng)大。

目前,綠色建筑所使用的設(shè)備,無(wú)論是施工方面,還是運(yùn)行、維護(hù)方面的專(zhuān)業(yè)性都強(qiáng),技術(shù)要求高。然而,我國(guó)目前尚缺乏這方面的高科技人才,導(dǎo)致綠色建筑在運(yùn)行維護(hù)方面難以達(dá)到理想的要求。為解決綠色建筑今后很長(zhǎng)一段時(shí)期運(yùn)維方面的問(wèn)題,我們要在對(duì)綠色建筑運(yùn)維管理模式優(yōu)化的同時(shí),還要從根本上提升綠色建筑的各項(xiàng)功能,以此來(lái)促進(jìn)綠色建筑后期運(yùn)維問(wèn)題的有效解決。

住建部于2015年提出建立基于BIM 技術(shù)的運(yùn)維管理模式。通過(guò)BIM 技術(shù)可以為人們提供重要的建筑信息和可視化模型,從而更加便于管理人員深入了解并熟悉建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),便于建筑專(zhuān)業(yè)人員更好地進(jìn)行維護(hù)和管理。例如,建筑可視化模型可以幫助管理人員在一些大型商業(yè)寫(xiě)字樓運(yùn)營(yíng)管理中更好地進(jìn)行消防演練。其次,通過(guò)科學(xué)先進(jìn)的BIM 技術(shù),能將建筑設(shè)備位置信息進(jìn)行精準(zhǔn)定位,顯示設(shè)備與其他設(shè)備間的位置以及關(guān)聯(lián)情況,為設(shè)備維護(hù)與檢修工作提供重要支持。最后,使用性能分析軟件,同時(shí)依據(jù)BIM 模型提供的科學(xué)信息,模擬計(jì)算能耗、照明、光熱系數(shù)、溫度分布等各種信息,利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)建筑項(xiàng)目實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控建筑,選擇最科學(xué)合理的節(jié)能管控方案。

5 綠色建筑的功能提升

為了從根本上促進(jìn)綠色建筑在后期運(yùn)維的問(wèn)題的解決,推動(dòng)綠色建筑功能提升,我們需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化管理,以此確保綠色建筑無(wú)論從性能方面還是功能方面都能滿足各項(xiàng)要求。綠色建筑優(yōu)化設(shè)計(jì),人們要重點(diǎn)考量健康化、系統(tǒng)化以及因地制宜等多個(gè)不同方面。

第一,綠色建筑系統(tǒng)化,主要是為了提升建筑物自我調(diào)節(jié)能力,利用對(duì)建筑物外部形狀和內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的改變,以此來(lái)有效改善建筑物體形系數(shù)以及朝向等,利用建筑物本身特點(diǎn)來(lái)對(duì)室外環(huán)境以及室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行有效調(diào)節(jié),以此來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)全面平衡,最終不斷增強(qiáng)建筑物整體的利用率,同時(shí)還能達(dá)到減少外部設(shè)備使用的目的。

第二,綠色建筑健康化,主要就是為人們打造一種健康舒適的生活空間,不能簡(jiǎn)單理解為保障人體的安全性與無(wú)害性,健康化還可以為人們的精神創(chuàng)造一種安逸舒適的狀態(tài),另外,我們還要同周邊的自然環(huán)境融為一體。為了實(shí)現(xiàn)綠色建筑全壽命周期功能提升的目的,我們需要全面分析建筑空間、技術(shù)以及資源投入的有機(jī)協(xié)調(diào)。

第三,綠色建筑的因地制宜,能夠?qū)⒔ㄖ夹g(shù)、建筑功能以及材料等與當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境、地理環(huán)境、當(dāng)?shù)貧夂蚝湍茉聪鄥f(xié)調(diào),尊重建筑物本身的地域特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)與其相互融合,能耗下降的效果[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑是建筑行業(yè)未來(lái)最主要的發(fā)展方向,科學(xué)建筑技術(shù)的應(yīng)用與功能提升是未來(lái)提高項(xiàng)目建設(shè)速度和質(zhì)量的有效途徑。將綠色建筑理念與先進(jìn)的建筑模式相結(jié)合,構(gòu)建高效的項(xiàng)目發(fā)展模式,是未來(lái)我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。本文結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)建了綠色建筑背景下建筑工業(yè)化的發(fā)展模式和實(shí)證分析。為我國(guó)建筑功能提升提供重要的思考,進(jìn)而為完善我國(guó)綠色建筑化研究體系提供重要的參考。