基于BIM的綠色建筑施工流程優(yōu)化路徑探討

焦麗麗

（云南經(jīng)濟管理學院，昆明 650106）

隨著現(xiàn)階段綠色建筑的應用越來越廣泛，在資源的消耗和環(huán)境的影響方面也產(chǎn)生了巨大的副作用，因此需要借助于BIM技術實現(xiàn)施工過程資源消耗的減少，有效控制施工成本，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益和社會價值。借助于此種方式來進行建筑行業(yè)的升級改造，與當前的低碳經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢相吻合，有利于建筑企業(yè)的長遠可持續(xù)健康發(fā)展。

1 BIM

BIM被稱為建筑信息模型，全稱為Building information Modeling，其中B表示建筑，I表示信息，M表示模型。建筑信息模型主要指的是三維數(shù)字技術基礎上實現(xiàn)的工程數(shù)據(jù)模型，可以對工程項目全過程的構建、施工及運營進行數(shù)字化表示，對其內(nèi)容和流程進行全方位展示。BIM技術可以將建筑中的幾何組件，利用仿真3D模型方式進行展現(xiàn)，其中包含門、窗戶、墻體、樓梯和房梁等，可以對其幾何組件的多個屬性進行表達，比如數(shù)量、顏色及材質等。借助BIM技術可以實現(xiàn)全方位的項目建設、多個參與方的全壽命周期管理，以此來對不同階段下的建筑全過程數(shù)據(jù)、資源實現(xiàn)操作，比如查詢、計算、分析及信息的整合處理等，如圖1所示。利用此種方式可以實現(xiàn)建筑能耗的節(jié)約，最大限度地減少建筑污染現(xiàn)象，滿足綠色建筑的評價標準。BIM主要是對項目進行共享的一個數(shù)據(jù)平臺，對工程建設項目的全生命周期中所包含的多個方面的動態(tài)工程信息進行創(chuàng)建和管理，實現(xiàn)實時化的共享操作。對于異構工程數(shù)據(jù)和分布式的工程數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)一致性以及全局共享。

圖1 BIM技術對發(fā)展綠色建筑的關鍵作用

2 綠色建筑施工

2.1 內(nèi)涵

綠色建筑施工主要指的是在遵循綠色理念的基礎上確保施工任務可以順利完成，達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的。在綠色建筑施工過程中，需要對場地進行合理化科學的布置和設置，借助于綠色施工技術，來確保多個方面的污染可以得到最大化的減少，比如噪音、光污染、大氣污染及土污染等，通過此種方式可以有效地降低對周圍環(huán)境的破壞。根據(jù)其規(guī)范要求確保綠色建筑施工可以在整個過程中得以順利進行。

另外，綠色建筑施工屬于一個施工過程的整體思路應用和思維方式，可以對綠色施工組織設計實現(xiàn)科學化和合理化的應用，確保經(jīng)濟效益和環(huán)境效益良好實現(xiàn)，促進建筑行業(yè)健康發(fā)展。綠色施工過程中需要借助設備、技術及材料，所需要的勞動力比較密集，對土地資源也有一定的依賴。基于此，在施工過程中，為確保施工可以順利進行，施工人員需要在科學化和規(guī)范化的操作要求下，利用管理模式和針對性來確保綠色建筑的施工效果可以達到理想化的狀態(tài)。

2.2 綠色建筑施工理念

在傳統(tǒng)建筑施工過程中對于能源的消耗相對較大。采用綠色建筑施工理念可以有效地減少能源消耗，綠色建筑施工主要是從環(huán)保角度出發(fā)，實現(xiàn)施工質量、建筑功能和結構安全要素的完成，利用回收率高且生產(chǎn)能耗較低的節(jié)能型環(huán)保材料來進行建筑施工，可以極大地減少材料在生產(chǎn)和運輸環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的能耗損失，有效地減少對周圍的環(huán)境所造成的污染，極大地降低了施工成本綠色建筑施工過程中倡導綠色環(huán)保的理念，因此在綠色建筑施工過程中需要最大限度地減少對環(huán)境的污染和對不可再生資源的破壞和利用，可以借助太陽能、風能和地熱能等多種可再生資源。利用無毒無害或者低毒低排放的環(huán)保型材料及設備來降低減少對環(huán)境造成的破壞。

2.3 綠色建筑施工特點

首先，以環(huán)境效益為中心原則，改善傳統(tǒng)建筑施工模式，其中包含工期、質量、成本及安全等多個方面的問題，在施工過程中還需要實現(xiàn)文明施工、節(jié)約能源資源及保護環(huán)境，實現(xiàn)建筑和自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

其次，綠色建筑施工方式擺脫了傳統(tǒng)建筑施工中的均衡模式，以進度、質量及成本為主要著眼點，將自然資源的保護和合理化科學化利用作為主要的重點項目，綠色建筑施工的主要目標之一為節(jié)約資源，其中包含水資源、能源、材料及土地資源等。

另外，綠色建筑全壽命周期中，需要重視對國家稀缺資源的保護，實現(xiàn)環(huán)境效益的最大化。

3 基于BIM技術的綠色建筑施工管理優(yōu)勢

3.1 合理施工規(guī)劃

BIM技術的建筑三維模型中，包含了多種建筑建造過程中出現(xiàn)的基礎信息，借助于BIM技術設計人員可以對建筑施工中存在的各個環(huán)節(jié)進行掌握，設計人員可以根據(jù)信息精確地了解建筑施工的特點及難點。在建筑三維模型建造過程中，部分信息肯能會受到建筑的外部環(huán)境影響，在此種情況下就需要建筑施工人員來充分地應用預測信息進行施工流程的調整和規(guī)劃設計，避免外部環(huán)境的因素對施工產(chǎn)生一定的影響，確保整個施工環(huán)節(jié)都可以高質量的完成。通過BIM技術，設計人員還對整個的施工現(xiàn)場進行規(guī)劃設計（如圖2所示），確保施工過程更加科學合理。

圖2 綠色建筑分析概覽

3.2 節(jié)約資源

在建筑施工過程中，經(jīng)常會受到各種環(huán)境因素影響，因此需要進行施工環(huán)節(jié)的調整，在傳統(tǒng)方式當中，施工環(huán)節(jié)變化就很可能造成不合格的問題或者導致返工，因此在建筑資源方面就會產(chǎn)生一定的浪費，在施工周期延長的同時還可能提升其建造成本。在施工過程當中，利用BIM技術可以使施工設計人員對建筑整體構造有直觀的了解，在建造資源規(guī)劃和管理方面也會得到加強，因此在建筑資源方面可以更加科學合理地投入和應用，其共享信息資源使得施工建設人員可以在第一時間掌握施工流程的變動范圍和內(nèi)容，從根本上避免了外界因素造成的施工不合格問題，實現(xiàn)有效節(jié)約資源。

3.3 科學設計管線

在建筑施工過程中需要使用到不同的工作管線，比如水電環(huán)節(jié)需要借助管線才可以實現(xiàn)，不同的管道網(wǎng)絡就會形成一個復雜的施工流程，使得施工效率下降，在管線之間需要保持一定的安全距離，避免長期的相互影響造成安全方面的問題。借助BIM技術可以實現(xiàn)建筑三維模型的構建，作為設計者來說可以直觀地了解和掌握建筑當中的各個部分特點，以此來對管線進行規(guī)劃，避開重要的部位，有效降低管線對施工整體過程造成的影響，實現(xiàn)資源的有效利用，達到綠色施工的目標。

3.4 準確監(jiān)測參數(shù)

在BIM技術應用中，建筑三維模型屬于一種動態(tài)化的模型狀態(tài)，因此在建造過程中，參數(shù)的監(jiān)測需要確保精確。針對綠色建筑來說，施工過程中需要注意對環(huán)境所造成的污染行為和現(xiàn)象，借助BIM技術在施工過程中對各種建筑垃圾的去向進行有效監(jiān)控，在專門的數(shù)據(jù)處理和分析下，對廢棄物做出科學化處理，通過此種方式在建筑施工過程當中降低對環(huán)境的影響。

4 BIM技術在綠色建筑施工管理中的應用

首先，在設計過程中，針對綠色建筑的建造過程需要科學設計來實現(xiàn)其節(jié)能環(huán)保要求，在節(jié)能的實現(xiàn)過程中分為設備和技術2個方面，對施工環(huán)節(jié)進行科學設計。在設計工作中需要協(xié)調各個部門之間的工作內(nèi)容，提升建造效率通過BIM技術所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，避免各個因素導致的施工質量問題，提升施工的質量。

其次，在施工過程中，需要確保資源得到合理化應用，對于綠色建筑施工來說，設計人員需要整體把握建造過程當中的各部分資源情況，避免出現(xiàn)不必要資源浪費現(xiàn)象，以此來提升資源的使用效率。在傳統(tǒng)施工過程中，針對施工過程產(chǎn)生的資源損耗，設計人員需要根據(jù)經(jīng)驗來進行預測判斷，因此造成施工環(huán)境和實際規(guī)劃存在一定的出入，產(chǎn)生資源浪費現(xiàn)象。借助于BIM技術可以使管理人員進行資源使用信息的有效應用和規(guī)劃設計，第一時間發(fā)現(xiàn)資源的浪費現(xiàn)象和環(huán)節(jié)，實現(xiàn)資源合理化應用的同時也達到了資源節(jié)約的目標。

5 應用BIM技術的綠色建筑施工流程優(yōu)化措施

綠色建筑施工流程分為4個階段，分別為決策階段、開發(fā)階段、實施階段及結束階段。針對每一個階段進行個性化的優(yōu)化和調整。

在決策階段中，BIM技術需要按照以客戶為中心的原則理念來進行應用，根據(jù)客戶自身對綠色建筑的實際需求和建筑自身的環(huán)境特點，例如規(guī)劃定位、用地檢查、場地模擬及漫游等。在3D的建筑模型當中，需要將綠色建筑直觀呈現(xiàn)給各個參與方內(nèi)部。在企業(yè)內(nèi)部做好宣傳示范，以此來方便各個部門積極參與到施工方案的制定和開發(fā)優(yōu)化過程當中。

在開發(fā)階段中，BIM技術需要實現(xiàn)多個部分的優(yōu)化和應用，開發(fā)階段包含初步設計、施工圖設計及招投標3個部分。在開發(fā)階段中需要注意全局的優(yōu)化狀態(tài)，在建筑的全壽命周期內(nèi)實現(xiàn)可再生資源和節(jié)能方式的最大限度應用。BIM技術需要在節(jié)能設計、預留采光通風通道的基礎上實現(xiàn)3D建模操作，進行施工流程的模擬和設計方案的優(yōu)化，最終實現(xiàn)施工效率的提升。借助用能模擬式來進行建筑節(jié)能情況的分析和掌握，對其中存在的不合理設計方案進行改進和優(yōu)化，以此來實現(xiàn)能源的節(jié)約。針對綠色建筑施工建設項目來說，需要確保各系統(tǒng)可以達到空間協(xié)調的目標，在多系統(tǒng)的合作應用下進行管線的碰撞實驗操作，以此來對不同專業(yè)的設計進行高度融合，比如主體結構、水暖等系統(tǒng)。借助于BIM技術優(yōu)化方案和設計，可以最大限度地保障工程算量和管道綜合布置，從而提升設計的質量。

在實施階段中，包含施工階段和竣工驗收。實施階段可以借助BIM技術來實現(xiàn)3D的模擬操作，確保3D模型和施工進度相結合，利用3D動態(tài)方式進行資源的科學化配置，對施工過程中所產(chǎn)生的資源配置風險及時調整，在施工技術人員指導下進行施工流程的掌握和分析。在混凝土等多個工程算量的基礎上，將用量產(chǎn)生的偏差控制在5%的范圍內(nèi)，滿足綠色施工的理念和原則。通過此種方式，可以精確地掌握施工進度、質量、成本等多個方面的信息，動態(tài)化管理資源，對精細化施工進行優(yōu)化和創(chuàng)新，確保施工工程可以得到均衡發(fā)展。

在結束階段，需要對建筑進行節(jié)能化的運維管理。借助BIM技術來進行建筑信息管理和故障影響的分析研究，根據(jù)建筑方面的特點屬性信息進行建筑使用情況和性能狀態(tài)的分析，比如入住人數(shù)、建筑容量以及投入使用時間等。

6 案例應用

在本文中，以某個工程為研究對象，該工程項目分為地上五層和地下一層，局部有流程建筑，面積達到了10865.48m2。該工程的實際造價為9310萬元，在實際決策以及設計和施工過程中，嚴格按照對應的綠色施工要求，具體的BIM技術流程圖如圖3所示，該工程的BIM技術全壽命期應用如圖4所示?；诖耍枰獙Ω鱾€階段內(nèi)的綠色建筑BIM技術進行重點介紹。首先，在綠色節(jié)能建筑施工中，利用BIM技術時需要借助Revit 2014三維建模工具、MS Project2010進度管理軟件、Naviswok 2014軟件及Ecotect能耗分析軟件來實現(xiàn)三維建模、進度模擬、管線碰撞及內(nèi)部漫游等多項建筑功能。在具體應用過程中，需要對每一個階段進行優(yōu)化和分析，在決策階段中,實現(xiàn)了場地建模、漫游。在技術方案中，按照客戶對綠色建筑的需求，建立建筑3D模型，使得各參與方對綠色建筑從一開始就有直觀的認識，實現(xiàn)規(guī)劃定位，用地檢查。在開發(fā)階段，實現(xiàn)多系統(tǒng)協(xié)同合作，提高設計質量。對建設項目的各系統(tǒng)進行空間協(xié)調，消除碰撞沖突，大大縮短了設計時間且減少了設計錯誤與漏洞,有效提高了設計質量,實現(xiàn)了質量的優(yōu)化；在模擬施工過程中，借助用能模擬可以提高可施工性，確保工程文件和設計圖紙的準確性，設計方案得以優(yōu)化，提高用能效率。在實施階段,4D模擬實現(xiàn)了動態(tài)配置資源。三維建筑模型與進度編排相結合，可以實現(xiàn)一個4D動態(tài)模擬模型，及時發(fā)現(xiàn)施工過程資源配置風險，指導一線員工熟悉施工流程，實現(xiàn)精益化施工和優(yōu)化操作。在結束階段，可以有效且精準地提供建筑的使用情況和性能，例如入住人員和容量、建筑已使用時間及建筑財務等信息，以便于業(yè)主掌握信息，做出合理的決定。與此同時,利用此種方式還便于管理人員后續(xù)的維修保養(yǎng)，實現(xiàn)建筑的升值、保值。

圖3 BIM技術應用于施工流程

圖4 BIM技術在綠色工程全壽命期應用

7 結束語

綜上所述，利用BIM技術可以確保綠色建筑的施工價值得到提升，施工流程優(yōu)化，建筑質量也可以得到最大限度的提升，提高建筑自身的經(jīng)濟效益和社會效益，實現(xiàn)施工成本降低的同時還可以減少對環(huán)境造成的污染，確保建筑行業(yè)領域的核心競爭力得到提升，有效地推動了我國建筑行業(yè)自身的可持續(xù)健康發(fā)展。