淺談BIM 技術(shù)在綠色建筑施工中的應(yīng)用*

劉泉宇

(甘肅省建設(shè)設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司 蘭州 730000)

隨著社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的日益重視,綠色建筑作為一種重要的建筑理念逐漸受到廣泛關(guān)注。在這一背景下,BIM 技術(shù)作為一種先進(jìn)的建筑信息管理工具,為綠色建筑的設(shè)計(jì)、施工和管理提供了全新的可能性。

1 BIM 設(shè)計(jì)咨詢應(yīng)用目標(biāo)

1.1 深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率提升

通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用,致力于提升深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。BIM 為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)帶來全新的工具和視角,使設(shè)計(jì)在不同階段更為細(xì)致入微地考慮各方面因素。通過三維模型的建立和分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)際效果的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)估,有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,避免后續(xù)施工階段的不必要調(diào)整。

BIM 技術(shù)還提供實(shí)時(shí)協(xié)作和交流平臺(tái),通過云端共享模型和數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)師、工程師等能夠?qū)崟r(shí)共同作業(yè),確保設(shè)計(jì)方案的全面性和一致性。這高效的團(tuán)隊(duì)協(xié)作不僅提高設(shè)計(jì)效率,也有助于確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。

此外,BIM 技術(shù)提供優(yōu)秀的數(shù)據(jù)管理和分析工具,通過整合和分析項(xiàng)目數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更好地了解設(shè)計(jì)方案的各個(gè)方面,包括成本、時(shí)間計(jì)劃、資源利用等,從而在設(shè)計(jì)早期做出更明智的決策,為后續(xù)工作提供有力支持。

1.2 優(yōu)化總承包進(jìn)度計(jì)劃和施工方案

BIM 技術(shù)通過全過程的數(shù)字化建模和分析為總承包進(jìn)度計(jì)劃提供了有力支持。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)更新和分析使項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)能夠更準(zhǔn)確地把握工程的進(jìn)度情況,并及時(shí)識(shí)別潛在問題,從而能夠有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

在優(yōu)化施工方案方面,BIM 技術(shù)的應(yīng)用不僅使得方案制定更加科學(xué)合理,同時(shí)提供了對(duì)施工過程的全面可視化。通過三維模型的建立和協(xié)同操作,各參與方能更好地理解施工方案,提前發(fā)現(xiàn)可能存在的沖突和問題。這有助于在施工前期進(jìn)行精細(xì)化規(guī)劃,降低施工方案調(diào)整和變更的可能性,有效降低返工率,提高整體的施工效率。

科學(xué)管理和合理施工方案的結(jié)合不僅使工程更加高效推進(jìn),也最大限度減少了不必要的資源浪費(fèi)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能更好地協(xié)同合作,快速應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情況,確保工程按時(shí)、按質(zhì)完成。

1.3 提高現(xiàn)場(chǎng)施工方案的科學(xué)性和合理性

通過數(shù)字化建模和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新,BIM 為施工方案的優(yōu)化提供了全新的視角,準(zhǔn)確反映了施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

在施工方案制定階段,BIM 技術(shù)幫助團(tuán)隊(duì)根據(jù)具體情況進(jìn)行科學(xué)合理的安排,最大限度地減少資源浪費(fèi)和返工待工的損失。其協(xié)同性質(zhì)使得各參與方能夠?qū)崟r(shí)共享模型和數(shù)據(jù),確保施工信息的一致性,從而實(shí)現(xiàn)施工過程中各項(xiàng)工作的協(xié)調(diào)與整合,提高施工效率。

BIM 技術(shù)的支持使團(tuán)隊(duì)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的沖突和問題,采取科學(xué)合理的調(diào)整措施,避免了不必要的延誤和調(diào)整。

在配合項(xiàng)目部創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)方面,BIM 技術(shù)將項(xiàng)目部的目標(biāo)與數(shù)字化建模相結(jié)合,使目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)可行。積極參與BIM 大賽不僅為項(xiàng)目部贏得獎(jiǎng)項(xiàng)提供機(jī)會(huì),也為公司樹立了良好形象,展現(xiàn)了在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用方面的領(lǐng)先地位,為公司在行業(yè)內(nèi)贏得更多認(rèn)可和信任。

2 BIM 技術(shù)在綠色建筑施工中的實(shí)施應(yīng)用

筆者主要以國網(wǎng)甘肅平?jīng)瞿稠?xiàng)目為例,該項(xiàng)目規(guī)模為:占地面積15 461.04 m2,擬新建輸變電工區(qū)生產(chǎn)綜合樓一幢,總建筑面積14 890 m2,框剪結(jié)構(gòu),地下一層,地上11 層,以及配套建設(shè)其他附屬設(shè)施。具體的實(shí)施應(yīng)用如下:

2.1 初步設(shè)計(jì)階段BIM 實(shí)施

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將以框剪結(jié)構(gòu)、地下一層、地上11層等為依據(jù),結(jié)合各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙,進(jìn)行全面的BIM 模型搭建(見圖1)。

圖1 BIM 模型搭建效果圖

涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、給排水設(shè)備、管線、道路綠化等各專業(yè)的細(xì)致模擬。通過BIM模型,可以在三維空間中呈現(xiàn)出整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)、布局,確保各專業(yè)之間的協(xié)同性。同時(shí),BIM 技術(shù)將被應(yīng)用于初步設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程。

通過模擬不同設(shè)計(jì)方案,包括建筑形態(tài)、材料選用、能源利用等,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以實(shí)時(shí)評(píng)估各方案對(duì)于整體綠色建筑目標(biāo)的影響。通過BIM 的可視化效果,團(tuán)隊(duì)可以更直觀地了解各項(xiàng)設(shè)計(jì)決策的綜合效果,優(yōu)化初步設(shè)計(jì),確保項(xiàng)目在綠色建筑方面達(dá)到最佳水平。

在初步設(shè)計(jì)階段,BIM 協(xié)同平臺(tái)將發(fā)揮重要作用。各專業(yè)團(tuán)隊(duì)可以在該平臺(tái)上協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)信息的共享和交流。通過BIM 協(xié)同平臺(tái),建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、給排水等專業(yè)可以同時(shí)進(jìn)行模型的編輯和更新,確保各專業(yè)之間的數(shù)據(jù)一致性。這將大大提高設(shè)計(jì)協(xié)同效率,減少信息傳遞的誤差。

BIM 技術(shù)還將用于資源的優(yōu)化和能效分析。通過模擬建筑在不同季節(jié)和氣候條件下的能源利用情況,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以調(diào)整設(shè)計(jì)方案,選擇更加節(jié)能和環(huán)保的材料和技術(shù)。這有助于在初步設(shè)計(jì)階段就考慮項(xiàng)目的可持續(xù)性,提高能源利用效率。

實(shí)施效果的數(shù)據(jù)表明,初步設(shè)計(jì)階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用不僅提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率,也在總承包進(jìn)度計(jì)劃、施工方案優(yōu)化以及現(xiàn)場(chǎng)施工方案的科學(xué)性和合理性方面取得了顯著的成果。其詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 初步設(shè)計(jì)階段BIM 實(shí)施效果

2.2 工程施工階段階段BIM 實(shí)施

各專業(yè)團(tuán)隊(duì)將基于工程施工的需求,共同建立工程施工階段的BIM 模型。這包括建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、給排水設(shè)備、管線等專業(yè)的三維模型。模型將反映工程實(shí)際的詳細(xì)情況,以確保施工過程的高度協(xié)同和一致性。通過BIM 技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的模擬與管理。

基于三維模型,項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可以可視化地分析施工過程中的各項(xiàng)任務(wù),優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃,提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,并調(diào)整施工流程以提高效率。這有助于確保項(xiàng)目按時(shí)完成,減少施工階段的不確定性。同時(shí),引入時(shí)間維度的4D 建模將使得施工過程的模擬更加精確。

通過將施工計(jì)劃與BIM 模型相結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)對(duì)施工活動(dòng)在時(shí)間軸上的精準(zhǔn)控制。這樣的4D 施工模擬能夠幫助項(xiàng)目管理者更好地理解施工過程,降低沖突風(fēng)險(xiǎn),提升整體的工程質(zhì)量。

BIM 技術(shù)將用于實(shí)現(xiàn)工程量的自動(dòng)計(jì)算和材料的智能管理。通過BIM 模型,可以準(zhǔn)確獲取各專業(yè)的工程量信息,幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更精準(zhǔn)地進(jìn)行材料采購和施工計(jì)劃。這有助于減少浪費(fèi),提高資源利用效率。

此外,BIM 技術(shù)將用于施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理。通過在BIM 模型中集成施工安全信息,項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可以提前識(shí)別潛在的安全隱患,規(guī)劃施工區(qū)域,優(yōu)化臨時(shí)設(shè)施的擺放,從而提高施工現(xiàn)場(chǎng)的整體安全性。通過BIM 技術(shù),項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展,包括材料到場(chǎng)情況、工序完成情況等。這有助于實(shí)現(xiàn)施工過程的精準(zhǔn)管控,及時(shí)調(diào)整計(jì)劃以應(yīng)對(duì)變化,確保整個(gè)施工過程的高效推進(jìn)。

2.3 工程竣工階段階段BIM 實(shí)施

在國網(wǎng)甘肅平?jīng)瞿稠?xiàng)目的工程竣工階段,BIM 技術(shù)的全面實(shí)施充分結(jié)合了項(xiàng)目的實(shí)際情況,為確保綠色建筑的高質(zhì)量交付提供了全方位支持。通過建立綜合的驗(yàn)收與交付模型,整合各專業(yè)BIM 模型,保證了項(xiàng)目交付符合各方期望。

在建設(shè)過程記錄與文檔管理方面,BIM 技術(shù)記錄了整個(gè)建設(shè)過程,形成了全面的建設(shè)檔案,為后續(xù)運(yùn)維和維護(hù)提供便利。質(zhì)量控制與檢測(cè)利用BIM 技術(shù)進(jìn)行細(xì)致比對(duì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問題。創(chuàng)建維護(hù)手冊(cè)與培訓(xùn)模型,通過整合BIM 信息,提供詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)信息,并為運(yùn)維人員提供培訓(xùn)支持。

在節(jié)能與環(huán)保數(shù)據(jù)分析方面,BIM 技術(shù)整合建筑的能耗數(shù)據(jù),評(píng)估綠色建筑目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況,形成能效報(bào)告,為綠色認(rèn)證提供支持。項(xiàng)目總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)積累方面,BIM 技術(shù)通過匯總建設(shè)數(shù)據(jù),形成項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告,為今后項(xiàng)目提供指導(dǎo)。

最后,綠色認(rèn)證與報(bào)告生成利用BIM 技術(shù)整合各項(xiàng)與綠色標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)據(jù),生成綠色認(rèn)證所需文檔,確保項(xiàng)目的綠色建筑理念得以充分體現(xiàn),為項(xiàng)目的成功竣工提供了可靠保障。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)部分BIM 實(shí)施

通過BIM 技術(shù)培訓(xùn)課程,現(xiàn)場(chǎng)管理人員將接受關(guān)于BIM 基本理論、應(yīng)用原理和建模規(guī)范的系統(tǒng)培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容將涵蓋BIM 的概念、工作流程、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等方面,以確保管理團(tuán)隊(duì)對(duì)BIM 的理論知識(shí)有深入的了解。為了提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員在BIM 軟件操作上的熟練程度,將進(jìn)行實(shí)際的BIM 操作技術(shù)培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容將包括BIM 軟件的基本操作、三維建模技術(shù)、協(xié)同工作流程等,以確保管理人員能夠靈活運(yùn)用BIM 工具解決實(shí)際問題。

考慮到國網(wǎng)甘肅平?jīng)瞿稠?xiàng)目的獨(dú)特性,培訓(xùn)將設(shè)計(jì)項(xiàng)目定制的培訓(xùn)模塊,強(qiáng)調(diào)BIM 在該項(xiàng)目中的特殊應(yīng)用需求。這包括項(xiàng)目的特殊構(gòu)造、設(shè)備安裝、施工工藝等方面的BIM 應(yīng)用,以確保培訓(xùn)內(nèi)容緊密貼合項(xiàng)目實(shí)際情況。培訓(xùn)將結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析,通過解讀其他類似項(xiàng)目的BIM 成功經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的策略,使現(xiàn)場(chǎng)管理人員能夠更深入地理解BIM 在綠色建筑施工中的實(shí)際應(yīng)用情景。同時(shí)采用互動(dòng)式培訓(xùn)方式,例如模擬實(shí)際工程問題的解決、小組討論和問題答疑等形式,以促進(jìn)學(xué)員之間的互動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)分享,提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

培訓(xùn)不僅是一次性活動(dòng),還將建立持續(xù)的跟進(jìn)機(jī)制。通過定期的培訓(xùn)進(jìn)度檢查和反饋機(jī)制,及時(shí)調(diào)整培訓(xùn)內(nèi)容,確保管理人員在BIM 應(yīng)用方面不斷提升。

3 BIM 技術(shù)在綠色建筑施工中應(yīng)用的控制管理措施

3.1 人員保障

公司將組建多層次、專業(yè)化的BIM 團(tuán)隊(duì),包括項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、BIM 工程師、數(shù)據(jù)管理員和綠色建筑專業(yè)人員。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人具備豐富BIM 技術(shù)咨詢經(jīng)驗(yàn),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)執(zhí)行BIM 應(yīng)用計(jì)劃。BIM 工程師作為技術(shù)骨干,負(fù)責(zé)具體建模和分析工作,保證模型質(zhì)量。數(shù)據(jù)管理員負(fù)責(zé)BIM 數(shù)據(jù)管理,確保信息準(zhǔn)確及時(shí)。

專門配備的綠色建筑人員協(xié)同工作,確保BIM 模型中包含綠色建筑信息,實(shí)現(xiàn)施工過程中的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。公司定期進(jìn)行培訓(xùn)和學(xué)習(xí)活動(dòng),提升團(tuán)隊(duì)BIM技術(shù)水平和綠色建筑知識(shí)。建立激勵(lì)機(jī)制,通過設(shè)立BIM 技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)、綠色建筑貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等,激發(fā)團(tuán)隊(duì)成員積極性,不斷提升技術(shù)水平,積極參與綠色建筑項(xiàng)目。這一綜合人員保障策略將確保團(tuán)隊(duì)高效運(yùn)作,全面滿足綠色建筑項(xiàng)目的要求。

3.2 技術(shù)保障

在技術(shù)保障方面,公司將建立高技術(shù)水平的BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì),包括項(xiàng)目經(jīng)理、BIM 工程師和系統(tǒng)管理員。項(xiàng)目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)BIM 項(xiàng)目,協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)確保BIM在綠色建筑施工中的順利應(yīng)用。BIM 工程師負(fù)責(zé)建模、分析和技術(shù)支持,保證模型準(zhǔn)確性和合規(guī)性。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)BIM 軟硬件系統(tǒng)維護(hù),以確保系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。為滿足綠色建筑需求,專業(yè)技術(shù)人員將提供綠色建筑領(lǐng)域技術(shù)支持,確保模型包含相關(guān)信息以滿足綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。定期技術(shù)培訓(xùn)將保持團(tuán)隊(duì)在技術(shù)前沿,應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)。公司將建立技術(shù)內(nèi)審機(jī)制,對(duì)BIM 模型和技術(shù)應(yīng)用定期檢查,以確保技術(shù)穩(wěn)定性和質(zhì)量。通過這一全面的技術(shù)保障措施,公司確保BIM 在綠色建筑項(xiàng)目中的成功應(yīng)用。

3.3 質(zhì)量保障

在質(zhì)量保障方面,公司將建立質(zhì)量內(nèi)審機(jī)制,成立BIM 質(zhì)量控制小組,由業(yè)主指派專人擔(dān)任組長,負(fù)責(zé)組織例行檢查和成果檢查。該機(jī)制通過審核和檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正BIM 模型中的錯(cuò)誤,確保符合綠色建筑要求。質(zhì)量管理內(nèi)容將在BIM 技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中明確,建立檢查機(jī)制有效管控各階段、各類模型和各項(xiàng)BIM 成果。通過在策劃階段已落實(shí)的模型審核機(jī)制,在施工階段繼續(xù)完善和更新,對(duì)BIM 成果質(zhì)量進(jìn)行把控。公司將建立質(zhì)量審核報(bào)告會(huì),通過設(shè)計(jì)審查和協(xié)調(diào)會(huì)議等形式,對(duì)BIM 成果進(jìn)行質(zhì)量檢查確認(rèn),排除不合格的模型和應(yīng)用,保證項(xiàng)目質(zhì)量一致性。最后,公司將建立質(zhì)量內(nèi)審機(jī)制,對(duì)BIM 團(tuán)隊(duì)工作質(zhì)量進(jìn)行考核,利用沖突檢測(cè)、虛擬顯示等技術(shù)手段進(jìn)行三維參數(shù)化的質(zhì)量控制。這全面的內(nèi)審機(jī)制確保BIM 技術(shù)在綠色建筑施工中的高質(zhì)量應(yīng)用。

綜上所述,通過對(duì)國網(wǎng)甘肅平?jīng)瞿稠?xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用分析,可以得出BIM 技術(shù)在綠色建筑施工中的應(yīng)用為項(xiàng)目的高效管理和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。在設(shè)計(jì)、施工和竣工階段的全面實(shí)施,使得項(xiàng)目在綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)下取得了顯著成就。隨著BIM 技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,其在綠色建筑領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛,為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。