BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工中的應(yīng)用

趙陽

摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于綠色環(huán)保理念越來越重視，建筑行業(yè)同樣如此，因此在施工中對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。本文圍繞著BIM技術(shù)的綠色施工設(shè)計(jì)施工一體化應(yīng)用進(jìn)行了闡述，通過對(duì)BIM技術(shù)和綠色施工的描述將二者的基本概念進(jìn)行傳達(dá)，然后對(duì)綠色施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，最后對(duì)綠色施工利用BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行介紹，以此來促進(jìn)二者的一體化應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù) 綠色施工 建筑工程 精細(xì)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）01-0019-03

1 綠色施工概述

從人類文明出現(xiàn)開始，建筑行業(yè)就在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，在中華文明璀璨的文明史背后，無數(shù)的建筑匠人正在建筑行業(yè)譜寫著華麗的篇章。人類最開始居住在山洞中，一些山洞建筑形式被一直沿用至今，例如陜西的窯洞建筑。在人類建筑的長(zhǎng)期發(fā)展中，一些規(guī)模龐大的建筑物群體逐漸走入了人們的視野，經(jīng)過多年的研發(fā)和改良，這些高樓大廈逐漸成為當(dāng)下人們居住的建筑主體。

生活在現(xiàn)代的我們，在生活質(zhì)量高度提升的當(dāng)代社會(huì)，人們對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的健康性和科學(xué)性更為關(guān)注，主要原因是人類自身對(duì)于健康水平的嚴(yán)格要求，造就了一系列健康綠色產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，例如綠色食品、綠色出行工具等。在這種背景下，人們對(duì)于生活的質(zhì)量愈發(fā)苛求，綠色施工學(xué)也應(yīng)運(yùn)而生、人們對(duì)于房子的要求不再僅僅是遮風(fēng)避雨，對(duì)房子的舒適度、房子內(nèi)部的裝飾美觀性、房子內(nèi)部空氣的質(zhì)量等都提高了要求。人們想要通過居住環(huán)境回歸自然，這是當(dāng)代人對(duì)于建筑物的基本需求?；貧w自然的基礎(chǔ)就是需要對(duì)建筑物進(jìn)行綠色施工設(shè)計(jì)，在建筑材料上嚴(yán)格挑選，選用那些具備綠色環(huán)保和循環(huán)利用功能的建筑材料，并且這些材料的剛度和應(yīng)力載荷能力都應(yīng)該強(qiáng)于傳統(tǒng)的建筑材料。同時(shí)應(yīng)該在建筑材料中加入更多的現(xiàn)代化元素，將健康的、綠色的理念融入到建筑設(shè)計(jì)中，在簡(jiǎn)約簡(jiǎn)單中又不失優(yōu)雅大方，同時(shí)建筑物內(nèi)部的能源供給和生態(tài)系統(tǒng)也能夠和自然相互融合，這樣就形成了當(dāng)代的綠色施工理念。

2 BIM技術(shù)概述

BIM是建筑建設(shè)信息模型的英文縮寫，是以建筑建設(shè)工程項(xiàng)目的各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息作為建模基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模運(yùn)算從而確立建筑建設(shè)模型的一種技術(shù)。BIM技術(shù)能夠通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物的所有信息。

BIM作為一款建筑設(shè)計(jì)模擬軟件，它有著以往軟件無法比擬的可視化功能，隨著社會(huì)的進(jìn)步，建筑模型越來越復(fù)雜化，傳統(tǒng)的社會(huì)圖紙或者二維設(shè)計(jì)軟件建模早已無法滿足當(dāng)今建筑行業(yè)的需求。建筑物愈發(fā)的復(fù)雜化巨大化，相關(guān)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)無法再通過傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段將目標(biāo)建筑準(zhǔn)確無誤地設(shè)計(jì)出來。但是BIM的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)，此項(xiàng)技術(shù)可以通過三維的形式將目標(biāo)建筑毫無遺漏地展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員面前。除此之外，BIM項(xiàng)目還具有信息共享性，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式，無法及時(shí)將建筑與建筑所需材料基本信息分享給具體的建筑施工人員與建筑材料采購人員。這就有可能由于信息沒有及時(shí)共享更新而造成建筑出現(xiàn)誤差與材料選取不當(dāng)?shù)葐栴}出現(xiàn)。而BIM可以完美地避開這一缺點(diǎn)，信息傳遞更加具有及時(shí)性，讓建筑施工人員對(duì)于信息掌握更加準(zhǔn)確。最后，突發(fā)情況模型性，這個(gè)突發(fā)情況模擬性不同于前描述的建筑設(shè)計(jì)模擬，此項(xiàng)功能主要針對(duì)的是特殊事件發(fā)生時(shí)的情境，比如地震或者火災(zāi)時(shí)候的人員疏散等情況出現(xiàn)后，通過BIM進(jìn)行模擬，然后對(duì)于施工建筑的安全系數(shù)進(jìn)行評(píng)估或者改進(jìn)。[1]

3 BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工中的應(yīng)用措施

3.1 裝配式結(jié)構(gòu)拆分設(shè)計(jì)

BIM設(shè)計(jì)不同于以往的設(shè)計(jì)方式，它可以更加高效地收集信息與處理數(shù)據(jù)，并將得到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析，為投資與投標(biāo)提供科學(xué)有效的參考依據(jù)。在實(shí)際的施工過程中，由于投標(biāo)時(shí)間較短，采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)疊加技術(shù)無法在規(guī)定的投標(biāo)時(shí)間算出工程大概所需的資金，如果使用以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行資金估算，一旦估算失誤，就會(huì)對(duì)相應(yīng)施工企業(yè)造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失，如果采用BIM技術(shù)對(duì)投標(biāo)項(xiàng)目所需資金進(jìn)行計(jì)算，可以在極短的時(shí)間得出相應(yīng)數(shù)據(jù)，為投標(biāo)工作提供可靠數(shù)據(jù)，在眾多投標(biāo)企業(yè)中更加具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。也可以使用BIM技術(shù)提供的功能，對(duì)于人工、物料以及大型制造設(shè)備進(jìn)行科學(xué)估算，結(jié)合市場(chǎng)價(jià)格完成初步的項(xiàng)目投資估算。

在拆分設(shè)計(jì)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的工作文件云共享。在本地文件和平臺(tái)中心通過同步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，在專業(yè)內(nèi)部和專業(yè)之間可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，然后互相借鑒參考。各專業(yè)之間可以將最新的設(shè)計(jì)方案無縫銜接，從而從眾多設(shè)計(jì)方案中挑選出適合于軌道交通工程現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)，然后對(duì)這些設(shè)計(jì)進(jìn)行融合。專業(yè)間拆分主要是通過專業(yè)間的文件相互比較來實(shí)現(xiàn)的，在專業(yè)間實(shí)現(xiàn)文件的實(shí)時(shí)參照，并且能夠使得專業(yè)間互相監(jiān)督互相檢查，對(duì)于軌道的碰撞和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢查等，從而能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)間存在的設(shè)計(jì)問題，并對(duì)這些設(shè)計(jì)問題進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)處理。

BIM模型搭建的過程需要提供裝配式結(jié)構(gòu)的所有參數(shù)，例如墻體參數(shù)、門窗參數(shù)等等。然后將裝配建筑施工的周邊環(huán)境和建筑建設(shè)所涉及的底下管線模型數(shù)據(jù)、區(qū)間模型數(shù)據(jù)、建筑機(jī)電模型數(shù)據(jù)、建筑系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)和裝修環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)等等一類的全方位數(shù)據(jù)輸入到BIM建模中，從而展開工作量的統(tǒng)計(jì)，對(duì)管線進(jìn)行綜合檢查并提出多項(xiàng)有價(jià)值的施工管理建議。

3.2 精細(xì)化給排水管道設(shè)計(jì)

在BIM技術(shù)沒有普及之前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員通常使用傳統(tǒng)的CAD建模，而傳統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)方式不但無法立體地查看設(shè)計(jì)模型，還無法將施工建筑成本估計(jì)相聯(lián)合起來，也不能利用以往的相關(guān)設(shè)計(jì)存留的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)投資與投標(biāo)過程中的信息與數(shù)據(jù)分析，無法更加智能化地提升設(shè)計(jì)人員的使用體驗(yàn)。只能通過傳統(tǒng)的人工計(jì)算方式對(duì)現(xiàn)有項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，一旦相關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)不足或者計(jì)算時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都會(huì)對(duì)后期的實(shí)際施工造成影響。而將BIM技術(shù)與建筑成本計(jì)算結(jié)合后，可以完美解決上述問題，最大程度降低計(jì)算導(dǎo)致的成本估算失誤。

因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)存在一定的復(fù)雜性，所以在施工圖中經(jīng)常會(huì)遇到墻的預(yù)制構(gòu)件和管路的預(yù)制構(gòu)件等，在這些預(yù)制構(gòu)件的工藝進(jìn)行中，以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙是無法達(dá)到良好的效果的，不只是傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙無法達(dá)到這種效果，甚至二維圖紙中找出這些預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)問題也是很難的。在實(shí)際施工的過程中，這些問題就會(huì)集中地暴露出來，例如預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞等情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致建筑單位不得不調(diào)整施工方案，從而避開出現(xiàn)碰撞的位置。

利用BIM軟件進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)可以有效的避免出現(xiàn)這樣的問題，BIM的圖紙構(gòu)建大多屬于三維模型，這種三維模型會(huì)將軟件的自動(dòng)檢測(cè)、評(píng)審工作以及模型設(shè)計(jì)中存在的問題融為一體進(jìn)行解決，并且在設(shè)計(jì)人員收到問題信息后可以對(duì)設(shè)計(jì)的方案直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的預(yù)制構(gòu)件庫進(jìn)行整改，省去大量的圖紙審核時(shí)間，并且使圖紙的修改加速。在設(shè)計(jì)的方案經(jīng)過整改、修正過后，BIM軟件會(huì)進(jìn)行重新檢測(cè)，并形成三維建模再次提示錯(cuò)誤，通過多次反復(fù)的提示和問題的設(shè)計(jì)解決可以解決所遇到的問題。例如在預(yù)制房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生管線布置和結(jié)構(gòu)構(gòu)件相碰撞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是建筑建設(shè)中管線敷設(shè)的種類眾多，有很多強(qiáng)電線路、弱電線路、給排水線路等等，這些線路的敷設(shè)量非常的龐大且復(fù)雜，因此預(yù)制構(gòu)件和管道、線路的協(xié)調(diào)是很難實(shí)現(xiàn)的。

3.3 精細(xì)化采暖及通風(fēng)管道設(shè)計(jì)

在進(jìn)行正式施工前應(yīng)該對(duì)室內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行深入勘察，并且制定出跟環(huán)境相符合的科學(xué)設(shè)計(jì)，然后制定施工方案，借助BIM軟件繪制施工圖紙，這樣就可以避免在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)撞線等不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。同時(shí)需要多個(gè)部門對(duì)統(tǒng)一方案進(jìn)行反復(fù)審核，從設(shè)計(jì)的構(gòu)思到實(shí)際實(shí)施的步驟再到細(xì)節(jié)的反復(fù)篩查，只有當(dāng)所有設(shè)計(jì)內(nèi)容都符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠投入到后續(xù)的施工中。圖紙的繪制應(yīng)該盡可能的達(dá)到精確，圖紙數(shù)據(jù)不精確也可能導(dǎo)致施工出現(xiàn)停滯或者返工現(xiàn)象，從而影響到施工的效率和質(zhì)量。在對(duì)施工圖紙和方案進(jìn)行審核的過程中應(yīng)該針對(duì)二者的交互性進(jìn)行詳細(xì)比對(duì)，這樣既能減少圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的細(xì)節(jié)錯(cuò)誤，同時(shí)也能減少施工方案設(shè)計(jì)的漏洞，這樣就能夠避免在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，并確保工程施工的順利進(jìn)行。

實(shí)際的項(xiàng)目施工過程極其復(fù)雜，相關(guān)人員做好施工場(chǎng)地的調(diào)查與分析十分重要，不然極易出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工不一致的問題。利用考察的數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到BIM技術(shù)軟件當(dāng)中，保證施工的準(zhǔn)確性。建筑模擬技術(shù)在實(shí)際的施工過程中也有著不可忽視的作用，通過使用BIM技術(shù)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以精準(zhǔn)地計(jì)算出施工過程每一個(gè)環(huán)節(jié)所需要的時(shí)間，將模擬計(jì)算的時(shí)間與合同預(yù)計(jì)的工期進(jìn)行對(duì)應(yīng)的比較，也可以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整確保施工按照合同規(guī)定的時(shí)間竣工。[2]

3.4 健全BIM技術(shù)管理制度

在建筑工程的綠色施工建設(shè)過程中，企業(yè)單位需不斷健全完善BIM技術(shù)管理制度，形成對(duì)BIM技術(shù)運(yùn)用的正確認(rèn)識(shí)，明確各項(xiàng)BIM技術(shù)管理的內(nèi)容與運(yùn)用計(jì)劃，將管理制度落實(shí)到施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，切實(shí)提升BIM技術(shù)的應(yīng)用水平，為建筑工程綠色施工的安全質(zhì)量提供有力保障。針對(duì)不同的施工工序，BIM技術(shù)能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)與施工現(xiàn)場(chǎng)管理提供科學(xué)合理的決策依據(jù)，從而有效避免在施工建設(shè)期間出現(xiàn)各類不同的安全隱患問題。同時(shí)，BIM的技術(shù)管理人員也需充分履行自身職責(zé)，豐富BIM技術(shù)管理模式，不斷創(chuàng)新BIM技術(shù)管理體系，重視BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況科學(xué)合理地分析工程項(xiàng)目中存在的安全隱患問題，熟練掌握各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)以及BIM技術(shù)要求、安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合建筑工程綠色施工與BIM技術(shù)的實(shí)際需求，建立以BIM技術(shù)作為支撐的綠色施工管理制度，從而使BIM技術(shù)真正起到技術(shù)管理的約束與指導(dǎo)作用。

此外，BIM技術(shù)人員的專業(yè)水準(zhǔn)直接影響著工程的安全質(zhì)量。企業(yè)單位也需強(qiáng)化對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，提高人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)水平，結(jié)合實(shí)際需要組織專業(yè)人員進(jìn)行BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)課程，秉持以人為本的管理原則，使技術(shù)管理人員不斷實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展，提高自我價(jià)值，并將自我價(jià)值與BIM技術(shù)有效融合，推動(dòng)建筑工程綠色施工質(zhì)量與效率的提升。企業(yè)單位也要加大對(duì)BIM技術(shù)管理人才的投資力度，使工程的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍不斷壯大，積極轉(zhuǎn)變意識(shí)，不斷提升BIM技術(shù)的應(yīng)用水平，從而保障BIM技術(shù)的應(yīng)用效率。

3.5 優(yōu)化BIM技術(shù)環(huán)境

現(xiàn)階段，在建筑工程綠色施工過程中，需規(guī)范BIM技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，高度重視BIM技術(shù)的有效利用，確保建筑工程綠色施工的質(zhì)量管理，以達(dá)到理想的工程施工建設(shè)需求。為此，企業(yè)單位需嚴(yán)格按照出臺(tái)的相關(guān)政策對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，明確技術(shù)的使用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行科學(xué)合理的BIM技術(shù)管理，注重長(zhǎng)遠(yuǎn)的安全技術(shù)保障，避免產(chǎn)生不必要的糾紛。同時(shí)，企業(yè)單位也需靈活地將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程綠色施工管理當(dāng)中，遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)格審查工程施工建設(shè)期間的安全質(zhì)量，促進(jìn)建筑工程的綠色可持續(xù)發(fā)展，杜絕危險(xiǎn)操作，夯實(shí)BIM技術(shù)的軟件管理以便對(duì)施工復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行觀察，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中存在的安全隱患問題并在第一時(shí)間對(duì)其整改。規(guī)范化管理建筑工程的綠色施工，完善相關(guān)的軟件設(shè)施與軟件基礎(chǔ)等，推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工建設(shè)中的有效應(yīng)用。

此外，優(yōu)化BIM技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，可使設(shè)計(jì)單位、施工單位以及開發(fā)公司、運(yùn)維公司等能夠科學(xué)合理的使用BIM技術(shù)，改變以往的傳統(tǒng)建筑管理模式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑工程施工建設(shè)期間存在的各類安全隱患問題，從而防止細(xì)微的質(zhì)量問題影響整體建筑工程的綠色施工建設(shè)效果，極大程度上提高建筑工程綠色施工的安全性、合理性以及穩(wěn)定性。在進(jìn)行建筑工程的綠色施工過程中，應(yīng)利用BIM技術(shù)保證其施工質(zhì)量，提高建筑工的施工管理效率，提升BIM技術(shù)的管控措施，優(yōu)化BIM技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，使企業(yè)單位真正認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的重要性以及其實(shí)際價(jià)值，從而使BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工中得到全面運(yùn)用，培養(yǎng)相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性與穩(wěn)定性，避免流于表面的形式化主義，最終確保建筑工程綠色施工建設(shè)的有序開展。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)和綠色施工都是未來建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，將綠色施工設(shè)計(jì)中融入BIM技術(shù)能夠促使綠色施工設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)逐一攻克，同時(shí)BIM技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代化信息技術(shù)的完美產(chǎn)物，因此它可以解決在綠色施工中所遇到的困難，可以說綠色施工的發(fā)展為BIM技術(shù)提供了舞臺(tái)，BIM技術(shù)也為綠色施工的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王宇佳，王佳，于輝.BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用探索[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2019，08（04）： 89-93.

[2] 劉占省，趙明，徐瑞龍.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工及管理中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，40（03）： 65-71.