淺析BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

陳國松

（中國建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 引言

建筑行業(yè)作為我國發(fā)展的重要支柱行業(yè)，開始積極使用綠色理念實施建筑施工，綠色建筑建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。綠色施工理念的應(yīng)用能夠減少能源的消耗，避免出現(xiàn)過多的污染，對引導(dǎo)建筑行業(yè)穩(wěn)定有重要的意義和影響。在綠色建筑施工過程中參與施工建設(shè)的單位數(shù)量有所增加，工程整體體量擴(kuò)大，傳統(tǒng)的施工和管理手段缺少應(yīng)用優(yōu)勢，難以保證綠色建筑施工活動的有序推進(jìn)。BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)二維CAD技術(shù)在施工過程中存在的局限性，可以加強(qiáng)施工規(guī)范化水平，保證施工質(zhì)量。

2 BIM概念分析

BIM技術(shù)能夠利用數(shù)字表達(dá)的方式展現(xiàn)建筑工程或者其他建設(shè)項目的物理特性和功能特性，屬于共享的知識資源體系，可以為建設(shè)項目提供重要的決策依據(jù)，包括建設(shè)項目的設(shè)計、概念想象以及最終拆除。在建設(shè)項目的每一個階段內(nèi)與建設(shè)項目有關(guān)的管理人員可以利用BIM技術(shù)提取信息、更新信息或者修改信息，進(jìn)而能夠反映出不同角色所需要完成的相應(yīng)職責(zé)[1]。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以將建筑工程進(jìn)行模型化處理，并且其輸出模型不是簡單意義上的三維輸出，而是指在三維模型的架構(gòu)之上，對模型進(jìn)行信息化處理，添加建筑工程屬性，讓建筑工程具有生命力，突破傳統(tǒng)模式建筑工程的發(fā)展形式，給建筑工程行業(yè)帶來新的發(fā)展動力。

3 BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

當(dāng)前，在建筑行業(yè)提出了多種新的發(fā)展理念，開始重視綠色建筑的建設(shè)，進(jìn)一步提升綠色建筑的建設(shè)規(guī)模，為人們提供更加舒適的居住環(huán)境。與此同時，還重視在施工活動中利用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)同化作業(yè)，充分發(fā)揮建筑信息模型所具備的功能和作用，保證建筑工程項目活動的穩(wěn)定推進(jìn)。

3.1 BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用

施工設(shè)計是綠色建筑施工有效性的關(guān)鍵影響因素，只有合理的設(shè)計才能為后續(xù)施工活動的開展提供重要的基礎(chǔ)保障，避免出現(xiàn)多次施工設(shè)計變更的問題，有效控制施工成本投入。設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)構(gòu)建施工模型，將二維化的圖紙轉(zhuǎn)化為3D模型，通過對模型進(jìn)行觀察分析設(shè)計存在的不合理之處后，對施工設(shè)計進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)整時可以直接改變模型中的數(shù)據(jù)，不需要對圖紙進(jìn)行調(diào)整，能夠有效提高施工設(shè)計效率。通過對綠色建筑的施工要求進(jìn)行分析，在施工設(shè)計過程中應(yīng)用BIM技術(shù)時可以針對室外環(huán)境、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行分析，保證綠色建筑施工合理性。

3.1.1 室外環(huán)境分析

室外環(huán)境具體是指除去外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的自然以及人工環(huán)境，室外環(huán)境會影響到施工活動的開展，同時也會影響到綠色建筑內(nèi)部的空間適宜度，需要結(jié)合室外環(huán)境情況進(jìn)行設(shè)計調(diào)整[2]。影響綠色建筑的室外環(huán)境因素包括氣溫因素、濕度因素、光照因素、風(fēng)向因素以及植被覆蓋因素等。室外環(huán)境因素會影響到室內(nèi)以及室外的熱量交換情況，如果交換效益較差，則室內(nèi)需要利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境要素調(diào)節(jié)，會增加建筑的能源消耗。通過BIM技術(shù)可以針對室外環(huán)境因素實施模擬和分析，結(jié)合氣象資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場的各項要素進(jìn)行調(diào)取，從而分析出外部環(huán)境變化規(guī)律，以此對綠色建筑設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整。在設(shè)計時充分利用外界環(huán)境的優(yōu)勢，通過對暖通工程和室內(nèi)布局進(jìn)行合理設(shè)計，充分利用自然通風(fēng)的便利性，減少空調(diào)使用的時間，提升環(huán)境保護(hù)效果以及室內(nèi)居住環(huán)境的舒適性[3]。

3.1.2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻結(jié)構(gòu)、門窗結(jié)構(gòu)以及屋頂結(jié)構(gòu)等，這些構(gòu)件不僅僅會影響到綠色建筑的整體穩(wěn)定性，還會影響室內(nèi)熱量的吸收情況，通過對外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計模式進(jìn)行優(yōu)化，能夠提升建筑節(jié)能效果。例如，外墻屬于重要的結(jié)構(gòu)之一，會影響到熱量的散失速度。通過BIM模型，設(shè)計人員可以對外墻厚度、墻體密度、墻體導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行不斷的調(diào)整，對外墻的樣式進(jìn)行合理調(diào)整，在保證建筑設(shè)計符合施工要求的基礎(chǔ)之上減少能源消耗。窗戶是綠色建筑施工過程中的關(guān)鍵位置，同時也是影響室內(nèi)保溫效果的薄弱區(qū)域，BIM技術(shù)可以對外窗的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括窗戶數(shù)量、窗戶類型與窗戶面積等，提升外窗設(shè)計的科學(xué)性。

3.1.3 室內(nèi)環(huán)境分析

室內(nèi)環(huán)境所需要分析的要素較多，如會受到氣溫、光照所影響的熱環(huán)境因素，會受到燈光、電器所影響的光因素等。除此之外，聲環(huán)境以及空氣環(huán)境均是影響室內(nèi)舒適性的重要因素。利用BIM模型可以將氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并設(shè)置具體的環(huán)境參數(shù)，利用模型的變化，分析室內(nèi)空間在不同因素的作用下所產(chǎn)生的影響[4]。設(shè)計人員可以不斷對各項參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，對比不同設(shè)計方案下室內(nèi)環(huán)境的舒適情況，以此選擇最佳的設(shè)計方案，減少能源消耗量。以燈光系統(tǒng)設(shè)計為例，燈光是影響人們居住感受的重要因素，當(dāng)前燈光不僅僅具有照明的功能，同時還具備改變環(huán)境氛圍的作用，因此，如何對燈光系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是極其重要的。為了能夠減少燈光系統(tǒng)在應(yīng)用過程中能源的消耗量，需要合理利用自然采光的優(yōu)勢，模擬不同時間段下自然光照的情況，以此保證燈光系統(tǒng)可以滿足不同時間段的使用需求。

3.2 BIM技術(shù)在綠色建筑施工管理中的應(yīng)用

施工管理是保證綠色建筑施工活動穩(wěn)步推進(jìn)的關(guān)鍵要素，為了能夠提升施工質(zhì)量，需要利用BIM技術(shù)對施工管理模式進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，形成信息化管理系統(tǒng)，以此保證能夠?qū)Υ罅康氖┕す芾頂?shù)據(jù)進(jìn)行管理[5]。

3.2.1 利用BIM技術(shù)實施綠色建筑施工進(jìn)度管理

綠色建筑目前的市場需求量較大，因此消費(fèi)者對于綠色建筑能否正常交工保持高度重視，并且施工進(jìn)度的延誤也會影響到建筑企業(yè)的施工效益，因此進(jìn)度管理也需要對管理模式進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。BIM技術(shù)可以結(jié)合施工參數(shù)自主進(jìn)行進(jìn)度計劃編制，可以為后續(xù)進(jìn)度管理提供重要的參考和幫助。在進(jìn)度計劃編制時，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工流程模擬觀察，影響施工進(jìn)度的主要因素，根據(jù)影響因素制定出合理的解決措施。如針對當(dāng)?shù)氐奶鞖庾兓闆r分析雨季和冬季雨雪情況，結(jié)合自然情況制定應(yīng)對措施，及時應(yīng)對進(jìn)度延誤的問題。

3.2.2 利用BIM技術(shù)實施綠色建筑施工成本管理

建筑工程的施工周期較長，投入資金、資源量較大，如果沒有對工程成本采取有效的管理措施，容易出現(xiàn)造價、預(yù)算偏差過大的問題，會給建筑工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來影響，對企業(yè)本身和行業(yè)發(fā)展都會造成不利影響[6]。通過BIM技術(shù)能夠提升施工成本的管理質(zhì)量，對成本投入情況進(jìn)行有效管控，及時發(fā)現(xiàn)預(yù)算超支的問題，在保證施工活動有序開展的同時提升施工效益。影響施工成本的數(shù)據(jù)較多，例如施工材料是影響施工成本的關(guān)鍵因素，在施工過程中易出現(xiàn)施工材料價格上漲的問題。利用BIM技術(shù)構(gòu)建施工模型，能夠明確在綠色建筑施工過程中所使用的具體材料類型，可以清晰展示材料使用數(shù)量、材料總價格、材料預(yù)算等，可以在施工前期階段對材料類型進(jìn)行調(diào)整，確保施工成本預(yù)算可以被控制在合理范圍內(nèi)。在施工過程中，針對不同階段的施工項目進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，分析成本數(shù)據(jù)和預(yù)算計劃之間的差異，找出影響成本上升的主要因素，以此制定合理的解決策略。

3.2.3 利用BIM技術(shù)實施綠色建筑施工質(zhì)量管理

施工質(zhì)量是保障綠色建筑有序發(fā)展的重要因素，屬于成本管理過程中的重點管理內(nèi)容[7]。以往的施工質(zhì)量管理具有被動化的特點，只是在出現(xiàn)質(zhì)量問題時才采取相應(yīng)的處理措施，這會延誤施工進(jìn)度。BIM技術(shù)能夠利用其自帶的軟件進(jìn)行碰撞檢測，分析在施工過程中是否會出現(xiàn)碰撞問題，以此避免在施工時出現(xiàn)質(zhì)量隱患。在得出碰撞檢測結(jié)果后，需要結(jié)合檢測情況對施工設(shè)計模式進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，減少碰撞點數(shù)量，直至沒有碰撞點后才可以進(jìn)行施工。除此之外，還可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工技術(shù)管理，以動態(tài)化的模式向施工人員進(jìn)行施工交底，能夠提升施工人員對施工技術(shù)的掌握程度，使其更好地了解在不同施工環(huán)節(jié)中需要落實的要點，以此強(qiáng)化施工技術(shù)應(yīng)用效果。

3.3 BIM技術(shù)在綠色建筑竣工結(jié)算中的應(yīng)用

施工竣工結(jié)算階段也是施工的重要環(huán)節(jié)之一，通過高效的竣工結(jié)算才能夠?qū)G色建筑進(jìn)行有效評估。在綠色建筑施工過程中，因施工規(guī)模較大，施工周期較長，在具體施工活動中很有可能會出現(xiàn)涉及變更的現(xiàn)象，這會產(chǎn)生大量的現(xiàn)場簽證資料，在竣工結(jié)算階段所需要審核的資料較多。目前很多現(xiàn)場的施工資料都是以紙質(zhì)的方式進(jìn)行記錄的，并且建筑行業(yè)具有人員流動性較強(qiáng)的特點，很有可能會導(dǎo)致施工資料的丟失。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用則可以及時將施工資料上傳到信息系統(tǒng)中，保證信息的準(zhǔn)確性，并且隨著施工活動的不斷推進(jìn)BIM信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)會不斷更新，始終和施工活動處于抑制的狀態(tài)，可以為后續(xù)竣工結(jié)算活動的開展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。除此之外，在BIM信息系統(tǒng)中還包括較多的計算類軟件，通過計算類軟件可以對施工量、施工成本等數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，有效減少了竣工結(jié)算階段使用的時間[8]。

4 結(jié)語

建筑施工活動的開展很有可能會給自然環(huán)境造成破壞和影響，不符合可持續(xù)發(fā)展理念，不利于人和自然和諧發(fā)展。綠色建筑是現(xiàn)代化社會發(fā)展過程中發(fā)展速度極快的建筑類型之一，符合節(jié)能減排的理念要求，能夠避免能源浪費(fèi)，減少污染問題的出現(xiàn)。在綠色建筑施工過程中，為了提升建筑施工活動的有序性，需要對BIM技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以將BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑設(shè)計、建筑施工管理以及竣工決算等多個不同環(huán)節(jié)。未來信息技術(shù)發(fā)展速度將會不斷加快，作為綠色建筑施工企業(yè)或者管理人員需要積極將全新的信息技術(shù)運(yùn)用到項目施工過程中，不斷提升自身信息技術(shù)應(yīng)用能力，為建筑施工活動的開展提供重要的技術(shù)保障。