BIM 在建筑垃圾管理中的應用研究

曾 鴻 毛曉麗

(1.四川電力送變電建設公司，四川成都 610051; 2.四川大學錦城學院，四川成都 611731)

0 引言

隨著我國城市化進程不斷加快，建筑垃圾的產生速度和數量也在快速增長。從1991年～2005年短短的15年間，我國建筑垃圾每年的產生量從6600萬t急速攀升至近6億t［1］。加之建設過程中帶來的高能耗和高污染，由此而引發的資源環境問題也愈發嚴重。建筑垃圾已經加劇了我國城市土地、資源的緊張局面，嚴重影響到了社會經濟和生態環境的協調發展，加強建筑垃圾的綜合利用已顯得十分重要。

自20世紀90年代以后，世界上許多國家已把城市建筑垃圾減量化和資源化處理作為環境保護和可持續發展戰略目標之一。在建筑垃圾的管理方面，目前我國建筑垃圾綜合利用率不足5%，而歐盟一些國家的建筑垃圾綜合利用率已經超過了90%，韓國和日本甚至達到了97%以上。其中，建筑垃圾管理信息化水平的差異是造成上述情況的主要原因。

我國目前在建筑垃圾管理方面強調“無害化”和“資源化”，但沒有相應具體的要求和規定，對建筑垃圾產生的源頭缺乏強有力的控制，建筑垃圾的綜合利用尚未形成產業化管理。而美國和日本等發達國家在建筑垃圾處理方面起步較早，除了較成熟的法規政策體系支持外，信息技術在建筑垃圾管理領域內的應用也越來越廣泛。如美國和歐洲一些國家正在普及的建筑信息模型(BIM)技術，利用它不僅可以有效地減少資源浪費、降低工程成本、提高工程質量，還可以加強對建筑垃圾的監控，促進廢棄物資源的綜合利用，從而提高經濟效益，增強建筑企業的競爭能力。

1 BIM技術在建筑垃圾管理中的應用

1.1 建筑信息模型(BIM)

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)是在工程項目各種相關信息的基礎上建立起來的一種數據模型，用于項目的設計、建造及運營管理過程。BIM從根本上解決了項目規劃、設計、施工、管理等各階段及應用系統之間的信息斷層，實現了工程項目全過程的信息管理，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和減少建筑垃圾的產生。

1.1.1 設計階段

建筑設計階段作為整個建筑工程信息的源頭，對控制建筑垃圾的產生具有十分重要的意義。BIM所帶來的信息整合，重新定義了設計流程，很好的貫徹了協同設計和可持續設計的理念。

隨著建設工程規模的日益擴大和結構形式的愈加復雜，帶來了大量溝通和設計環節的信息流失，而基于BIM的三維協同設計在很大程度上改善了這一狀況。通過BIM建立單一信息源模型，使得建筑、結構、市政、暖通、電氣等各個專業基于同一個模型進行工作，確保了所使用信息的準確性和一致性，實現項目各參與方之間的信息交流和共享，從而使真正意義上的三維協同設計成為可能。從根本上解決了項目各參與方基于紙制方式進行信息交流所形成的“信息斷層”和應用系統之間“信息孤島”的問題［2］，提高了設計效率，有效降低了由于設計修改造成的資源浪費。

可持續性設計強調和諧的生活環境和對環境資源的可持續利用，包括減少能耗、空氣循環和太陽能利用等等，從而為人們提供一個優質而舒適的生存空間。BIM可以使得建筑師在設計的任意階段方便地對設計方案進行性能化評估(節能、采光、通風等)，及時對方案做出合理的調整，將能源節約和綠色技術滲透到整個建設過程中。同時，建筑師可以更準確地整合多種不同形式的空間、材料及各種系統，比較不同方案的優劣，從而做出更加有利于建筑可持續性的選擇。

1.1.2 施工階段

在建設項目施工階段，BIM對建筑垃圾的控制主要體現在以下三個方面:1)施工方案的優化;2)加強了項目各參與方之間的溝通;3)實現了綠色環保施工的理念。

首先，在施工開始前，可以利用BIM的可視化功能進行施工模擬，通過施工可行性分析和設計一致性檢查，盡量減少施工現場的管線碰撞和返工現象。其次，BIM的信息共享功能可以在項目各參與者之間建立起信息交流平臺，使業主、設計方、施工方和材料供應商等眾多單位之間的溝通和協作更為便捷，提高了管理效率。最后，利用BIM的參數化功能可以導出各類構件的尺寸、型號、材料等參數，有效提高了預制構件加工的速度和準確性，使原本粗放的施工模式變為集成化、模塊化的現場施工模式，體現了降本增效、低碳施工的理念。

1.2 BIM在星海生活廣場中的應用

位于蘇州市地鐵一號線上的星海生活廣場項目，面積達5.2萬m2，是集餐飲、購物、休閑于一體的大型地下商業中心［3］。其建筑面積大、管線排布復雜和協調難度高等特點，使傳統設計和施工手段難以應對。為此，該工程在建造過程中運用了目前最先進的建筑信息模型(BIM)技術，在計算機中利用REVIT軟件建立一個含有大量數據信息的建筑模型，實現了對建筑設計和施工過程的數字化管理，取得了較好的實踐效果。

在星海生活廣場的設計與建造過程中，通過運用BIM技術進行模型建立、施工模擬、碰撞檢測和分析，不僅實現了協同和可持續設計，還有效地提高了施工資源的優化配置，縮短了工期，降低了工程造價，減少了施工過程中因返工造成的人力與建筑材料的浪費。據統計，與傳統設計和施工方法相比，運用BIM技術后所獲得的效益如表1所示。

表1 星海生活廣場BIM實施效果評價表

通過以上分析，可以發現將BIM技術運用于工程項目的設計和施工中，可以提高建筑工程管理的集成化與信息化程度。同時，也為建筑企業帶來巨大的經濟和社會效益，使設計乃至整個工程的質量和效率顯著提高，避免了不必要的材料浪費，減少了建筑垃圾的產生。

2 結語

隨著中國經濟的迅速發展，城市化和舊城改造的步伐不斷加快，每年都將產生大量的建筑垃圾，對我國的建筑垃圾處理行業和環境都將是一個嚴峻的挑戰。大力推廣和發展信息技術在建筑垃圾管理中的應用，可以提高建筑行業設計、施工的技術水平，促進建筑垃圾管理的信息化、現代化和科學化發展，具有顯著的社會效益、經濟效益和環境效益，對構建資源節約型社會，實現經濟的可持續發展具有重要意義。

［1］楊 晶，李如燕，郭遠臣.我國建筑垃圾資源化的探討與建議［J］.中國資源綜合利用，2010(5):44-47.

［2］張建平.BIM技術的研究與應用［J］.施工技術，2011(1):15-18.

［3］范紹芝，蔣一峰.BIM技術在蘇州星海生活廣場中的應用［J］.建筑施工，2011(1):75-77.