綠色建筑全生命周期中的BIM技術應用分析

文/楊圣山 江蘇省南京工程高等職業學校 江蘇南京 210035

綠色建筑全生命周期中的BIM技術應用分析

文/楊圣山 江蘇省南京工程高等職業學校 江蘇南京 210035

近年來，綠色建筑以其自身環保、節能等優勢逐漸發展成為建筑領域發展的主流，為人們營造健康、高效的使用空間。但是綠色建筑作為一種新型事物，在發展過程中存在一些不足之處，如全生命周期中的不同階段，出現信息斷層，大量重復工作等問題，造成綠色建筑預期功能得不到有效發揮。而BIM技術建立在數字技術基礎之上，能夠對建筑項目進行幾何、物理等方面表達，呈現更加直觀的建筑信息，為真正意義上實現綠色目標提供了極大的支持。文章初步了解綠色建筑及其全生命周期概念后，分析BIM技術與綠色建筑之間的關系，最后結合某醫院深入探討BIM技術的具體應用。

綠色建筑；全生命周期；BIM技術；應用

工業化趨勢下，我國能源短缺問題愈發嚴重，尤其是建筑行業迅猛發展，使得我國能耗遠遠超過國外發達國家。由此，綠色建筑理念正式提出。綠色建筑在發展過程中強調全生命周期，與BIM技術具有異曲同工之妙。將二者有機整合到一起，能夠關注理念與技術雙方面要求，不僅能夠提高對建筑的管理水平，且能夠實現綠色建筑持續設計。因此加強對該問題的研究具有積極意義，能夠加快綠色建筑在環節我國能源消耗方面又好又快發展。

1、綠色建筑及其全生命周期概述

所謂綠色建筑，主要是指在建筑工程全生命周期，最大程度上節約能源、土地、水資源等，減少對自然環境的影響，為人們提供健康、適用的生活和工作環境。不同于傳統建筑，綠色建筑強調整個建筑生命周期內，在建設、使用流程上，兼顧資源使用效率與環境負責雙重目標。全生命周期由選址、建筑設計及拆除等多個環節構成［1］。

2、BIM與綠色建筑之間的關系分析

BIM技術在應用中在電子虛擬三維環境當中，結合設計圖紙將整個建筑項目完全呈現出來，通過數字信息仿真模擬建筑物。其中包括材質、構造等視覺信息，還涉及大量非幾何信息，如材料強度、性能及傳熱系數等。BIM技術在實踐應用中，追求的終極目標是整合建筑設計流程，實現對項目進行全周期管理。而這與恰恰與綠色建筑所要達到的目標不謀而合［2］。綠色建筑與BIM結合后，能夠向人們呈現的是真實的數據、構件信息，為綠色建筑分析軟件提供了強大的數據支持，不僅如此，還能夠顯著提高分析結果準確性。

經過實踐證明，綠色BIM市場調查發現，在美國將BIM技術應用到綠色建筑當中，在滿足業主需求方面表現非常突出，能夠得到業主的廣泛認可。可見，將BIM技術應用綠色建筑中具有較為廣闊的發展前景。但是在我國，對于BIM技術在綠色建筑管理中的應用尚處于初級階段，還有待進一步發展，究其根本是缺少對該項技術的了解和認識。

3、綠色建筑全生命周期BIM技術的應用

通過對二者關系進行分析后發現，二者在理念上都具有較強的一致性。因此在具體應用中，可以從規劃、設計等多個方面入手：

3.1規劃階段

建筑工程是一項系統性、綜合性工程，涉及內容較多。尤其是規劃環節，忽略任何一個細節，都將影響工程后續施工。因此在規劃中，應充分考慮氣候條件、地貌等影響因素［3］。通常來說，我們可以對場地及進行分析，對建筑景觀、周邊環境都能夠進行客觀評價和分析。但是傳統分析方法存在定量分析不夠等問題。所以可以利用BIM技術對綠色建筑及場地構建模型，獲取真實、準確的結果，實現對項目在規劃階段的評估，最后根據評估結果對建筑場地及進行規劃，實現對各要素的布局。

3.2設計階段

BIM能夠幫助建筑師根據實際情況，對不同系統進行優化，最大程度上提高空間利用率。基于BIM綠建模型，能夠準確模擬出室內外空氣之間的熱質交換過程，更為合理的制定給排水、通風等系統，為人們居住提供更多便利。如果設計條件較為復雜，可以借助BIM技術進行精細化設計，最終營造出合適的建筑環境。BIM技術中具備的Revit軟件能夠立足于FC標準，導入到ECOTECT軟件當中，實現對綠色建筑進行能源消耗情況系統分析。不但如此，還能夠對綠色建筑朝向、維護結構等進行研究，實現對建筑項目的綠色、環保設計［4］。

3.3施工階段

綠色建筑施工中，利用BIM技術5D施工模擬等功能，節省能源消耗的同時，還能夠縮短施工時間，為施工活動順利開展提供了極大支持。另外，通過BIM技術構建3D模型，對施工涉及到的管線等進行綜合檢測，尤其是復雜的建筑項目，利用BIM技術能夠及時發現管線之間存在的交叉問題，及時對設計圖紙進行修改，以便為后續施工有序開展做好鋪墊。同時，針對建筑材料使用量，可以利用BIM技術工程量統計功能進行科學計算，以此來減少材料浪費情況的發生。

3.4維護階段

BIM技術在綠色建筑維護階段，能夠進行運行、疏散及能耗等方面的模擬。通過ECOTECT等模擬軟件分析綠色建筑能源消耗等情況，構建建筑項目在使用過程中性能指標，為提高資源利用率提供理論支持。

3.5具體案例

為了提高本文研究實用性、針對性，筆者將某醫院作為研究對象。該醫院作為一家綜合性醫院，建筑內部機電管線設備較為復雜，很多新設備、新技術應用其中，且工期安排相對緊張，加之醫院業務繁忙，直接增加了施工難度。綜合上述情況來看，傳統二維設計施工模式無法滿足實際要求［5］。因此筆者認為相關主體可以利用REVIT軟件對建筑工程進行建模，實現對工程的三維整合，并將集成后的模型置于服務器當中，以此來形成可視化交流平臺。詳細來說：

第一，動態控制。要想實現對該建筑的動態化控制，需要借助建立在BIM技術基礎之上的5D技術，根據工程概預算、時間進度等，促使工程能夠由靜態管理轉變為更為直觀的可視化動態管理模型，提高項目管理準確性，實現對建筑施工進度的高效控制目標。針對該醫院項目來說，還能夠利用BIM技術分析出成本、材料實際用量。

第二，可視化設計。基于管理人員能夠準確掌握項目建筑功能、結構空間，我們將傳統平面施工圖進行可視化3D處理，構建單位模型。在實踐中，對重點專業進行建模，如空調系統機房模型，將模型轉變為FC標準格式，導入到上文提到的5D系統當中，幫助管理人員更為全面的掌握空調機房施工關鍵點。

第三，優化平面布置。針對醫院施工，應對項目周邊環境構建三維現場平面圖，直觀了解結構之間的關系，并對現場情況進行科學、合理布置。同時，還應利用BIM模型等模擬出各階段材料防止位置等，設計最佳施工方案，在施工中，不僅能夠確保交叉施工活動順利開展，且能夠提高施工質量及效率，對于日后醫院醫療工作的開展提供一定支持。

第四，碰撞測試。不同于一般建筑，該建筑項目主要從事醫療工作。由于醫院科室較多，且設施復雜，地下室各基點專業管線布置復雜［6］。因此在實踐中，可以借助BIM中的5D技術對專業之間進行碰撞測試，以便更好地解決該問題。針對較易出現碰撞的部分，應給予更多關注，對碰撞項目進行統計和分析，避免后期返工問題的產生。

第五，三維較低。針對內部結構復雜的醫院來說，二維圖紙能夠了解構件之間的關系。但是針對本項目，我們需要采用BIM技術可視化功能，直接獲取三維圖紙，進行現場三維較低，減少并消除由于對圖紙理解不透而引發的返工情況。

結語：

根據上文所述，隨著建筑領域朝著規模化、復雜化方向發展，社會對建筑質量、管理提出了更高的要求。而BIM技術的應用在優化施工方案、提高施工質量等方面占據非常重要的位置。雖然，我國對于BIM技術的應用起步較晚，但是只要我們堅持并努力，加強對綠色建筑全生命周期的管理，滲透至規劃、設計等各個環節，不斷提高建筑管理水平，從而促進我國綠色建筑在我國得到進一步發展。

［1］李驍.綠色BIM在國內建筑全生命周期應用前景分析［J］.土木建筑工程信息技術，2012，（02）：52-57.

［2］李驍.綠色BIM在國內建筑全生命周期應用前景分析［J］.綠色建筑，2012，（04）：25-28.

［3］盧琬玫，王巍.BIM技術在建筑全生命周期中的應用探索——天津市建筑設計院科研綜合樓項目實踐［J］.建筑技藝，2014，（02）：99-103.

［4］齊寶庫，李長福.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究［J］.施工技術，2014，（15）：25-29.

［5］張國華，郭敏，霍婕，等.BIM技術在綠色建筑全生命周期的應用——以北京市某醫院建筑為例［J］.智能建筑與城市信息，2015，（12）：82-84.

［6］盧琬玫，劉欣.BIM在建筑全生命周期的應用實踐——天津市建筑設計院科研綜合樓項目應用淺析［J］.中國勘察設計，2015，（10）：54-63.