淺談BIM技術在建筑工程綠色施工中的應用

張寒

摘 要：BIM技術作為目前建筑行業最前沿的高新技術，其使用價值不言而喻，如何將BIM技術成功應用到綠色施工的過程中將是本文研究的主要課題。

關鍵詞：BIM技術；建筑工程；綠色施工

1 前言

目前，中國占有世界上最大的建筑市場，每年有20億m2的新建建筑。然而建筑業是一個高消耗、高排放的產業。“史上最嚴”環保法的正式實行，對建筑行業產生了重大的影響。為此，推進綠色施工是建筑業降低資源消耗、減少垃圾排放、減輕環境污染的重要舉措。

2 BIM技術的特點

2.1 可視化

在BIM技術中，使用建筑施工中的環節的信息整合，通過相應的軟件進行轉化，能夠把各種各樣的建筑物特點利用全真模型或者動態視圖進行直觀的展示，這就避免了施工人員在施工過程中，不可預知建筑結構特點的不足。這種技術在施工過程中實現了實際建筑物的可視化，使建筑物結構每一部分的組成以及細致零件達到前期的形象化表達，通過對于建筑施工中安全控制要求相結合，可以保證施工過程的安全。

2.2 協調性

在建筑綠色施工過程中，需要進行各方面的細條工作，比如一旦出現施工安全問題就需要多方組織進行開會研究，尋找施工過程中發生安全的原因，這種情況下，對于問題的解決就處于很被動的狀態。而BIM技術中具有協調性特點，即通過建筑信息模型的建立，可以提前進行施工過程中各種問題的協調解決。

2.3 模擬性

BIM技術是建筑行業模型展示的一大突破，以往最先進的就是建筑物三維模型的展示，而通過BIM技術，能夠實現從住宅建筑地基到建筑物結構再到建筑物裝修全過程的模擬展示，并在模擬的過程進行圖像的渲染，效果展示完美逼真，能達到讓人身臨其境的效果，是一種4D、5D模型演示，在模擬的過程中，不僅可以對建筑成本進行分析研究，還可以針對施工過程可能會出現的安全問題進行演示并找到解決措施。

3 BIM技術在“四節一環保”中的應用

3.1 工程概況

某項目總造價25095萬元，總建筑面積56530.2m2。其中地上建筑面積40010.2m2，地下建筑面積為16520m2；主樓十三層，兩棟配樓六層，一棟四層和三棟兩層裙房。

3.2 節地

施工前期總平面布置階段，我們利用BIM技術模擬整個施工過程總平面布置情況，按基礎、主體、裝飾三個階段部署，實施動態調整與整理，以適應不同施工階段的施工要求。遵循一次性策劃，分階段施工原則，提高場地整體利用效率。

（1）臨時道路布置。與原有及永久道路兼顧考慮，場內施工道路通過BIM技術布置并進行多次三維動畫分析模擬以滿足各種車輛機具設備進出場、消防安全疏散要求，形成環形通道方便場內運輸。其中臨時道路占比僅為60%，大大減少了臨時道路澆筑及拆除的成本。（2）塔吊及施工電梯的選型和布置。根據本項目場地大小以及建筑規模對塔吊和施工電梯的選型和數量進行初步選定，根據結構的實際特點進行綜合考慮，通過BIM可視化技術模擬塔吊、施工電梯布置與結構的關系，尋找最有利的塔吊、施工電梯布置方案。并與周邊其他在建工地的塔吊進行碰撞檢測，避免在施工過程中塔吊出現碰撞從而影響工期。（3）堆場布置。使用BIM技術可視化模擬倉庫、鋼筋及木工加工房、作業棚、相關材料堆場等，通過三維布置使其都盡量靠近已有臨時交通線路及外部永久交通路線，并盡可能處于塔吊回轉半徑內，達到縮短運輸距離的原則。本工程各類堆場布置100%臨近交通線路，最大限度減少了人工運輸距離，以保證運輸效率。

3.3 節材

主要利用BIM技術對建筑主材料進行合理控制，從而起到節材的作用。

（1）鋼筋的控制：利用BIM技術對復雜梁柱節點處鋼筋進行合理排布，并對鋼筋余料進行統計再利用。本工程鋼筋優化率達到100%，利用鋼筋余料制作的馬凳占現場總馬凳的30%。以地下室頂板轉換梁施工為例，梁柱均屬于勁性結構，鋼筋排布異常困難，我們通過BIM技術不斷調整鋼筋排布以達到最優排布，從而減少現場鋼筋不合理布置導致的浪費。（2）混凝土的控制：利用BIM技術對需要澆筑的樓層進行精準算量，再根據此算量結果在澆筑過程中合理供料，避免混凝土超供浪費。本工程塔樓標準層分為兩個施工段，采用水平分段流水施工，共計澆筑混凝土89次，混凝土供應量和實際澆筑量誤差均控制在0.5%以內。（3）機電管線的控制：利用BIM技術對機電各專業管線分別進行排布，然后進行綜合審查，按照規范以及現場實際情況進行綜合調整，消除各專業管線碰撞，管線與結構建筑碰撞問題，達到管線利用最優，現場共計優化節點386處，大大減少了因返工造成的浪費現象。（4）加砌塊的控制：利用BIM技術對各樓層砌體墻進行砌體排磚模擬，并統計各樓層加砌塊整磚及半磚數量，然后在現場每層設置加砌塊集中加工區，從而減少因工人隨意砌墻導致的加砌塊半磚浪費現象并在一定程度上降低了粉塵污染。現場加砌塊利用率達到97%。

3.4 節能

主要利用BIM技術對地下室照明燈具以及建筑房間內空調進出風口位置進行合理排布，從而降低施工過程中以及后續建筑使用過程中的能源損耗。

（1）地下室照明燈具布置。通過BIM技術對地下室照明燈具進行布置，按照最低照度原則進行排布，通過現場漫游體驗實際照明效果，然后進行不斷優化，通過減少照明燈具的使用從而減少施工用電。比傳統排布照明燈具的節能率提高約30%。（2）空調進出風口布置。將BIM模型與CFD軟件相關聯，對建筑物內部空氣流動進行模擬分析，從而對空調進出風口位置進行優化，保證氣流均勻，室內溫度均勻，從而降低能源損耗。本工程建筑房間內空調進出風口優化率達到100%，一定程度上降低了建筑在未來使用過程中的能源損耗率。

3.5 節水

主要通過BIM技術加強對非傳統水源的利用，運用BIM可視化特點布置現場樓層垂直雨水排水管道和總平面水平雨水收集管道，最大化收集雨水然后進行沉淀處理后用于洗車、清洗路面、滅火、澆花等用途。總平面雨水、塔樓雨水、施工養護用水等均達到100%回收再利用。

3.6 環境保護

主要運用BIM技術對垃圾垂直運輸通道和總平面夜間照明燈光進行布置，降低粉塵污染和光污染。

（1）垃圾垂直運輸通道布置。本工程采用BIM技術合理布置垃圾垂直運輸通道，便于樓層垃圾運輸，封閉運輸，減少揚塵，大大提高效率，減少人工運輸垃圾的費用，同時在底部垃圾池設置自動監測降塵噴淋系統，有效控制揚塵。（2）總平面夜間照明燈光布置。利用BIM技術中夜間燈光模擬的應用，確定總平面夜間照明設備布置方案。模擬方案過程中可對照明設備和設備安裝俯射角度范圍合理選取，而達到限制夜間照明光線溢出施工場地以外范圍，降低對周圍住戶造成影響，減少因夜間施工照明產生的光污染。

4 結語

本工程從環保的角度充分實踐綠色施工理念，結合BIM技術，對綠色施工的各項措施進行深化、優化，這是BIM技術在綠色施工中的一次嘗試，也是為BIM技術在項目施工階段的全面應用做的一次鋪墊。BIM技術應用過程中也存在許多不足，主要體現在對BIM技術的理解不夠深刻。BIM技術最大的特點在于信息交換和共享，我們應充分利用BIM所帶來的龐大信息為綠色施工乃至整個工程施工提供數據支持，做到真正的數字化施工。

參考文獻：

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