基于BIM的綠色建筑管理發展探討

王啟武

摘 要：綠色建筑、可持續建筑和建筑信息模型（BIM）在建筑業的發展速度超過了全球大多數從業者的預期。建筑信息模型的采用改變了現有的建筑業的發展模式，應用BIM技術為項目構思、設計、建設和后啟用階段的綠色建筑設施服務，降低綠色建筑的運營成本，提高綠色建筑的效能、質量和可持續性。本文從建筑實踐的各個方面闡述了BIM在綠色建筑管理發展中的應用。

關鍵詞：綠色建筑;BIM;LEED;可持續性評估;可施工性分析

綠色建筑是指在建筑物的設計、選址、建造、操作和處置過程中采用環保的做法和材料。建筑業的可持續性不僅要考慮建筑物的性能，還要考慮三重底線，特別是建筑業對環境、經濟和社會的影響。

近年來，世界范圍內正在開發建筑信息模型（BIM），以有效地實現復雜建筑的性能分析，實現優化的可持續建筑設計。為了達到LEED等綜合綠色建筑評級體系規定的認證要求，項目團隊通常擁有眾多學科的專業知識，按照LEED環境分類中的標準進行工作，包括場地、水、能源、材料、室內環境質量和創新領域設計。

1 BIM在綠色建筑評級系統中的應用

建筑信息模型描述了開發和使用計算機生成模型來模擬建筑設施的規劃、設計、建造和運行的過程。BIM性能分析工具的集成極大地簡化了通常繁瑣和困難的可持續性分析。之前，為了早期設計和施工前階段真實地評估建筑物的性能，需要獲得有關建筑物的形式、材料、環境和技術系統的全面知識，而BIM建模平臺允許在一個模型中疊加多學科的信息，并為項目團隊確定設計和施工實踐對建筑物的影響的可持續性提供了很好的參考。

LEED評估是一個復雜的第三方認證計劃，有四個不同的水平：認證、銀、黃金和白金，這是基于項目評估使用的信用評分系統。BIM 和LEED之間的協同效應，特別是BIM如何能夠提高通過LEED認證的幾率。

2 綠色建筑施工前期階段的建筑信息模型

2.1 建筑信息模擬在可持續發展評估中的應用

可持續性評估是一個過程，其中一個綠色項目的評估基于LEED或其他可持續標準，以評估是否所有材料、性能和過程的可持續特征通過BIM模擬實現。可持續性評估應適用于建設項目的所有四個階段，即：規劃、設計、建設和運營。BIM模擬一個項目在其整個生命周期中的所有可持續過程，以便通過將設計分析壓縮到一個單一的數據庫中，以最有效的方式獲得所需的LEED認證。可持續性評價在規劃和設計階段進行，然后在施工和運營階段進行時最為有效，這將大大改善項目參與方之間的溝通，以獲得LEED信貸，從而減少重復設計工作。綠色建筑的性能將通過跟蹤能源使用、室內空氣質量和空間規劃來優化，以符合LEED標準。此外，可持續性評價將通過對進度和材料數量的跟蹤，以調整出可以更有效的使用材料和更好的分析現金流量的BIM模型。

2.2 可施工性分析中的 BIM

使用BIM模型，項目團隊可以進行詳細的可施工性分析，以計劃在現場的操作順序。因為在施工前階段，有許多問題需要解決和規劃，以便進行場地協調，例如考慮各種排序選項、場地后勤、吊裝備選方案和成本。

通常在降低復雜度的系統模型上執行，以便包含總體分析時間和成本。利用BIM三維或四維場地協調模型進行施工前的場地物流規劃，開發交通布局，識別潛在的危險，有助于制定更現實的場地安全計劃和建筑垃圾處理計劃。

3 綠色施工階段的 BIM

3.1 建筑信息模擬在建筑規劃中的應用

綠色施工規劃涉及模型的調度和排序，以協調虛擬施工的時間和空間。預期施工進度的時間表可以整合到一個虛擬的施工過程中。利用調度引入時間作為第四維（4D）。4D模型可以包括一個場地后勤計劃，也可以在虛擬建筑之上直觀地描述工作場地的空間利用情況。通過使用 BIM進行規劃，可以提高場地利用率、空間協調性和產品信息量統計，包括起重機、卡車、圍欄等臨時物件，以及卡車、起重機、升降機、挖掘機等交通通道。

3.2 建筑信息模型在綠色施工進度安排中的應用

在建設期間，BIM工具將被用于促進活動安排。通過可視化和交流使用合適的BIM工具，將優化進度表中具體任務的管理控制，以便為關鍵規劃決策和建設方法、場地空間利用、資源分配和活動排序提供信息。在整個施工期間，項目團隊可不斷更新BIM模型，以反映最新的信息，供設施管理人員日后用于綠色建筑的運營和維護。

4 建筑信息模型在綠色建筑后期建設和運營中的應用

由實體建筑、系統、周圍環境和設備組成的綠色建筑，必須以最低的成本來滿足業主和用戶的要求，以高效的方式進行維護、運營和升級。建筑物信息模型包含了綠色建筑在規劃、設計和建造過程中的完整信息，這些信息可以被設施管理者用于下游使用，從而使綠色建筑的運營和維護更加高效。研究表明，一個設施85%的生命周期成本發生在建設完成之后，僅在美國每年就有大約100 億美元的損失，原因是在運營和維護階段信息訪問不足和互操作性問題。使用建筑信息模型進行設施管理可以顯著地幫助防止這些損失發在綠色建筑中。

5 總結

綠色建筑需要各種材料，尤其是可快速再生的建筑材料，包含可循環利用的產品，以及低揮發性有機化合物的使用。項目團隊可以真正參與建設綠色設施所需的綜合設計方法，甚至通過確定通過BIM工具獲得建筑物LEED認證的方法來做出貢獻。基于使用BIM的綜合設計，一個綠色項目團隊可以將他們認為從一開始就可以實現的LEED信譽作為目標，然后幫助確定項目團隊的責任分工。考慮到整個綠色建筑系統的眾多變量和動態性，BIM工具新的模擬實踐確實可以優化應對這些問題，包括數據處理和交換的強度指數增長，以及數據格式不斷升級。