基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)施工一體化應(yīng)用

王忠義

【摘 要】建筑信息模型技術(shù)作為一種當(dāng)前比較流行的技術(shù)手段，它不僅操作方便簡單，運(yùn)行效率高，還具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，受到許多專家學(xué)者與大型企業(yè)的關(guān)注和重視.因此，合理利用BIM技術(shù)可以很好的幫助我國實(shí)現(xiàn)綠色健康可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo) 本文圍繞著BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)施工一體化應(yīng)用進(jìn)行了闡述，通過對BIM技術(shù)的描述和綠色建筑的描述將二者的基本概念進(jìn)行傳達(dá)，然后對綠色建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，最后對綠色建筑利用BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行介紹，以此來促進(jìn)二者的一體化應(yīng)用發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);綠色建筑設(shè)計(jì);一體化應(yīng)用

一、綠色建筑概述

從人類文明出現(xiàn)開始，建筑行業(yè)就在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，在中華文明璀璨的文明史背后，無數(shù)的建筑匠人正在建筑行業(yè)譜寫著華麗的篇章。人類最開始居住在山洞中，并且一些山洞建筑形式被一直沿用至今，例如陜西的窯洞建筑形式。在人類建筑的長期發(fā)展中，一些規(guī)模龐大的建筑物群體逐漸走入了人們的視野，經(jīng)過多年的研發(fā)和改良，這些高樓大廈逐漸成為當(dāng)下人們居住的建筑主體。

生活在現(xiàn)代的我們，在生活質(zhì)量高度提升的當(dāng)代社會，人們對于建筑設(shè)計(jì)的健康性和科學(xué)性更為關(guān)注，主要的原因是人類自身對于自身健康水平的嚴(yán)格要求，造就了一系列健康綠色產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，例如一些綠色食品、綠色出行工具等。在這種背景下，人們對于生活的質(zhì)量愈發(fā)苛求，綠色建筑學(xué)也應(yīng)運(yùn)而生、

人們對于房子的要求不再僅僅是遮風(fēng)避雨，對房子的舒適度、房子內(nèi)部的裝飾美觀性、房子內(nèi)部空氣的質(zhì)量等都提高了要求。人們想要通過居住環(huán)境回歸自然，這是當(dāng)代人們對于建筑物的基本需求。回歸自然的基礎(chǔ)就是需要對建筑物進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)，在建筑材料上嚴(yán)格挑選，選用那些具備綠色環(huán)保和循環(huán)利用功能的建筑材料，并且這些材料的剛度和應(yīng)力載荷能力都應(yīng)該強(qiáng)于傳統(tǒng)的建筑材料。同時(shí)應(yīng)該在建筑材料中加入更多的現(xiàn)代化元素，將健康的、綠色的理念融入到建筑設(shè)計(jì)中，在簡約簡單中又不失優(yōu)雅大方，同時(shí)建筑物內(nèi)部的能源供給和生態(tài)系統(tǒng)也能夠和自然相互融合，這樣就形成了當(dāng)代的綠色建筑物理念。

二、BIM技術(shù)概述

BIM是建筑建設(shè)信息模型的英文縮寫，是以建筑建設(shè)工程項(xiàng)目的各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息作為建模基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模運(yùn)算從而確立建筑建設(shè)模型的一種技術(shù)。BIM技術(shù)能夠通過數(shù)字信息仿真模擬建筑建設(shè)物的所有信息。

建筑建設(shè)工程相較于其它工程來說工期相對較長，且建設(shè)成本較高，屬于一種重型產(chǎn)業(yè)。在建筑建設(shè)工程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)到確認(rèn)再到施工每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致工期的延長，并且使得工程造價(jià)升高，應(yīng)用BIM和裝配式的建筑建設(shè)技術(shù)可以很好的解決這種問題，因?yàn)锽IM的可視化，協(xié)調(diào)性高等特點(diǎn)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行建筑建設(shè)建模的施工預(yù)演能夠很好的模擬出建筑建設(shè)的所有施工環(huán)節(jié)，并且可以對這些環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌管理，相較于傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方式，應(yīng)用BIM技術(shù)管理能夠使得建筑工程項(xiàng)目的生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量得到良好的保證，能夠極大的縮短建筑建設(shè)工程的工期并降低工程成本。

在BIM的實(shí)際使用中能夠使得建筑建設(shè)工程避免設(shè)計(jì)生產(chǎn)制作維護(hù)四個(gè)環(huán)節(jié)的不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)錯(cuò)誤和遺漏的情況也會大幅降低，從而使得建筑建設(shè)工程的設(shè)計(jì)工作量減少。

三、綠色建筑設(shè)計(jì)理念

綠色的理念最初是提倡生態(tài)和和諧，人們對于綠色的要求就是環(huán)保性能和綠化性能，并且一旦提到綠色就會自然聯(lián)想到大自然的生態(tài)系統(tǒng)，在建筑物的設(shè)計(jì)中貫穿綠色理念也是如此，并且建筑物綠色設(shè)計(jì)的優(yōu)劣程度直接影響到建筑施工的成本控制和建筑質(zhì)量，因此綠色建筑從根本上來看不能盲目地照搬以往傳統(tǒng)建筑物的設(shè)計(jì)理念，應(yīng)該在這種設(shè)計(jì)理念上進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，然后結(jié)合當(dāng)?shù)氐恼w環(huán)境進(jìn)行綜合分析，將設(shè)計(jì)的元素和當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^交相輝映。

同時(shí)不能夠僅僅針對一個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)而不考慮到建筑物的全局效應(yīng)，例如在一些溫帶地區(qū)，設(shè)計(jì)建筑物墻體的時(shí)候應(yīng)該注重隔溫性，使得室內(nèi)達(dá)到冬暖夏涼的效果，溫帶地區(qū)氣候大多為寒暑交替，因此建筑物的設(shè)計(jì)也應(yīng)該基于這種天氣進(jìn)行材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣才能夠確保建筑物在炎熱的夏季和寒冷的冬季都能給室內(nèi)的人提供良好的居住體驗(yàn)。針對這種情況，不僅應(yīng)該對建筑墻體進(jìn)行隔溫設(shè)計(jì)，同時(shí)建筑物的門窗、地下室等都應(yīng)該采用隔溫設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)理念不僅僅是為了給人們的居住提供更為舒適的環(huán)境，同時(shí)也是為了能夠保留住室內(nèi)的溫度，讓人們不至于在天氣較為極端的情況下采取取暖或者散熱措施，這樣就達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。在建筑設(shè)計(jì)實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)該將有限的材料應(yīng)用到關(guān)鍵的地方，這樣才能夠使得建筑施工的成本得到控制，節(jié)約材料的同時(shí)也達(dá)到了綠色建筑的要求標(biāo)準(zhǔn)。

在進(jìn)行綠色建筑工程設(shè)計(jì)的過程中，需要進(jìn)行漫長的信息采集過程和信息整理過程，其中不僅包含了對建筑施工當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、水文環(huán)境、周圍自然環(huán)境的數(shù)據(jù)采樣，同時(shí)也應(yīng)該將這些數(shù)據(jù)融入到方案設(shè)計(jì)中。在建筑物內(nèi)部的設(shè)計(jì)同樣如此，在設(shè)計(jì)中涉及到電力供給線路、水供給線路、排水線路、暖通工程等，對這些建筑內(nèi)部的設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌計(jì)劃才能夠使得建筑設(shè)計(jì)趨向于科學(xué)合理，這樣才能夠給居住的人提供更為優(yōu)質(zhì)的居住體驗(yàn)。

隨著國內(nèi)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色建筑的設(shè)計(jì)過程更加趨向于軟件技術(shù)應(yīng)用，例如BIM技術(shù)就是一項(xiàng)可以在任何建筑設(shè)計(jì)工作中有效使用的一款設(shè)計(jì)軟件，這些設(shè)計(jì)軟件的加入打破了以往建筑設(shè)計(jì)中對于不同專業(yè)的整合需求，對于以往建筑設(shè)計(jì)中各專業(yè)配合時(shí)出現(xiàn)的隔閡情況也能夠有效解決，通過信息技術(shù)系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的融合應(yīng)用，不同專業(yè)之間的信息實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)共享，在現(xiàn)階段的綠色建筑設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)該注重應(yīng)用這些較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)手段，方式和手段的創(chuàng)新是設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新的基礎(chǔ)，良好的設(shè)計(jì)理念是提升綠色建筑設(shè)計(jì)方案科學(xué)性和可行性的前提，也是綠色建筑節(jié)能環(huán)保性能的保障。

同時(shí)也應(yīng)該注重綠色建筑設(shè)計(jì)中現(xiàn)場設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用，在有效地確保綠色建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工計(jì)劃后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的情況進(jìn)行施工安排，然后再次基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底工作，在技術(shù)交底中應(yīng)該注重設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念能夠得到全面落實(shí)，結(jié)合建筑建設(shè)本身對周圍環(huán)境的影響性，全面對建筑建設(shè)全過程進(jìn)行統(tǒng)籌控制，在施工過程中設(shè)計(jì)人員也應(yīng)該經(jīng)常下到第一現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，在施工中遇到技術(shù)困難或者一些實(shí)際施工環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)相沖突的時(shí)候，需要第一時(shí)間進(jìn)行解決，這樣就能夠全面地確保建筑施工的效率，同時(shí)也能夠降低綠色建筑施工對周圍環(huán)境的不良影響，使得綠色建筑施工過程中對環(huán)境的污染降到最低，在節(jié)能減排政策的要求下，這種現(xiàn)場監(jiān)督的機(jī)制是勢在必行的。

四、BIM技術(shù)在綠色建筑施工中的應(yīng)用優(yōu)勢

1可視化

傳統(tǒng)的建筑工程施工圖紙多是二維的平面繪制圖紙，在每個(gè)部門將信息導(dǎo)入圖紙之后，然后再對圖紙進(jìn)行繪制，這種繪制的方式會消耗大量的物力，并且很容易產(chǎn)生設(shè)計(jì)偏差進(jìn)而引發(fā)后期工程建設(shè)中對工程造價(jià)的影響。

應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)則是通過三維圖像具體的將每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的意圖展現(xiàn)出來，這樣就提神了設(shè)計(jì)圖紙的可視性和直觀性，使得裝配式住宅建筑工程施工的意圖和構(gòu)建能夠形象的展示出來，方便設(shè)計(jì)人員和施工人員的溝通。

2協(xié)調(diào)性

在復(fù)雜的裝配式住宅建筑項(xiàng)目管理中，施工單位所面臨的最大挑戰(zhàn)就是整體的協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)單位和施工人員，協(xié)調(diào)工程業(yè)主和監(jiān)理方。在遇到工程施工問題時(shí)要及時(shí)的參與協(xié)調(diào)然后解決問題。

在實(shí)際的管理中要想讓參與工程項(xiàng)目的各方都能夠積極的配合協(xié)調(diào)是非常困難的，正是因?yàn)殡y以實(shí)施有效的協(xié)調(diào)配合所以才會造成裝配式住宅建筑工程的交叉碰撞。這對于工程的工期和工程預(yù)算都會產(chǎn)生較大的影響，使得工程預(yù)算產(chǎn)生波動，導(dǎo)致工程造價(jià)水漲船高。

應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠良好的避免這些問題，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多方可實(shí)時(shí)性觀測，這就使得協(xié)調(diào)難題不攻自破，使得項(xiàng)目進(jìn)程得到了有效管理。

五、BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)施工一體化中的應(yīng)用措施

1裝配式結(jié)構(gòu)拆分設(shè)計(jì)

在拆分設(shè)計(jì)平臺運(yùn)營的基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)課時(shí)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的工作文件云共享。在本地文件和平臺中心通過同步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，在專業(yè)內(nèi)部和專業(yè)之間可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，然后互相借鑒參考。

各專業(yè)之間可以將最新的設(shè)計(jì)方案無縫銜接，從而從眾多設(shè)計(jì)方案中挑選出適合于軌道交通工程現(xiàn)場的設(shè)計(jì)，然后對這些設(shè)計(jì)進(jìn)行融合。專業(yè)間拆分主要是通過專業(yè)間的文件相互比較來實(shí)現(xiàn)的，在專業(yè)間實(shí)現(xiàn)文件的實(shí)時(shí)參照，并且能夠使得專業(yè)間互相監(jiān)督互相檢查，對于軌道的碰撞檢查和運(yùn)行參數(shù)檢查等，從而能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)間設(shè)計(jì)存在的問題，并對這些設(shè)計(jì)問題進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)處理，進(jìn)而解決。

BIM模型搭建的過程需要提供裝配式結(jié)構(gòu)的所有參數(shù)，例如墻體參數(shù)，門窗參數(shù)等等。然后將裝配建筑施工的周邊環(huán)境和建筑建設(shè)所涉及的底下管線模型數(shù)據(jù)，區(qū)間模型數(shù)據(jù)，建筑機(jī)電模型數(shù)據(jù)，建筑系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)和裝修環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)等等一些類的全方位數(shù)據(jù)輸入到BIM建模中，從而展開工作量的統(tǒng)計(jì)，對管線進(jìn)行綜合檢查并能夠提出多項(xiàng)有價(jià)值的施工管理建議。

2精細(xì)化給排水管道設(shè)計(jì)

因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)存在一定的復(fù)雜性，所以在施工圖中經(jīng)常會遇到墻的預(yù)制構(gòu)件和管路的預(yù)制構(gòu)件等，在這些預(yù)制構(gòu)件的工藝進(jìn)行中，以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙是無法達(dá)到良好的效果的，不光是傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙無法達(dá)到這種效果，甚至二維圖紙中找出這些預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)問題也是很難的。

在實(shí)際施工的過程中，這些問題就會集中的暴露出來，例如預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞等情況時(shí)有發(fā)生，這就會使得建筑單位不得不調(diào)整施工方案，從而避開出現(xiàn)碰撞的位置。但是這種施工方案的改制會出現(xiàn)嚴(yán)重的拖慢施工效率情況，首先施工圖紙?jiān)谶M(jìn)行改制的過程中需要施工人員和設(shè)計(jì)人員的溝通，并且圖紙的設(shè)計(jì)過后還需要審核部門進(jìn)行審核，批準(zhǔn)后才能夠予以修改，這就耗費(fèi)了大量的時(shí)間，并且圖紙的更改還會造成建筑材料的增多現(xiàn)象，從而嚴(yán)重的拖慢了施工的進(jìn)程，最終導(dǎo)致項(xiàng)目不能夠按期完成。

利用BIM軟件進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)就會有效的避免出現(xiàn)這樣的問題，BIM的圖紙構(gòu)建大多屬于三維模型，這種三維模型會將軟件的自動檢測，評審工作以及模型設(shè)計(jì)中存在的問題融為一體進(jìn)行解決，并且在設(shè)計(jì)人員受到問題信息后可以對設(shè)計(jì)的方案直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的預(yù)制構(gòu)件庫進(jìn)行整改，這就會省去很多的圖紙審核時(shí)間，并且極大的使圖紙的修改加速。在設(shè)計(jì)的方案經(jīng)過整改、修正過后，BIM軟件會進(jìn)行重新檢測，并形成三維建模，并再次的提示錯(cuò)誤，通過多次反復(fù)的提示和問題的設(shè)計(jì)解決可以解決所有遇到的問題。

例如在預(yù)制房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會發(fā)生管線布置和結(jié)構(gòu)構(gòu)件相碰撞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是建筑建設(shè)中管線敷設(shè)的種類眾多，有很多強(qiáng)電線路，弱電線路，給排水線路等等，這些線路的敷設(shè)量非常的龐大且復(fù)雜，裝配式的構(gòu)件具有一定的預(yù)制性和模塊性，因此預(yù)制構(gòu)件和管道和線路的協(xié)調(diào)是很難實(shí)現(xiàn)的。

六、結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)和綠色建筑都是未來建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，將綠色建筑設(shè)計(jì)中融入BIM技術(shù)能夠促使綠色建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)逐一攻克，同時(shí)，BIM技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代化信息技術(shù)的完美產(chǎn)物，因此它可以解決在綠色建筑施工中所遇到的困難，可以說綠色建筑的發(fā)展為BIM技術(shù)提供了舞臺，BIM技術(shù)也為綠色建筑的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

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