BIM技術(shù)在綠色建筑施工管理中的應(yīng)用

藺雪興

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華東公司）

1 引言

近年來，我國(guó)建筑領(lǐng)域的發(fā)展持續(xù)加速，隨著社會(huì)的持續(xù)進(jìn)步，人們的綠色生態(tài)保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)工程管理的要求也日益嚴(yán)格。面對(duì)這種形勢(shì)，在實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源均衡利用的前提下，如何更好地促進(jìn)工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，成為現(xiàn)代社會(huì)亟待解決的問題。BIM技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，無疑是解決上述問題的捷徑。相較于傳統(tǒng)的建筑技術(shù)，BIM技術(shù)可以為建設(shè)項(xiàng)目的各個(gè)參建方搭建起一個(gè)數(shù)據(jù)共享和全過程交流的平臺(tái)，有效地提高了建筑施工的質(zhì)量，提高了社會(huì)資源的配置效率，節(jié)省了大量建設(shè)資源。將BIM技術(shù)應(yīng)用到綠色建筑施工管理中，可以充分發(fā)揮現(xiàn)代科技的優(yōu)勢(shì)，提高施工管理水平，節(jié)省施工資源，促進(jìn)工程施工與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。所以，把BIM技術(shù)和綠色建筑施工管理有機(jī)地結(jié)合起來，是今后建筑施工管理工作的必然選擇。

2 綠色建筑施工管理內(nèi)涵及存在的問題

2.1 綠色建筑內(nèi)涵

我國(guó)的綠色建筑開始不過十幾年時(shí)間，與建筑業(yè)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家相比，我國(guó)的綠色建筑還處于早期發(fā)展階段。綠色建筑不同于傳統(tǒng)的建筑形式，它將綠色環(huán)保理念融入工程建設(shè)中，在保證建筑工程質(zhì)量的前提下，采取清潔、再生能源等措施，盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)建筑與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。其核心目標(biāo)是確保人與自然的利益最大化、當(dāng)前與未來的平衡、可再生資源的最大化利用、最大限度地利用環(huán)保材料、降低建筑工程對(duì)環(huán)境資源的使用量、提高建筑工程施工中水資源與建筑材料的利用率、創(chuàng)造符合人類生存需要的生存空間、實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

2.2 綠色建筑施工管理概念

以往建筑工程的施工過程都以巨大的能源消耗為基礎(chǔ)，將經(jīng)濟(jì)效益作為建設(shè)項(xiàng)目的主要目標(biāo)，對(duì)周圍環(huán)境造成了諸多不利影響，引發(fā)了很多生態(tài)環(huán)境問題。正因?yàn)槿绱?，人們?duì)綠色建筑的需求也日益增加?！熬G色建筑”是基于社會(huì)和諧、資源節(jié)約的建筑管理理念。建設(shè)單位應(yīng)樹立綠色環(huán)保意識(shí)，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)手段，將工程建設(shè)各個(gè)階段的資源需求進(jìn)行歸納整合，緊緊圍繞資源可持續(xù)利用的原則，推進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目施工綠色管理的逐步完善，從而實(shí)現(xiàn)建筑施工與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，為工程建設(shè)走出一條切實(shí)可行的發(fā)展道路。

2.3 綠色建筑施工管理存在的問題

1）建設(shè)技術(shù)還不完善

與傳統(tǒng)建筑物不同的是，綠色建筑非常重視建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)功能，但目前我國(guó)綠色建筑正處于發(fā)展階段，相關(guān)施工技術(shù)尚不成熟，造成了許多工程建設(shè)中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，給周圍環(huán)境帶來了巨大的危害，從而影響了綠色建筑目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而阻礙了實(shí)際綠色建筑的施工管理進(jìn)程。

2）綠色建筑理念在工程建設(shè)中沒有得到貫徹

其核心宗旨是提高建筑施工的生態(tài)性，但在實(shí)際工程施工過程中，仍以追求經(jīng)濟(jì)效益為工作重心，不能落實(shí)綠色建筑的建設(shè)理念，對(duì)人與自然和諧發(fā)展作用不大。

3）過于追求表面效果

伴隨綠色建筑理念的提出，其應(yīng)用日益廣泛，但是很多建筑名義上稱為綠色生態(tài)建筑，可只考慮了建筑造型的獨(dú)特性，并沒有深挖建筑的實(shí)用性和功能性，導(dǎo)致綠色建筑的設(shè)計(jì)和施工成為面子工程，非但沒有起到綠色環(huán)保的效果，反而造成了資源浪費(fèi)，違背了綠色建筑本質(zhì)[1]。

3 基于BIM技術(shù)的綠色建筑施工管理路徑

3.1 BIM技術(shù)在建筑綠色施工管理中的適用性分析

基于綠色施工成本管理，采用BIM技術(shù)可提取任意區(qū)域和任意施工階段的工程量，并對(duì)其與實(shí)際施工進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比分析，及時(shí)分析工程量偏差，保證精細(xì)化施工管理。為了保證工程的順利實(shí)施，在綠色建筑施工時(shí)，可以借助BIM模型，快速建立綠色施工工藝模型和安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，通過BIM相關(guān)軟件第三人稱漫游論證，實(shí)現(xiàn)各階段節(jié)能環(huán)保施工方案的執(zhí)行和健全防護(hù)設(shè)施需求的自動(dòng)規(guī)劃。

3.2 BIM技術(shù)在綠色建筑施工管理中的具體應(yīng)用

3.2.1 節(jié)地與室外環(huán)境

要最大限度地減少對(duì)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和社區(qū)環(huán)境的影響，就必須從土地使用、自然資源使用、能源利用、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等方面綜合考慮建筑施工可能產(chǎn)生的外部環(huán)境和可能產(chǎn)生的外部問題，并適當(dāng)處理建筑施工與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施、交通和周圍建筑物的關(guān)系。結(jié)合BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用主要在三個(gè)方面。

1）工地平面布置

為了提高工地的利用率及施工效率，采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)布置模擬，合理規(guī)劃建材堆放和運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

2）計(jì)劃工期與實(shí)際工期對(duì)比

將BIM模型中的計(jì)劃工期與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工程進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比分析，針對(duì)出現(xiàn)的偏差及時(shí)調(diào)整工程施工計(jì)劃。

3）5D模擬

為整個(gè)項(xiàng)目的參與方（包括業(yè)主、建筑師、結(jié)構(gòu)師、承包商、分包商、材料供應(yīng)商等）提供實(shí)時(shí)共享的工程數(shù)據(jù)。進(jìn)行施工進(jìn)度計(jì)劃安排、高級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管理、設(shè)計(jì)變更同步、供應(yīng)鏈管理以及造價(jià)（費(fèi)用控制）管理。同時(shí)，具有整合其他工程數(shù)據(jù)的能力，可提供豐富形象的4D/5D工程模擬（見圖1）。

圖1 基于BIM技術(shù)的5D施工模擬

3.2.2 節(jié)能與能源利用

大量的能源消耗會(huì)導(dǎo)致氣候和空氣污染問題，無論是從經(jīng)濟(jì)角度，還是從防治空氣污染的角度來看，都應(yīng)該減少建筑工地上能源的使用?？刹扇∫韵麓胧簽榇_保能源的有效運(yùn)作，引入能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；采取必要措施控制化學(xué)物質(zhì)和冷媒的使用以減輕污染空氣，并為減少場(chǎng)外能源使用負(fù)擔(dān)，對(duì)再生能源進(jìn)行回收和再利用。通過BIM專業(yè)軟件進(jìn)行能量消耗、熱工分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作，實(shí)現(xiàn)能量消耗、熱工參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化幾何參數(shù)[2]。

3.2.3 節(jié)水與水資源利用

建設(shè)階段應(yīng)考慮的問題有降低用水費(fèi)用、減少污水排放量等。在建筑施工中，通過安裝節(jié)水潔具等措施，有效降低造價(jià)。通過BIM技術(shù)對(duì)污水處理、安全用水、節(jié)水器具及設(shè)施的使用、節(jié)水管理措施等方面提出要求，可以計(jì)算出每天的用水量，對(duì)安裝節(jié)水器具的效果進(jìn)行評(píng)估；通過BIM技術(shù)可以模擬管道建設(shè)，完成管線的碰撞檢測(cè)；通過BIM技術(shù)可以對(duì)收集非傳統(tǒng)水源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，達(dá)到提高再生水利用、雨水利用的目的。

3.2.4 節(jié)材與材料資源利用

為了減少建筑材料對(duì)大氣的污染影響，應(yīng)控制建筑材料的使用和回收利用，具體辦法有回收利用再循環(huán)利用材料；合理選擇供應(yīng)商，并制定最佳的運(yùn)輸路徑方案，以不影響運(yùn)輸過程的區(qū)域環(huán)境，縮短運(yùn)輸材料的距離為原則；減少材料回收利用的成本，盡可能將可再生材料作為建筑材料。使用綠色環(huán)保材料，合理選擇施工材料，實(shí)行節(jié)材管理措施，就近取材，符合有關(guān)要求。通過BIM模型，可方便地完成以下工作分析材料特性、選擇綠色型材、對(duì)構(gòu)件材料信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)、跟蹤材料使用情況。

3.2.5 綠色施工過程管理

為保護(hù)環(huán)境，應(yīng)對(duì)建筑垃圾進(jìn)行分類處理，為實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源的目標(biāo)，應(yīng)合理利用周轉(zhuǎn)材料。BIM以工程為載體，以BIM技術(shù)為平臺(tái)。BIM技術(shù)一方面可以用數(shù)據(jù)信息直觀顯示施工過程中的技術(shù)指導(dǎo)、模擬施工過程；另一方面，BIM數(shù)據(jù)庫(kù)也需要依靠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)反饋信息進(jìn)行更新。

①項(xiàng)目數(shù)據(jù)的協(xié)同共享：項(xiàng)目管理的核心能力要求對(duì)相關(guān)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取。通過BIM可以實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)在各單位、各管理部門之間的協(xié)同共享，同時(shí)可以根據(jù)自己的需要選擇相應(yīng)的信息。

②文檔制作及材料管理：利用BIM技術(shù)，快速準(zhǔn)確地制作出規(guī)范、合理、完整的施工組織工程圖紙，包括設(shè)計(jì)文件、施工進(jìn)度計(jì)劃、施工網(wǎng)絡(luò)圖和深化后的施工計(jì)劃。

③BIM數(shù)據(jù)庫(kù)能迅速獲取工程基本資料，通過分段單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)、計(jì)劃和實(shí)際施工消耗等數(shù)據(jù)的對(duì)比，便于了解工程的運(yùn)營(yíng)盈虧、用水量、分包單價(jià)等情況，便于項(xiàng)目費(fèi)用的風(fēng)險(xiǎn)管理。

④三維掃描：利用三維激光掃描儀對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描測(cè)量，與用3D技術(shù)繪制立體圖像相似。測(cè)量員將現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片拼裝成全景圖像，進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)量，從而降低了測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，避免了高空測(cè)量的危險(xiǎn)（見圖2）。

圖2 三維激光掃描與BIM模型結(jié)合

⑤為了使施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)部位更清楚，使施工方案更直觀，可采用手持移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、質(zhì)檢員的技術(shù)交流和交底。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在綠色建筑施工管理中得到了廣泛推廣和應(yīng)用，解決了綠色建筑施工管理中的諸多問題，使綠色技術(shù)落地更具可行性，提高了建筑行業(yè)的信息化建造水平。為建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)奠定了數(shù)字基礎(chǔ)，也為我國(guó)的雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)了行業(yè)的力量。