BIM技術在可持續綠色建筑全生命周期中的應用研究

郎 垚

華建集團上海建筑設計研究院有限公司 上海 200041

可持續綠色建筑不僅符合新時期社會發展方向，同時還可以滿足人們日益增進的居住需求，所以如何提高可持續綠色建筑質量成為該領域最為重視的問題。就目前實際情況來看，BIM技術在建筑施工中的應用十分廣泛，但在可持續綠色建筑中的應用還存在一些問題亟待解決，未能將這一技術的優勢作用充分發揮出來，這對建筑行業的未來發展十分不利。因此，將BIM技術與綠色建筑有效結合，并進行深入研究與分析，具有十分深遠的指導意義。

1 相關概念的基本闡述

1.1 BIM技術基本內涵

所謂的BIM技術，通俗來說就是指一種數據化工具，通常也被稱為建筑信息模型技術，主要應用于工程設計建造管理，實現在工程策劃、運行和維護中信息數據之間的有效傳遞，不僅可以幫助技術人員正確評估建筑信息，同時還有助于提高生產效率以及節約資金。具體來說，這項技術是以建筑項目的各項信息為基礎，通過將實際存在的信息數據輸入電腦，然后生成數字信息，進而模擬出真實的建筑工程結構，因此其具有信息完整性、關聯性、可視化等優勢特征。就目前實際情況來看，因為我國《建筑信息模型應用統一標準》處于編制過程中，所以對于BIM技術的定義基本上是引用美國國家BIM標準。

1.2 全生命周期的內容

全生命周期是一個比較寬泛的概念，其在市場經濟中主要是指一種交易理念和理論，但具體到綠色建筑體系中，其更多的是指從建筑項目初期一直到竣工完結的整個過程都需要將新技術、新理念貫穿其中的一種管理手段。在實行全生命周期管理時，往往需要從建筑本身需求出發，注重能源的節約以及環境的保護，要將環保理念融入到建筑施工的全過程，盡可能地降低環境負荷。除此之外，還需要考慮到水環境和用水效率、建造選址、建筑材料、室內環境、運營維護、能源效率等各項因素。從另一個層面分析來看，建筑全生命周期是指將工程項目看作一個整體，然后借助相應的信息平臺，進行全方位立體化管理的手段。

1.3 可持續綠色建筑內涵

綠色建筑是現階段建筑行業發展的重要方向，其主要是指在建筑施工、竣工到結束的整個過程，都可以最大化地實現資源節約、環境保護等目的，同時還能給人類提供舒適的居住空間，這樣的建筑就被稱為綠色建筑。而可持續綠色建筑則是在原有基礎之上，更加注重環境負荷的有效降低，以及倡導減少能耗、降低污染、保護健康等理念，想要構建可持續綠色建筑，往往需要結合不同區域的環境特點，并綜合考慮當地居民實際需求。從某種程度上來說，可持續綠色建筑將成為未來建筑的主導趨勢，應當加強對其深入研究與分析。

2 BIM技術下可持續綠色建筑全生命周期管理

2.1 BIM+綠色規劃

就現階段實際情況來看，BIM技術在可持續綠色建筑中有著非常突出的應用價值，對提升建筑施工質量、強化建筑各項性能起到了重要作用。具體來說，BIM技術在工程項目規劃過程中就具有獨特的技術優勢，將BIM與GPS有效結合，可以更準確地獲取到建筑施工現場的各項建筑信息情況，以及現場環境情況，比如氣候、地理、周邊環境、交通流量等等內容。通過對這些信息數據的分析與評估，不僅可以幫助工程人員更好的制定場地規劃方案，提高方案的可行性與穩定性，同時還能夠有效應對各種規劃問題，比如定量分析不足、定性分析過重等等。所以說，將BIM技術融入到綠色規劃當中，具有十分重要的意義。

2.2 BIM+綠色設計

2.2.1 綠色分析

BIM技術在建筑設計階段所起的作用同樣不可忽視，其中以綠色分析為首要前提，想要保證綠色建筑設計工作的順利完成，就必須要注重綠色分析。具體來說，在進行綠色建筑設計時，可將BIM模型傳遞至綠色分析軟件當中，然后借助聲光熱風等工具進行各項信息的分析，包括能源損耗、熱量損耗等內容，并依照分析結果來進行綠色建筑的合理設計，包括對建筑開窗設置、樓距、朝向等方面的改進與優化，盡可能地降低環境負荷，提高對自然能源的利用率，從而為人們帶來更加綠色健康的居住環境。除此之外，還可以借助仿真模擬空調、給排水等系統，并根據實際情況對這些系統的能耗進行分析，以確保建筑設計符合國家規定的標準要求。

2.2.2 碰撞檢查

一般情況來說，建筑工程施工過程中會運用到非常多的材料和零部件，為了防止突發情況而導致材料不夠用的現象，很多企業都會準備高出實際需求的材料數量，這難免會造成一定的資源浪費。通過相關分析可以發現，施工階段發生碰撞是導致材料損耗大的主要原因之一，為了盡可能地避免這一情況的發生，就必須要注重對施工階段的碰撞檢查。而BIM技術在這項工作中可以發揮非常大的作用，基于BIM全專業模型，可以實現對施工現場各機電專業的全面審查與分析，及時檢測出是否存在空間沖突，并得出完整的碰撞報告，方便管理人員迅速做出調整與應對。

2.2.3 成本管控

在建筑設計過程中，還涉及到概預算的內容，也就是結合設計方案給出一個大概的資金預算方案，為后續資金使用與分配奠定基礎。在這一階段，可以利用BIM的一模到底優勢，將BIM模型傳遞至造價軟件當中，然后再自動生成算量模型，這樣便可以迅速計算出該工程項目的清單量，從而為限額設計提供有效引導，實現建筑成本的有效管控。此外，當變更設計方案之后，相關的統計報表及工程量都會隨之發生變化，這樣不僅可以降低人員的工作量，更重要的是還可以提高工程量統計的進度，實現對成本的精準控制與管理，促使成本統計工作更加精細化發展，如此方可盡快落實可持續綠色建筑建設[1]。

2.2.4 三維交底

通過對建筑項目的相關分析可以發現，在具體施工過程中，各專業構件關系復雜，如果不借助相關設備進行分析，而只是依靠文字和二維圖紙，是很難保證分析結果的準確性。因此，這個時候就可以借助BIM模型來完成這一工作，由于該技術具有可視化和參數化的優勢，在進行各專業構件分析時，可采用三維文檔、模型和動畫等形式來呈現各專業構件的關系，并將其應用到設計交底會議之上，輔助各參建方溝通。采用這種方式，可以讓各參建方更直觀地看到建筑內部具體情況，并了解各構件之間的關系，這樣既方便人員之間的溝通，節省時間成本，而且還能有效提高會議現場的整體開展效果。

2.2.5 綠色材料數據庫

一般情況來說，在綠色建筑設計階段，材料準備也是非常重要的一項內容，如果設計企業與材料供應商之間缺乏完善的信息共享渠道，就很有可能造成一些好的綠色建材不能被及時發現，使得綠色建筑的最終呈現效果受到影響。這個時候就需要加強對BIM技術的有效運用，可以構建一個綠色材料BIM數據庫，將市場信息、模型信息、材料信息等傳輸到數據庫當中，這樣便可以實現信息共享。借助這一數據庫，供應商可以更全面地掌握工程項目的實際需求，而采購人員也可以借助平臺完成材料采購工作。

2.3 BIM+綠色建造

2.3.1 施工模擬

在綠色建筑建造施工過程中，BIM技術也有著很大的應用優勢。由于施工過程中涉及到的施工環節非常多，人員也比較雜，因此很難保證這一過程的施工質量。而通過對BIM技術的合理利用，可以實現對現場施工過程的有效模擬，從而將可能存在的安全隱患及時挖掘出來，并提前制定相應的優化方案，大大提高了綠色建筑的施工質量。除此之外，借助BIM虛擬建造技術，還可以實現對施工流程、現場空間等方面的改進，從而最大程度地降低施工周期，為建筑企業節省時間和資金，為綠色建筑的開發建設奠定良好基礎。

2.3.2 材料管理

材料管理是施工過程中不可忽視的一項內容，一旦材料管理出現問題，不僅會造成材料質量得不到保障，而且還有可能埋下施工隱患，危及人員生命安全。而BIM技術除了可以模擬施工現場具體情況之外，還可以實現對建筑材料的有效管理，只需將其與物聯網、移動終端進行有效連接即可[2]。在這種情況下，管理人員可通過讀取BIM數據信息，以及借助移動前端來進行材料的監督與管理工作，而且整個過程涉及生產、運輸、倉儲、安裝等多個方面，可以最大程度地落實材料全周期管理，從而保證綠色材料的質量不受影響。

2.3.3 工期管理

對于可持續綠色建筑而言，想要保證整個工程項目的整體效益，就必須要在合同規定期內交付工程，而這就需要管理者注重對施工周期的有效管控，制定合理的進度計劃表，要求各人員嚴格按照規定進行各項作業，以確保項目按時交付。但是，傳統的工期管理辦法很難避免掉一些突發情況，而BIM技術則可以很好地解決這一問題，將進度計劃文件與BIM模型有效結合，就可以實施基于時間維度的施工模擬，對現場施工情況及可能出現的沖突進行預測，并不斷優化施工方案，這樣便可以有效增強綠色建筑工期管理的精細度，從而避免出現工程項目工期延誤的情況。

2.3.4 造價管理

如前文所述，BIM技術具有信息化、集約化等特征，這也就意味著在BIM5D模型中還可以實現對工程項目的造價管理工作。具體來說，將定額算量、人機材等內容與BIM4D模型有效結合，便能夠建立起完善的BIM5D模型，將其運用到造價管理中，就可以對各個環節的施工情況予以全面了解，包括材料用量、勞動用量、設備用量等各方面內容，這樣才能最大程度地控制工程造價，使各項費用支出都在合理范圍內進行。除此之外，采取BIM技術還可以及時獲取到各項資源的實時狀態，并通過施工模擬分析以及成本數據的集成，來進行成本數據的科學管控，從而提升建筑企業造價管理水平。

2.3.5 質量管理

質量管理是綠色建筑施工的重中之重，想要促進建筑工程項目的整體質量與效果，還必須加強對項目的質量管理。就目前實際情況來看，利用BIM技術進行質量管理時，往往需要從以下幾個方面展開：首先是事前質量管控。由于綠色建筑施工要求較多，為確保各項環節有序進行，就可以借助BIM技術進行動畫模擬，將施工現場的環境、氣候、地形等各方面內容呈現出來，保障員工更好地掌握現場情況，從而減少返工次數；其次是事中質量管控[3]。主要是對施工現場關鍵部位的實施監控，可以運用BIM云平臺協作系統來完成這一事項，從而保證施工質量；最后是事后質量管控。將BIM模型與三維掃描儀進行比較分析，便可以及時獲取到驗收構件的施工誤差率，從而保證綠色建筑施工質量。

2.4 BIM+綠色運維

BIM技術在運營管理工作也具有不可替代的作用，若將BIM竣工模型引入運管系統當中，不僅可以為竣工階段的負責人提供更加準確、全面且詳細的建筑信息，從而保證驗收工作的順利開展，而且還可以借助BIM技術中的可視化特征，完成對竣工項目的巡檢工作，從而保證工程項目建設質量達標。具體來說，將BIM模型與設備傳感器進行有效連接，便可以對整棟建筑物的室內能耗等情況進行監控分析，將不合理的能耗進行及時處理，從而實現綠色建筑低能耗運行。除此之外，借助BIM技術進行固定資產設施的管理，還可以幫助工作人員及時獲取到這些設施設備的使用情況，并對存在故障問題的設施進行有效維修與處理，這樣既能夠最大程度地降低運營維護成本，同時還能夠保證建筑的安全無污染，為人民群眾提供更健康舒適的居住場所[4]。

3 BIM技術在可持續綠色建筑全生命周期中的展望

通過對BIM技術的深入分析與探究可以發現，將其應用到可持續綠色建筑全生命周期中，具有非常重要的現實意義，不僅可以提升可持續綠色建筑的整體質量，更主要的是該技術是未來建筑業的發展趨勢，所以做好BIM技術與綠色建筑的銜接工作是很有必要的。但與此同時，BIM技術在具體應用過程中還是存在著一定的不足之處，比如對BIM技術的認識不夠充分、對全生命周期的運用不夠全面，導致BIM技術無法全方位地滲透到綠色建筑施工項目當中，進而造成綠色建筑質量得不到保障[5]。因此，為了更好地發揮BIM技術在綠色建筑中的應用價值，還必須要加強對這一技術的全面分析，將其貫穿到綠色建筑施工的全過程，這樣才能保證綠色建筑整體質量達標，并為廣大人民群眾提供舒適健康的居住場所，進而推動我國建筑行業的可持續發展。

4 結束語

總而言之，在新時期社會背景下，深入研究BIM技術與綠色建筑的相關內容與具體應用，不僅有助于提高BIM技術的實施效果，增強可持續綠色建筑整體質量，更有助于實現生態環境的良性發展。因此，相關研究人員務必要提高重視，充分認識到BIM技術的重要性，并正確看待其在綠色建筑全生命周期中的應用現狀，對不合理的問題進行有效解決，不斷提升BIM技術的應用價值，以便更好地實現降低能耗、節約資源等多項目標。只有這樣，才能進一步推動建筑行業的可持續發展，并促進人與自然的和諧相處。