基于BIM技術的建筑工程綠色施工管理應用策略

張黎 陳凱 呂曉鋒

1. 廣西農業職業技術大學 廣西 南寧 530007；2. 廣西七三科技有限公司 廣西 南寧 530011

引言

BIM技術屬于全新的工程信息化管理模式，其主要的特點在于協同管理，與傳統的建筑設計模擬是完全不同的，其造價管理模式與施工管理模式都在綠色施工理念的影響下得到了有效的創新，建設方通過BIM技術建設整體虛擬的建筑信息模型，可以實現全方位、整體化的土建設計目標，對建筑工程中的管網控制及工程量預算等工作，可以形成高效的創新應用。建筑工程涉及的領域比較廣泛，所以，BIM技術常被應用于工程設計與工程管理等工作中，可以為建筑工程的集成管理環境提供技術支持，并借此建立起虛擬的建筑工程三維模型，BIM技術所建立起信息化平臺能夠實現設計階段的協同工作，一體化的工作模式在建筑工程運營階段，能夠對建筑工程做好智能化的維護管理，建設防可以根據工程的實際情況來建立信息庫，并在整體施工進程中提升技術應用的效率，通過信息化管理的辦法規避工程施工的風險[1]。

1 BIM技術在建筑工程綠色施工管理中的應用思路

1.1 前期設計的應用

建筑工程的設計工作要保證較高的準確度，與傳統的建筑工程相比，綠色建筑工程在管理工作中的要求更多，許多綠色建筑工程都要在施工前設計預制構件，建設方要想在施工中避免構件拼裝困難的問題，就需要在設計中做好相應的碰撞檢查工作，而BIM技術可以借助信息軟件來檢查構件是否存在碰撞，況且建筑工程的施工量較大，如果依靠人工分析的方法，則碰撞檢查所需要的時間較長，在信息軟件中碰撞檢查的效率則比較高，可以更高的提升工程設計的準確度。此外，BIM技術還可以對建筑的核心功能做好互動補充，利用資源來協調建筑工程的發展，更好地利用建筑工程的優勢，依靠BIM技術就能夠共享工程中的數據信息，將工程中的全部壽命周期做好合理化分配，把握資源的優化升級與協調發展，進而減少建設方對資源的不合理利用，兼顧對自然環境的保護。BIM技術可以在工程建設中作為傳遞消息的有效工具，對過去的經驗加以總結，并在項目施工建設階段，加深各方的協作關系，保證工程全生命周期都可以得到有效的管理，進而減少因信息傳遞失誤造成的資源浪費問題[2]。

1.2 后期施工的應用

BIM技術在建筑工程施工階段的應用可以優化利用能源，綠色建筑工程對資源的要求要建立在環境保護工作中，對工程項目的各個階段都應予以重視，基于實際情況做出了解，建設方要對能耗進行管控，降低資源浪費進而實現能用利用率的提升，是BIM技術綠色化應用的主要方式。建設方可以結合施工現場的能耗情況，運用BIM技術中三維模型來做出優化設計，嚴格審核相關節能標準及規定，采取節能施工的方法，比如利用太陽能對現場施工進行供電，調整工程的結構布局，以體現節約的效果。與此同時，建設方可以利用BIM技術來優化利用材料資源，對能耗較多的施工項目，建設方要加強材料資源的配置，以減少實際使用階段中出現的過大偏差，可以更好地提升工程建設質量，考慮到材料應用中的協調性問題，建設方還可以發揮BIM技術的優勢，對材料的性能做出嚴格的審查，使之與理想的指標標準保持一致[3]。

2 BIM技術在建筑工程綠色施工管理中的具體實踐

2.1 節地和室外環境的應用

2.1.1 場地分析。建筑工程施工前期的場地分析是研究建筑物定位的重要因素，建設方要在前期確定好建筑物的具體方位及外觀等條件，增強建筑工程與周圍環境的聯系。BIM技術可以和GIS地理信息系統結合，為建設方提供準確的區域信息，并對現場的建筑空間加以模擬，通過建模來帶入空間數據，結合場地的客觀條件，給出最理想的工程現場規劃及組織關系，并分析出不同坡度的分布與場地坡向問題，在模型中還能判斷出自然災害發生的概率，建設方就可以從這些信息中判斷出該區域是否適合建設工程，這類數據對前期的場地設計具有較為重要的價值[4]。

2.1.2 土方開挖。建設方可以利用BIM技術建設的場地合并模型，從三維模型中直觀地看出場地挖填方的情況，經過對原始地形圖及規劃地形圖的對比，就可以分析出該區域各部分的平均高程，給出最佳的設計高層，計算出各區域的開挖量與填方量。

2.1.3 施工用地。建筑工程的施工階段是一個動態化的過程，在規模不斷擴大的趨勢中，技術應用的復雜程度也逐漸升高，所以建設方開展的項目管理工作也要變得完善，對工程的施工用地、材料加工區域的管理，要隨著施工計劃的深入而不斷調整。在BIM技術體系中的4D施工模型，可以對工程施工的計劃作出合理的掌控，則企業的管理者就可以根據現有的施工資源，對現場的管理工作做出合理的布置。

2.1.4 空間分析。對施工現場的管理主要是為了幫助建設方節省空間管理成本，實現有效利用空間資源的目標，可以為建筑空間提供更好的條件。BIM技術的應用能夠幫助建設方做好空間使用情況的記錄工作，使建筑工程的最終形態能夠滿足用戶對空間的需求，并通過對現有空間的合理分析，調整建筑物空間的分配結構，實現最大化的空間資源的利用率[5]。

2.2 節水與水資源的應用

BIM技術在建筑工程節水方面的應用，主要可以應用于協助建設方計算土方量方面，BIM技術的模型能夠模擬土地沉降的過程，對現場的排水管線進行優化設計。同時，BIM技術還可以幫助建設方科學的分析建筑工程的消防作業面，為企業選擇市場中最具經濟性的消防器材，對建筑工程中每層的排水地漏位置雨水收集等系統做好合理規劃，非傳統的水源收集能夠促進資源的循環利用。

2.3 節材與材料資源的應用

2.3.1 管線綜合。現代建筑工程中的綜合管線設計及其他管網的綜合排查，涉及比較復雜的功能，許多大型的建筑及摩天大樓等工程，機電管網屬于錯綜復雜的關系，在大量的設計中，極容易出現管網交錯的問題，需要建設方采取有效的措施來解決這些問題，以往人工的方式來檢查圖紙是比較單一的，難以同時檢測平面和剖面的情況。BIM技術的軟件可以檢查管網系統，生成管網三維模型以后，為建筑工程模型提供檢測功能，在系統中可以自動檢查出碰撞的部位，并標注出具體的位置，使大量的建筑工程工作量變得更加簡單，與管線相關的檢測工作是基于BIM技術信息模型的應用上做出的分析，對建筑工程內不同功能區域的設計高度要給出不同的分析方案，查找其中符合設計規劃的不足之處，并將缺陷與問題反饋給施工人員，可以進一步避免設計漏洞或者碰撞的缺失問題。

2.3.2 復雜工程預加工、預拼裝。BIM技術中最為明顯的復雜形體設計與建造中的技術應用優勢，就是對實際數據的整合以后得到驗證，才能實現多維曲面的設計，相關信息技術的系統及設備，可以通過模型充分展示其中的知識，表達工程師的設計構思，對創造成果予以優化，使之與傳統的創作方式形成對比。BIM技術可以通過計算機對復雜的建筑形態與結構實現拆分解析，這些拆分與解析的過程都是在計算機程序中完成的，包括拼裝及網格塊的編號，再進行模塊設計以后，將圖紙送到工廠中，完成模塊加工的方法，再到現場就可以完成拼裝。

2.3.3 物料跟蹤。在現代建筑行業的發展中，各類技術的標準化、工廠化的提升，建筑工程中使用的設備比較復雜，建設方通常會選擇工廠加工的方式來制作預構件，到現場中實現高效的組裝，建設方借助BIM技術能夠制定詳細的施工進度計劃，預先計算出合理的物料進場方案，根據具體的施工計劃和工程量造價的情況，將三維模型和成本管控融入BIM技術模型中，實現零庫存、足夠用的物料施工目標。

2.4 節能與能源的應用

建設方要應用BIM技術推進綠色建筑的施工方式，需要從降低資源消耗的方面著手，降低建筑工程的污染程度。建筑工程的節能可以從兩個方面體現出來，一方面是幫助建筑工程形成循環使用的資源系統，其中包括水能循環及風能循環，科學的應用各類功能；另一方面是充分實現建筑工程自身的減排功能，管理者通過信息化的管理方式，有效降低建筑工程所需要的周期，并在運營中按照相關需求來降低資源消耗。

2.5 施工及運營管理

2.5.1 建筑策劃。建設方為實現綠色施工目標，通常會陷入“重建設、輕管理”的工作誤區，然而真正能夠實現經濟化、生態化效益的方法，就是應用建筑節能技術，通過有效的管理工作落實綠色施工的要求。BIM技術可以幫助建設團隊，在建筑規劃的階段通過分析空間來解決工程的空間問題，出于客戶所討論的要求，建設方可以對建設方案進行詳細的分析，借助BIM技術的具體功能來分析相關數據，并為建設方做出相應的決定。以往建設工程的方案研究中，多數是通過人工的方式對三維工程模型進行構想，再經過施工人員對二維圖紙信息的分析，判斷工程施工圖紙是否可行。可視化的、協調性的表現建筑之后的樣子，是BIM技術最顯著的特點，從三維模型中提取信息，能夠將復雜的圖紙問題簡單化的呈現出來，為后續工程建設提供極大的便利。

2.5.2 施工進度模擬。目前建筑工程的管理工作常使用甘特圖來表示施工進度的工作計劃，這類圖示的專業性較強但是可視化程度依然比較低，難以具體且清晰地描述出工程進度的復雜關系，對工程施工的動態化過程難以給出準確的表達，所以建設方可以將BIM技術與施工進度計劃相聯系，將空間信息與時間信息整合起來，組成具有可視化功能的4D模型。建設方建筑4D模型能夠對工程整體建筑過程進行展示，統一管理整體工程的進度、資源與施工質量，能夠有效地縮短工期和降低成本，使建設方在項目投標中獲得明顯的優勢。BIM技術中能夠協助評標專家快速了解投標項目的具體情況，并分析工程的施工安排是否均衡，對整體計劃的合理性做出基本的判斷。

2.5.3 災害應急模擬。BIM技術中包含了災害分析的模擬軟件，在發生災害之前，BIM技術可以從客觀條件的參數分析，模擬災害發生的過程，并根據不同災害發生的原因，制定避免災害的措施，以便于發生災害以后組織人員的疏散工作。BIM技術為救援人員能夠提供完整的信息，配合現場的溫度感應探頭及監控系統，判斷溫度異常的區域，清晰地呈現出建筑物內部的緊急情況，促進應急行動發揮顯著成效，BIM技術甚至能夠模擬人員疏散的時間及距離等，還包括建筑材料的燃燒極限與消防作業面等，能夠在建筑工程真正發生意外時，爭取寶貴的救援時間。

3 結束語

在現代工程的綠色施工管理中，將BIM技術與建筑技術相結合，要始終將建筑工程作為管理的主體，落實BIM技術在工程建設中的應用需求，使建筑工程經過BIM技術的作用可以得到綠色的生命。BIM技術作為一種新時代的建設方式，要與綠色施工理念相結合，對建筑工程的施工做出規劃和設計，可以促進工程運營階段綠色指標的落實，使整體建筑工程的施工資源得到進一步的優化與整合。