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【摘要】能源消耗的增加導(dǎo)致環(huán)保碳排放的壓力,制約了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑的出現(xiàn)使這種現(xiàn)狀有了很大程度的改善。bim技術(shù)在綠色建筑方面的應(yīng)用使這些優(yōu)勢更加突出。文章在闡述綠色建筑和BIM概念的基礎(chǔ)上,深入分析了綠色建筑全生命周期中,BIM技術(shù)對其不同階段的集成管理與高效整合應(yīng)用,對我國建筑行業(yè)利用BIM技術(shù)推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展和促進(jìn)BIM技術(shù)在綠色建筑中更長遠(yuǎn)深入的應(yīng)用起到推動(dòng)作用。
【關(guān)鍵詞】綠色建筑;BIM;建筑信息模型;整合;應(yīng)用
1引言
1.1BIM技術(shù)的內(nèi)容及特點(diǎn)
BIM是依據(jù)建筑工程所有信息及多方位數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)建立出來的三維建筑模型[1],可應(yīng)用在工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維中[2]。利用BIM技術(shù),將模擬進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對比,管理人員可快速了解施工過程存在的偏差和亟待改進(jìn)的工序和資源配備[3]。
1.2綠色建筑的定義及要求
綠色建筑為人們提供舒適、高效的空間,在設(shè)計(jì)施工過程中很注重建筑與環(huán)境的和諧共生,實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材及節(jié)水,為人們創(chuàng)造更加健康、舒適的建筑空間[4]。
2綠色建筑全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用
2.1綠色建筑設(shè)計(jì)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用
在綠色建設(shè)全生命周期中,設(shè)計(jì)階段是主要部分。在方案設(shè)計(jì)的同時(shí)需要判定建筑所在環(huán)境能否達(dá)到建筑正常使用要求,且能維持長期適用性。而這些判定工作需要進(jìn)行大量的計(jì)算和分析,這個(gè)過程不僅繁瑣而且準(zhǔn)確性難以保證。BIM模型可以導(dǎo)入各類模擬軟件,通過設(shè)定各個(gè)相關(guān)參數(shù)和屬性,對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行優(yōu)化。BIM軟件具有的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)提取和分析功能,可以快速準(zhǔn)確地獲得建筑構(gòu)件的位置和數(shù)量,滿足項(xiàng)目施工中深化設(shè)計(jì)的要求,為組件的精確加工和組裝提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持[5](見圖1)。將建筑所在城市和位置的氣候、環(huán)境信息輸入到BIM模型中進(jìn)行日照分析和通風(fēng)分析,優(yōu)化建筑的整體設(shè)計(jì)。在節(jié)能方面,通過對冷熱負(fù)荷和能量損耗方面進(jìn)行模擬,可以為能源節(jié)約提供參考。通過BIM技術(shù)碰撞檢查的應(yīng)用,可以減少設(shè)計(jì)過程中多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,降低后期修改和變更的數(shù)量[6]。經(jīng)過前期分析得到的數(shù)據(jù)和反饋,可以很大程度上改善設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量,同時(shí)提高施工圖紙的準(zhǔn)確性、適用性和安全性等。
2.2綠色建筑施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用
在項(xiàng)目的綠色建筑施工管理過程中,BIM技術(shù)主要有幾個(gè)方面的應(yīng)用。1)施工方案模擬及交底針對方案的整體設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,制作BIM模型和模擬過程,對方案的可行性進(jìn)行模擬試驗(yàn),達(dá)到要求后進(jìn)行全體成員可視化交底。2)場地布置模擬對塔吊、生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)、臨時(shí)建筑、物流等在整個(gè)施工過程中總體布局位置進(jìn)行合理預(yù)判,運(yùn)用BIM三維可視化布置,實(shí)際模擬施工過程,提前發(fā)現(xiàn)并解決施工場地布置中的問題。3)施工工序及進(jìn)度模擬按照施工工序和流水作業(yè)要求對多個(gè)施工段和多個(gè)工序進(jìn)行進(jìn)度關(guān)聯(lián)的模擬,形成有效銜接的施工過程。4)施工材料管理通過BIM模型可以很快導(dǎo)出施工材料清單,并對施工材料進(jìn)行分類整理,方便項(xiàng)目采購安排資金的進(jìn)度計(jì)劃。由于在建模階段已經(jīng)把每個(gè)構(gòu)件的信息都輸入到BIM模型中,與傳統(tǒng)的預(yù)算相比,BIM模型可以一鍵導(dǎo)出材料清單,大大提高了施工材料管理的效率(見圖2)。
2.3綠色建筑運(yùn)維階段的BIM技術(shù)應(yīng)用
在綠色建筑全生命周期中,相比設(shè)計(jì)和施工階段,運(yùn)營管理與維護(hù)階段的時(shí)間是最長的。BIM運(yùn)維平臺可以通過軟件和數(shù)據(jù)庫處理,短時(shí)間內(nèi)處理大量的繁雜數(shù)據(jù),形成三維空間和運(yùn)維數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)一。把運(yùn)維期間需要控制和維護(hù)的參數(shù)以變量形式存儲于BIM運(yùn)維平臺中,結(jié)合PLC/DCS和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用,即可快速獲取所有建筑實(shí)時(shí)信息,并可對建筑能耗等進(jìn)行趨勢預(yù)測,提前部署能源消費(fèi)策略,從而達(dá)到節(jié)能和減少能耗費(fèi)用的目標(biāo)[7]。通過將BIM技術(shù)生成的數(shù)據(jù)庫與運(yùn)維系統(tǒng)結(jié)合,能夠把BIM技術(shù)特有的優(yōu)勢(信息存儲與空間定位)充分給予展示,大大提升整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)營管理信息化水平,保持最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營狀態(tài)。
3綠色建筑BIM技術(shù)應(yīng)用整合
3.1成本控制方面的整合
3.1.1設(shè)計(jì)造價(jià)與施工管理BIM模型可附加的造價(jià)信息從前期設(shè)計(jì)到后期運(yùn)維過程,都能起到很高的參考價(jià)值和管理價(jià)值。結(jié)合建立的BIM模型,可獲取任意工程量和成本信息,詳細(xì)地反映項(xiàng)目實(shí)施流程,對施工資源和成本進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和精細(xì)管理[8]。利用BIM技術(shù)模型對工程預(yù)算進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì),避免出現(xiàn)成本偏差及進(jìn)度偏差,準(zhǔn)確掌握施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的造價(jià)及整體施工成本。自動(dòng)生成符合國家工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的工程量清單及報(bào)表,又好又快地完成投資核算工作。3.1.2變更管理的應(yīng)用。BIM技術(shù)在變更管理方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一個(gè)是前期控制,一個(gè)是過程管理。前期控制階段,BIM技術(shù)通過以下措施減少工程變更:碰撞檢測、現(xiàn)場模擬、進(jìn)度模擬[9]。BIM技術(shù)保證任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)修改其他節(jié)點(diǎn)跟隨進(jìn)行修正,減少人工全盤修改的繁瑣,避免各種碰撞(碰撞檢查見圖3)。過程管理階段如果發(fā)生變更,就利用BIM技術(shù)進(jìn)行管理,對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,可以實(shí)時(shí)有效地進(jìn)行管理和觀察變更之后的準(zhǔn)確效果。減少項(xiàng)目參建各方的不理解,實(shí)現(xiàn)綠色建筑的進(jìn)度管控和有序管理。
3.2性能優(yōu)化方面的整合
3.2.1過程模擬的應(yīng)用。通過BIM建立的綠色建筑信息模型,可以對綠色建筑的相關(guān)環(huán)境和能源參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算和分析,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。為確保綠色建筑的安全性、節(jié)能性等,對模型進(jìn)行BIM技術(shù)的各項(xiàng)模擬設(shè)置的測驗(yàn),以保證綠色建筑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。通過模型與施工過程的交互,可以更好地控制項(xiàng)目能耗,節(jié)約資源和成本(見圖4)。3.2.2材料選擇與管理。在綠色建筑的設(shè)計(jì)和施工過程中,要盡量減少能耗高的建筑材料的使用。借助于BIM技術(shù)完成項(xiàng)目所有材料的統(tǒng)計(jì)工作,將統(tǒng)計(jì)結(jié)果反饋給相關(guān)材料供應(yīng)商,供應(yīng)商根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)即可按需配送,從而有效減少材料使用過程中的偏差,避免不必要的資源浪費(fèi)與成本浪費(fèi)。同時(shí),借助BIM技術(shù)的相關(guān)軟件進(jìn)行主要材料的性能模擬,真實(shí)反映建筑材料的應(yīng)用效果。提前進(jìn)行預(yù)判和模擬,在材料選用方面提供可參考的數(shù)據(jù)依據(jù)。
3.3風(fēng)險(xiǎn)控制方面的整合
在充分應(yīng)用BIM所構(gòu)建出的綠色建筑模型之后,任何變動(dòng)信息都能達(dá)到提前預(yù)判和模擬計(jì)算的程度,不僅節(jié)省人工和時(shí)長,還能準(zhǔn)確地對實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警[10]。BIM技術(shù)的災(zāi)害模擬工具也能對災(zāi)害發(fā)生的原因進(jìn)行預(yù)測,同時(shí)提醒相關(guān)部門采取應(yīng)急預(yù)案。后臺數(shù)據(jù)庫還能針對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息快速給救援團(tuán)隊(duì)提供有效指引。
4結(jié)語
綠色建筑要做到的不僅是“四節(jié)一環(huán)?!崩砟畹膫鬟f,還應(yīng)該形成一套完整的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù),用于推動(dòng)建筑行業(yè)全生命周期管理的提升。近年來,國家和行業(yè)在推進(jìn)建筑信息化方面開展了多項(xiàng)活動(dòng)和舉措,力求BIM技術(shù)和綠色建筑有效融合,加快設(shè)計(jì)到施工,再到運(yùn)維周期性的無縫連接。本文從綠色建筑和BIM技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行了探討,分階段研究了兩者相互促進(jìn)和作用的過程,并從BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和突出作用角度探討了BIM技術(shù)和綠色建筑的整合渠道,將BIM技術(shù)真正落地使用到綠色建筑中去,有效促進(jìn)綠色建筑全生命周期的管理。
作者:宋永朋 張艷 單位:青海省創(chuàng)業(yè)發(fā)展孵化器有限公司