BIM 在建筑垃圾管理中的应用研究

曾 鸿 毛晓丽

(1.四川电力送变电建设公司，四川成都 610051; 2.四川大学锦城学院，四川成都 611731)

0 引言

随着我国城市化进程不断加快，建筑垃圾的产生速度和数量也在快速增长。从1991年～2005年短短的15年间，我国建筑垃圾每年的产生量从6600万t急速攀升至近6亿t［1］。加之建设过程中带来的高能耗和高污染，由此而引发的资源环境问题也愈发严重。建筑垃圾已经加剧了我国城市土地、资源的紧张局面，严重影响到了社会经济和生态环境的协调发展，加强建筑垃圾的综合利用已显得十分重要。

自20世纪90年代以后，世界上许多国家已把城市建筑垃圾减量化和资源化处理作为环境保护和可持续发展战略目标之一。在建筑垃圾的管理方面，目前我国建筑垃圾综合利用率不足5%，而欧盟一些国家的建筑垃圾综合利用率已经超过了90%，韩国和日本甚至达到了97%以上。其中，建筑垃圾管理信息化水平的差异是造成上述情况的主要原因。

我国目前在建筑垃圾管理方面强调“无害化”和“资源化”，但没有相应具体的要求和规定，对建筑垃圾产生的源头缺乏强有力的控制，建筑垃圾的综合利用尚未形成产业化管理。而美国和日本等发达国家在建筑垃圾处理方面起步较早，除了较成熟的法规政策体系支持外，信息技术在建筑垃圾管理领域内的应用也越来越广泛。如美国和欧洲一些国家正在普及的建筑信息模型(BIM)技术，利用它不仅可以有效地减少资源浪费、降低工程成本、提高工程质量，还可以加强对建筑垃圾的监控，促进废弃物资源的综合利用，从而提高经济效益，增强建筑企业的竞争能力。

1 BIM技术在建筑垃圾管理中的应用

1.1 建筑信息模型(BIM)

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)是在工程项目各种相关信息的基础上建立起来的一种数据模型，用于项目的设计、建造及运营管理过程。BIM从根本上解决了项目规划、设计、施工、管理等各阶段及应用系统之间的信息断层，实现了工程项目全过程的信息管理，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和减少建筑垃圾的产生。

1.1.1 设计阶段

建筑设计阶段作为整个建筑工程信息的源头，对控制建筑垃圾的产生具有十分重要的意义。BIM所带来的信息整合，重新定义了设计流程，很好的贯彻了协同设计和可持续设计的理念。

随着建设工程规模的日益扩大和结构形式的愈加复杂，带来了大量沟通和设计环节的信息流失，而基于BIM的三维协同设计在很大程度上改善了这一状况。通过BIM建立单一信息源模型，使得建筑、结构、市政、暖通、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，确保了所使用信息的准确性和一致性，实现项目各参与方之间的信息交流和共享，从而使真正意义上的三维协同设计成为可能。从根本上解决了项目各参与方基于纸制方式进行信息交流所形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”的问题［2］，提高了设计效率，有效降低了由于设计修改造成的资源浪费。

可持续性设计强调和谐的生活环境和对环境资源的可持续利用，包括减少能耗、空气循环和太阳能利用等等，从而为人们提供一个优质而舒适的生存空间。BIM可以使得建筑师在设计的任意阶段方便地对设计方案进行性能化评估(节能、采光、通风等)，及时对方案做出合理的调整，将能源节约和绿色技术渗透到整个建设过程中。同时，建筑师可以更准确地整合多种不同形式的空间、材料及各种系统，比较不同方案的优劣，从而做出更加有利于建筑可持续性的选择。

1.1.2 施工阶段

在建设项目施工阶段，BIM对建筑垃圾的控制主要体现在以下三个方面:1)施工方案的优化;2)加强了项目各参与方之间的沟通;3)实现了绿色环保施工的理念。

首先，在施工开始前，可以利用BIM的可视化功能进行施工模拟，通过施工可行性分析和设计一致性检查，尽量减少施工现场的管线碰撞和返工现象。其次，BIM的信息共享功能可以在项目各参与者之间建立起信息交流平台，使业主、设计方、施工方和材料供应商等众多单位之间的沟通和协作更为便捷，提高了管理效率。最后，利用BIM的参数化功能可以导出各类构件的尺寸、型号、材料等参数，有效提高了预制构件加工的速度和准确性，使原本粗放的施工模式变为集成化、模块化的现场施工模式，体现了降本增效、低碳施工的理念。

1.2 BIM在星海生活广场中的应用

位于苏州市地铁一号线上的星海生活广场项目，面积达5.2万m2，是集餐饮、购物、休闲于一体的大型地下商业中心［3］。其建筑面积大、管线排布复杂和协调难度高等特点，使传统设计和施工手段难以应对。为此，该工程在建造过程中运用了目前最先进的建筑信息模型(BIM)技术，在计算机中利用REVIT软件建立一个含有大量数据信息的建筑模型，实现了对建筑设计和施工过程的数字化管理，取得了较好的实践效果。

在星海生活广场的设计与建造过程中，通过运用BIM技术进行模型建立、施工模拟、碰撞检测和分析，不仅实现了协同和可持续设计，还有效地提高了施工资源的优化配置，缩短了工期，降低了工程造价，减少了施工过程中因返工造成的人力与建筑材料的浪费。据统计，与传统设计和施工方法相比，运用BIM技术后所获得的效益如表1所示。

表1 星海生活广场BIM实施效果评价表

通过以上分析，可以发现将BIM技术运用于工程项目的设计和施工中，可以提高建筑工程管理的集成化与信息化程度。同时，也为建筑企业带来巨大的经济和社会效益，使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高，避免了不必要的材料浪费，减少了建筑垃圾的产生。

2 结语

随着中国经济的迅速发展，城市化和旧城改造的步伐不断加快，每年都将产生大量的建筑垃圾，对我国的建筑垃圾处理行业和环境都将是一个严峻的挑战。大力推广和发展信息技术在建筑垃圾管理中的应用，可以提高建筑行业设计、施工的技术水平，促进建筑垃圾管理的信息化、现代化和科学化发展，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益，对构建资源节约型社会，实现经济的可持续发展具有重要意义。

［1］杨 晶，李如燕，郭远臣.我国建筑垃圾资源化的探讨与建议［J］.中国资源综合利用，2010(5):44-47.

［2］张建平.BIM技术的研究与应用［J］.施工技术，2011(1):15-18.

［3］范绍芝，蒋一峰.BIM技术在苏州星海生活广场中的应用［J］.建筑施工，2011(1):75-77.