BIM在实现可持续建筑价值中的作用

王 东

(浙江工业大学，浙江 杭州 310004)

1 概述

可持续建筑需求者基本上是开发商、业主和用户，可持续建筑的价值在于满足这些消费者对可持续建筑的期望。为了提供可持续的建筑价值，在设计阶段选择建筑系统时，将它们结合在一起，并与室外条件和功能相结合，并将这些放入存储库，可以方便地访问和共享信息和实时知识，建筑信息模型(BIM)提供了建筑各阶段的数据库。

2 BIM作为提高可持续建筑价值的知识管理战略的作用

将建筑信息与生成的三维建筑模型联系起来形成了BIM。BIM是一个知识信息数据库，实现在规划、设计、建造、维护和运营过程中数据传达的信息。BIM数据库是在n维：3D-模型，4D-随时间的模型，5D-模型与成本，6D-维护和操作。基于BIM的云的存储库可以将许多基于软件的数据库中的信息链接在一起，可以很方便有效的实现数据共享。

2.1 规划阶段

规划阶段的活动可包括总体规划和城市设计。总体规划是控制建筑物集合发展的管理框架，考虑到它们的高度关系、连通性和街道位置。管理框架应在社会、经济、环境、能源服务和安全、基础设施和服务等方面提供足够的细节。该阶段应允许提供设施的耐久性，并考虑到设想和未设想的未来需要的灵活性。

城市设计是在设定的管理框架—总体规划的基础上设计和塑造城市、村镇的过程。总体规划与城市设计信息包含BIM的3D，4D，5D和6D可以存储在BIM数据库[1]。

2.2 设计阶段

在计划阶段的BIM资源库中生成并存储的信息管理设计阶段的活动。在设计阶段的主要目标是保证和施工指导文件来确保建筑信息传递是可持续性、可维护性、可操作性和安全可靠。在设计阶段作出的决定应考虑在时间和资源投入约束下可施工性、可运营性和可维护性。信息和知识共享对于交互设计过程的成功至关重要。BIM在设计阶段提供了信息和知识共享的协作环境[2]。

2.3 施工阶段

在这个阶段，构思可持续的建筑性能思想和意图变成现实。因此，这个阶段的生产率是非常重要的。生产率是投入与产出的比率，具体地说，在施工阶段，施工阶段生产率是指在特定时期内由一组资源(投入)，例如材料、人员、管理和设备所产生的建筑产出量，这些资源具有成本含义。在施工阶段只有在有效时才被认为是生产力，也就是说需要满足客户价值要求。高投入并产生最少的资源，这就没有满足客户的价值要求，体现出生产效率不高。在此进一步重申了在满足可接受性的前提下考虑交付的建筑性能任务的重要性，同时确保建筑系统的耐久性、可靠性、灵活性和适应性。为了提高施工阶段的生产率，资源(投入)应在保证施工活动有效性的系统中运行。系统管理规范性、材料的时效性和工作效率，管理业务涉及数据收集业务和生产控制。如果材料采购计划、现场布局和物料处理有改善，材料的及时性会更好，劳动安全状况和激励条件改善，劳动效益将会提高。连续监控施工阶段生产力，同时将监控结果与估算值进行对比以改进所需要的纠正，将会提高施工阶段的生产力。需要改进建筑活动中的管理方法、材料及时性和劳动效率，以提高施工阶段生产力，这就为BIM在现阶段的使用创造了条件。

2.3.1管理措施

1)数据收集。在构建建筑系统和相关布点特征期间，将这些数据联系在一起将为现场提供信息，并帮助参与施工过程的人员在适当的时候做出正确的决定。从这些信息中交流、理解、学习、获得经验的过程将会提高建筑生产率。从根本上讲，一个为数据的简单链接提供途径的存储库是必需的。

Park等人(2013)[3]测试了BIM存储库的概念框架，用于管理关于建筑缺陷的收集数据。BIM存储库包含集成的缺陷特定领域本体和增强现实(AR)实验室模拟三维模型。开发的BIM存储库的目的是：a.收集缺陷数据并保证其准确性；b.使用缺陷领域本体搜索和检索项目或工作缺陷信息；c.使用基于AR的缺陷检测系统支持缺陷管理。他们研究的主要发现是BIM存储库可以收集缺陷数据，将它们链接在一起提供信息和随后所需的知识，以便在施工期间和施工后主动减少建筑系统缺陷。

2)生产管理。建筑生产管理是预测、规划和安排施工工作的任务，它从资源、劳动力、材料供应和其他能力限制等方面向消费者提供价值，这些都有成本因素。Park(2013)[3]利用BIM知识库中的知识来预测建筑系统性能的不足，防止出现性能缺陷。BIM提供的综合建筑系统性能分析和管理解决方案有助于预测和预防建筑系统中的冲突及其在施工中的表现。

2.3.2材料的及时性

1)采购计划。采购计划是计何时采购与选定供应商相关的物料交付日期和设备，使用基于BIM现场物料供应动态模型，通过案例研究验证，优化采购物料的时间、数量、时间和地点。BIM综合信息数据库提供了模拟材料采购决策结果的机会，选用合适的时间合适的材料将提高施工生产率。

2)点位布局和处理。施工活动的管理包括现场的物资、人员和设备的协调和移动，以确保工作环境的高效和安全。BIM为站点布局规划提供了虚拟环境，以加强站点设施的标识和它们之间的相互关系。BIM模拟优化布局、规模设施和在现场的其他约束。

Kumar(2015)[4]建立了一个优化的概念框架，通过案例研究进行验证，它考虑了现场人员和设备的实际移动路径、场地的空间限制、设施的尺寸和建筑物内部的存储，使用BIM数据库中的信息，他们的研究表明，与传统方法相比，在不使用BIM的情况下，总移动距离减少了13.5%。

3)工作效率。由于建筑劳务合同的安全而导致的劳动力不可用，可能导致施工进度延迟和劳动效率的降低。使用BIM来识别和防止潜在的安全问题将提高建筑工地劳动的安全性和可用性。环境安全和施工方法的改进创新将增加施工现场的工作效率。采用预制构建体系会提高施工效率[5]，事先了解如何在安全的工作环境中有效地安装装配式建筑系统，将有助于提高工人的安全性和动力。

2.4 维护与运营

在这个阶段，BIM数据库将积累集成的、丰富的和智能的信息，这些信息被组织和处理，以传达所有参与交付客户所需的可持续建筑价值的专业人员的表达、理解、经验、积累的学习和专业知识。轻松地访问一个单一的虚拟数据库(6D)将减少对运营的建筑所需的时间和成本，进行预测和纠正维护、空间管理以及增强建筑生命周期。BIM数据库还可以为设施管理人员提供在建筑物维护和运营过程中避免潜在安全风险所需的知识[6]，现有的建筑也可以开发BIM数据库。

3 结语

BIM数据库提供了信息共享和传播的途径，从信息中获得和应用知识，为开发人员、所有者和构建用户提供价值。它提供了一个数据库，用于管理来自可持续建筑专业人员所产生的所有信息。从所生成的信息中获得的所有知识的管理对于对一个建筑系统的决策。利用BIM技术服务于建筑全生命周期，为我们创造更多的利益，实现可持续建筑的价值。

参考文献:

[1] 雷文建.基于BIM技术的绿色建筑设计应用研究[J].建筑知识，2017(4):23-24.

[2] 秦 军.建筑设计阶段的BIM应用[J].建筑技艺，2011(2):160-163.

[3] Park C S,Lee D Y,Kwon O S,et al.A framework for proactive construction defect management using BIM,augmented reality and ontology-based data collection template.Autom.Constr,2013(33):61-71.

[4] Kumar S S,Cheng J C P.BIM-based automated site layout planning framework for congested construction sites.Autom.Constr,2015(59):24-37.

[5] 于龙飞，张家春.基于BIM的装配式建筑集成建造系统[J].土木工程与管理学报，2015(12):73-78.

[6] 王 婷，肖莉萍.基于BIM的工程运营管理信息系统架构研究[J].建筑经济，2015(5):107-109.