基于BIM的绿色节能建筑施工管理研究

李佳

（山西建筑工程集团有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

如今城市化发展进程飞快，人们对建筑的要求不再只是一个“遮蔽物”，日益上涨的居住需求使建筑物必须更舒适、对自然环境的威胁更小。在此社会需求上，行业引进BIM技术，以其独特的可视化等特性为绿色工程的发展提供帮助。在绿色节能工程项目中积极使用BIM技术，获取的不仅是经济效益，更多的是提高了建筑的质量，赢得了社会口碑。因此，笔者认为行业内应该有更多的建设单位投入到BIM技术的创新研发和实际运用中，使绿色节能环保工程的发展真正走上正轨。

1 发展现状及特点

传统建筑施工项目一般会将经济效益放在首位，而忽视了环境保护这一重要环节。相比于国外，引入绿色节能建筑施工项目的时间较短，各方面的发展都存在缺陷。一般意义上的绿色节能施工是指采用各种创新技术手段，调动环保资源的利用效率，并且以此为基础尽可能减少建筑项目对周边环境的污染等，这种建筑施工模式主要是为了提高人与自然的和谐相处程度，并且为建设单位节省建筑材料，以达到其循环利用的经济效益目的。

1.1 建设理念以客户需求为中心向外延伸，不断提高建筑与环境的相似性

传统建设项目主要是围绕着利益这个中心开始工作的，并且在实际建造过程中，传统的建设项目会通过消耗自然中的不可再生资源来达到各种目标。在这种基础上，传统建设项目可能忽视客户需求，并且污染环境，与可持续发展理念相悖。而绿色节能建筑施工项目主要围绕客户需求展开，并通过设计理念等一系列手段将客户的需求体现在最终建筑成品中。此外，绿色施工会优先考虑自然环境的属性，利用环保或新型材料完成建设目标的同时，将其对自然环境的污染程度降到最低。

1.2 最大化调动资源利用效率，以优化产品结构

绿色节能建筑施工最大的特点之一，就是其可以与建筑进行“沟通”，通过采取各类被动式的施工手法，将自身与传统建筑手段的耗能机械化方法区分开来。在绿色建筑工程中，从设计到建筑物拆除都会贯穿着绿色理念，工作团队利用建筑物来收集并储存能量，以环保节能的方式设计建筑的体形、保温、遮阳及窗墙比等重要细节。

1.3 鼓励创新，全力支持各类新型材料和器械投入实践生产中

绿色建筑是各类节能环保工程的总和——它包含污水处理、能源优化甚至是管线设计等优化工程。实际上，绿色施工相比于传统施工对技术人员的要求更高，且在其实施过程中对创新创造类的材料、器械和施工技术可以说是极度“渴望”的。因此，这种工程就带动相关建设单位对新型人才的渴求，并且带动其合理调用资金，以分配给技术团队进行研究和创造等工作。除此之外，已经利用BIM等手段不断提高工程施工效率，这为绿色工程的根本性改善提供新的突破口[1]。

1.4 为绿色工程开拓视野，提供全新的思维方式

在绿色施工中运用BIM技术，其实并非只局限于其3D建模或内部漫游等功能，这种新兴技术主要是为设计团队带来一种全新的思维方式，即设计工作者可以将设计理念具象化，形成一种“所见即所得”的超前设计理念，这与传统设计平面图和实际建筑物可能有所出入，也因此而产生了区别。而这种创新思维为设计行业带来的将会是革新性的变化，这种变化无疑会推动绿色环保工程的发展。

2 实际运用及改善措施

2.1 设计环节

施工工艺的好坏在绿色施工中瞬间就可以被评判出来，因此，现阶段的绿色施工企业已经通过BIM技术中的3D建模等手段对建设数据进行可视化和体系化，为各个环节之间搭建数据桥梁的同时提高设计方案的科学程度。

但以笔者的观察结果来看，建筑行业中熟练掌握并将BIM技术运用到绿色节能建筑施工工作中的单位少之又少。针对这一情况，政府应当采取措施，不断提高BIM技术特点和优点的推广、宣传程度，利用互联网技术搭建行业交流平台，并且推出相关政策鼓励企业使用BIM技术，不断提高这种技术和绿色施工的融合程度。政府还应当重视相关行业人才的培养，建立健全人才培养机制，为行业不断输送各类创新实践型人才[2]。

2.2 节省资源，创造价值

BIM技术的一大特点就是其语言可以很直观地为技术人员提供项目信息。技术人员不仅可以通过BIM技术观察现场施工的进度、实际情况，还可以根据各类参数分析现有资源的分配合理性，并以此可靠数据为基础加强管理程度，为现场施工不断输送材料和器械，最大限度节省资源[3]。例如，BIM技术可以为现场施工节省施工材料、降低机械的能源消耗，甚至是减少水资源的浪费等。一般来说，建设企业会根据设计图纸进行材料采购，并在对应的网络系统中对所需物资进行申报。此时，使用BIM技术不仅可以帮助采购人员精准找到所需物资，还可以比对价格和行业发展趋势，找寻性价比最优的产品供货商，为企业带来更多的经济投资效益；在降低能源消耗这一方面，BIM技术可以利用三维视图这一功能，在施工现场搜寻到照明灯设备的最佳安装地点，防止施工人员无序安装，造成浪费的同时还可能无法物尽其用，其他现场器械设备的安装也同理。在节省水资源这一方面，BIM技术可以让管理者更直观地看到现场用水的情况，比对实际用水量和理论用水量的差别，在不影响现场降尘、设备清洗及施工人员生活用水量的情况下，便于管理者制定更合理的用水方案，以达到节约用水的目的。

为了最大限度发挥上述BIM技术的特点，行业从业人员及建设单位应当不断向国内外优秀企业学习，搜集并分析大量以BIM技术为基础的绿色施工案例，通过培养专家小组和人才班子创造属于自己的施工技术和工艺。建筑行业更应当抓住这个机遇，快速构建属于自己的绿色施工BIM技术系统。

3 案例分析

3.1 案例概况

该绿色节能建筑项目为中外合资项目。建筑大致情况为：地下一层，地上五层，总面积为10020.26m2。该工程造价为9000万元，于2019年底竣工。该项目在进行过程中，将LEED的绿色施工理念和要求贯穿到了决策、设计及施工的每一个环节，且各部门都秉持绿色环保、可持续发展的理念，在项目全寿命周期内充分使用了BIM技术。

3.2 BIM技术在此绿色工程项目中发挥的作用

（1）技术团队利用Revit、MSProject及Ecotect等软件，通过三维建模、进度模拟及内部漫游等功能对项目进行了具有全局观念的分析和规划。

（2）该项目围绕客户需求展开，充分体现绿色施工中将客户需求放在首位的特点，并且提高建筑和周边环境的和谐程度。

（3）设计阶段中，技术团队使用了BIM技术中的3D建模功能，通过模型优化了建筑采光、通风等细节，并且使用内部漫游优化了设计方案。此外，设计团队还使用BIM技术提高了被动节能系统的工作效率，并通过数据的比对分析对项目进行深度优化，例如：在碰撞实验中，利用技术找到4～5处管线碰撞的问题并及时进行处理和优化；使用BIM技术统筹管理了管线的布置方案，并直观地给出工程算量便于后续使用。在此阶段中BIM技术充分发挥新型技术的作用，优化全局，并提高可再生资源的使用效率，真正贯彻“绿色节能”这一工程主题。

（4）技术团队利用了能量模拟对建筑能耗情况作了大致分析，以迫真的管线碰撞实验等过程优化了建筑内的暖通、水电，甚至是整个建筑结构的合理性。

（5）施工阶段，技术团队利用BIM技术对模板支护工作进行指导，大大降低了施工难度，并提高了施工准确度和施工效率。例如：该绿色项目中的螺旋楼梯构成较为复杂，是由同心圆中的两条分别置于内侧和外侧的侧螺旋线组合而成的螺旋面再通过分级组成的，而这两条侧螺旋线的直径还不相同。针对这一项目，技术人员首先使用BIM技术完成内业工作，即通过该技术获取了梯梁的控制点ID坐标，顺利完成无梁敞开式折板清水混凝土的旋转楼梯的施工。在类似于旋转楼梯等施工工作中利用BIM技术，真正可以提高工作效率，降低二次返修的可能性，并且为施工人员降低了操作难度，在某种意义上为建设单位节省时间和金钱等资源。与此同时，该项目的设计团队还利用4D模型提高了数据的可视化程度，并且带领行业新人共同加入实践工作中来，为其积累了宝贵的经验的同时提高了项目计算部分的精细化程度——利用BIM算量精准计算钢筋和混凝土等价格较高的材料的用量，使其实际生产时不存在浪费现象，高度符合绿色环保的施工理念。

4 结语

从案例分析中我们可以看出，以BIM技术为基础的绿色节能建筑施工不仅满足企业管理人员的需求，帮助其在获取行业信息和现场施工管理信息等方面有更高的效率和准确性，同时，还满足了社会发展的需求，为各个行业起到绿色环保模范带头的作用，促进了建筑行业不断提高自身创新水平，为后人留下更多可以借鉴的技术和工艺。