BIM技术背景下绿色建筑与装配式建筑融合发展的趋势研究

侯斯婕 陈 蓉 王 震

（1.中国兵器工业规划研究院，北京 100053；2.陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 700300；3.北京辰安科技股份有限公司，陕西 西安 700300）

与其他行业相比，建筑业能耗非常大，为了符合当前低碳发展理念，加强建筑业绿色生态化建设十分必要。目前，许多建筑企业在实际发展过程中，已经认识到这一点，并将BIM技术、装配式建筑等绿色生产技术应用于建筑行业，以期实现绿色建筑建设。在此背景下，研究绿色建筑与装配式建筑的融合发展具有重要意义。

1 建筑技术融合发展的必要性

当前，我国正处在经济快速发展阶段，从建筑业发展状况来看，传统的建筑理念和施工方法已不能适应社会发展的需要。从2008年至2020年，我国建筑业从最初的高速发展转向中速发展（见图1），发展速度放缓迫使建筑业进行相应的产业升级和技术转型。此外，建筑工业化对信息化的要求也推动了建筑技术的融合。随着信息化技术的迅速发展，许多行业进入加速发展阶段，建筑企业对信息技术的要求也越来越高。同时，随着人民生活水平的提高，人们对居住环境要求也越来越严格，希望通过绿色建筑创造一个良好的居住环境。因此，加强建筑技术融合十分必要。

图1 2008～2020年全国建筑业总产值及增速

2 BIM技术在绿色建筑中的应用

BIM技术作为一项新技术，在绿色建筑中的应用可以从建筑工程设计阶段、施工管理应用阶段、施工后期运营阶段三个方面来分析。

2.1 BIM技术在绿色建筑设计阶段的应用

应用BIM技术可以及时优化遇到的问题，从而避免工程后期出现整修、返工现象，减少建筑工程中的浪费，符合绿色建筑理念。同时，BIM技术可以通过对建筑结构进行建模来更好地分析能耗（见图2）。该过程中，可以优化如空调、给排水等不同系统，提高空间利用效率。另外，BIM技术还可以进行日照、风能、建筑能耗和声环境的设计分析，具体流程如图3所示。

图2 建筑BIM模型

图3 基于BIM技术的绿色建筑设计流程

2.2 BIM技术在建筑施工管理中的应用

BIM技术在建筑施工管理中的应用主要表现在模拟场地平面布置、精细管理建筑材料、施工模拟三个方面。首先，设计者在设计阶段利用BIM技术就可以模拟场地布置，从而实现办公场所、道路、出入口等场地的合理布置。其次，设计人员可以根据工程实际情况，进行BIM5D建模。利用此模型可以精确地生成建筑材料计划，保证能够充分准备建筑材料。最后，模拟施工过程。传统的施工方案多以二维图纸为基础，施工与优化也是同步进行，一旦施工方案出现问题，会给工程建设带来很大影响。而利用施工模拟软件，对项目全过程进行施工模拟，就能够获得最佳施工方案，以此降低工程成本。

2.3 BIM技术在施工后期运营阶段的应用

实践证明，运用BIM技术，能及时发现工程后期维护中存在的问题，在快速维修施工现场的同时，实时监测与施工有关的设备、设施使用情况，从而保证机械设备处于正常运行状态，实现全面管理。在施工后期运营阶段，BIM技术最主要的应用价值是能管理和利用施工信息，为后期施工维护和管理提供相应的数据支持。

3 装配式建筑与绿色建筑融合发展的制约因素

3.1 相关政策、法规及行业标准不够完善

我国是一个发展中国家，在一些行业的法律、法规和政策方面还不够完善，尤其是一些新技术、新概念。作为一种较新的建筑结构形式，装配式建筑与绿色建筑的融合发展在与相关政策、法规的衔接方面还存在一些不足。尽管目前国内许多地区都出台了相关政策，对实施装配式建筑的施工企业给予扶持，却无法惠及构件企业。此外，当前绿色建筑与装配式建筑的标准化水平较低，缺乏统一的标准，导致装配式建筑构件在工厂内无法统一生产，影响装配式建筑的发展。

3.2 协调机制不健全

建造装配式和绿色建筑时，不仅要考虑到建筑本身，还要在设计初期考虑到建筑与周围环境的关系，比如，建筑工程选址对周围环境的影响等等。但在现实中，很多建筑工程设计人员在进行建筑设计时并没有注意到这一点，也没有将其纳入重点考虑范围内，从而影响绿色建筑建设。此外，在市场引导和监管机制方面也存在机制不健全的问题。目前，各参建单位仍是采用传统的现浇方式，没有将预制构件深化设计与现浇部件两部分有机结合。

3.3 产品质量和物流运输限制

装配式建筑构件施工技术对预制件的质量、结构、尺寸、外观等都有严格的要求。目前，许多模具制造企业的模具质量还达不到相应要求，往往存在很大误差，对实际的装配式建筑建设造成不利影响。同时，部分企业存在对预制件标识不清晰、预留孔位置不准确等问题，给实际的装配式建筑施工带来不利影响。此外，相对于传统现浇混凝土建筑，现今预制构件生产厂家数量相对较少，这也给装配式建筑与绿色建筑的融合发展带来了不利影响。最后，就是物流体系，完善的物流体系既能实现快速运输，又能避免运输过程中发生部件损坏的情况，以降低工程生产成本，提高建设项目经济效益。但目前材料运输体系不够完善，生产厂家和施工现场两者配合不到位，导致运输成本越来越高。

3.4 缺乏专业人员

除上述三个方面的影响因素外，在绿色建筑与装配式建筑的融合发展过程中，还存在专业人才不足的问题。作为一项较新的技术，装配式建筑技术在我国刚刚起步，许多开发企业缺乏熟悉装配式生产管理流程的专业人才，而施工单位相应的管理人员对装配式建筑的认识还不够充分，缺乏相应的人才培养机制，这些都导致该领域人才短缺，影响装配式建筑与绿色建筑的融合发展。

4 装配式建筑与绿色建筑融合发展的对策

4.1 健全法律法规，完善行业标准

通过以上分析可以看出，法律法规与行业标准的不完善严重制约着装配式建筑与绿色建筑的融合发展，因此，要想得到良好发展，相关部门需要对现行的法律法规进行完善。在具体操作上，需要国家有关部门给予政策支持，如税收优惠、一次性技术改造补贴等。这样可以有效地惠及建筑企业，鼓励企业努力提升生产工艺水平，实现装配式建筑与绿色建筑的融合发展。同时，建筑行业应了解当前相关技术体系中存在的问题，加以改进，从而形成一个完整的行业标准体系，以保障装配式建筑的顺利施工。

4.2 改进协同机制

为使绿色建筑与装配式建筑更好地融合发展，相关部门可从以下几个方面完善协同机制。一是建立一体化的总承包模式，形成装配式设计、施工和构建生产三个环节一体化承包模式。积极培育集三者于一体的企业，实现装配式建筑企业良性发展。二是提升装备制造业的生产能力，以此为整合企业提供相应的发展动力，大力提倡绿色建筑总承包责任制，建立一支高素质的专业技术人员队伍，同时，全面设计和研究组织系统，找出其中缺陷进行完善。

4.3 加强后勤管理

在绿色建筑与装配式建筑融合发展过程中，项目管理人员应加强BIM技术应用，结合施工方案应用BIM技术制定构件供应计划，以确保二者良好配合。生产预制件时，要做好与施工单位的信息交流工作，严格执行“一层一层使用”的原则，以提高现场与运输的衔接性，避免出现运输效率低下的情况。同时，要做好相应的沟通与协调工作，尽量保证组件运输到现场直接进行安装，这样既能提高施工效率，又能有效避免现场堆料以及在堆料过程中发生构件损坏的情况。另外，安装预制构件时施工人员要严格按照有关规定规范操作，以保证装配式建筑施工质量。

4.4 加强人才培养

4.4.1 加强BIM技术人才培养

可从施工单位的各个方面入手，对施工单位全员进行 BIM技术培训，并将 BIM能力考核作为人才培养的一项重要内容。同时，对新入职员工，施工单位要进行 BIM技术培训，培训完成并达到岗位要求后方可允许正式上岗。

4.4.2 加强管理人才培养

通过定期开展培训活动，提高管理人员对装配式建筑的认识，帮助施工单位人员熟悉装配式施工的操作流程，实现对装配式建筑建设的良好管理。另外，可以聘请相关技术工程师现场指导，快速提升管理人员的业务水平。

5 结语

总之，绿色建筑与装配式建筑的融合发展是未来建筑业的发展方向，对建筑与自然环境的协调发展具有积极意义。建筑行业要积极转变传统生产方式，加大绿色建筑建设力度。为确保二者协同融合发展，国家有关部门需要完善现行的政策法规和行业标准，通过制定相应的扶持政策，推动建筑企业向装配式建筑方向发展。在此基础上，完善协作机制，形成装配式设计、施工、建造生产三位一体化的承包模式，实现全方位良好协作。在此过程中，项目负责人要加强构件的质量和物流管理，做好预制工厂化与施工单位的沟通交流，使二者紧密配合。此外，要加强专业人才培养，通过定期开展培训活动提高员工 BIM技能和管理水平，促进装配式建筑与绿色建筑融合发展。