绿色建筑全寿命周期的技术应用及功能提升

王 韬

(浙江搏鸿建设工程有限公司 浙江 温州 325000)

建筑行业的发展消耗了大量的资源,因此为了能够实现绿色建筑的可持续发展,将BIM 技术应用到建筑设计、施工等环节中,一方面能够提升工作效率,一方面能够降低施工成本,具有极高的实用价值。

1 绿色建筑的概念界定

在新时代中,大众的生活得到了很大的变化,使得大众对自身的生活环境与工作环境有了新的要求。在可持续发展的理念下,节能环保已经成为了世界各种未来的发展目标,绿色建筑既能够满足大众对生活环境与工作环境的要求,同时也能满足绿色可持续发展的要求。

绿色建筑指的是在人类的生产和生活过程中能够对资源进行最大限度的使用,同时能够将对周边环境的影响降到最低,对周边生态环境平衡起到了积极的促进作用的建筑。绿色建筑重点强调了环保节能,环保节能的理念一直贯穿在建筑设计环节、施工环节以及拆除环节等中。绿色建筑提倡建筑的使用者要高效的利用资源和能源,降低对于生态环境的污染。同时,一方面不能增加生态环境的压力,一方面能够为大众创建优势的生活空间与工作空间[1]。

2 BIM 技术在绿色建筑全寿命周期的应用优势

2.1 BIM 技术能够将绿色建筑的全寿命周期进行高度覆盖

将拟建的绿色建筑与BIM 技术结合后形成建筑模型,同时构建BIM 技术信息平台,利用平台的优势实现项目资源和所有的信息数据的共享的状态,一方面能够为数据的准确性提供保证,一方面能够提升了建设项目的信息化程度,另一方面能够提升了信息技术在建筑施工领域的应用。BIM 技术的应用会从项目的设计规划阶段开始到建筑项目寿命结束为终点,能够准确的进行规划、设计与模拟,同时在建筑爆破拆除过程中也能发挥出BIM 技术的作用,达到绿色拆除的目的。

2.2 BIM 技术具有较强的模拟和分析功能

在建筑项目的建设和后期使用过程中,如果不能对这些环境进行全面性的模拟和分析,仅凭借以往的经验很容易出现较大的误差。BIM 技术能够为建筑项目提供可视化效果,根据绿色建筑在不同阶段的变化真实的反映出建筑的实时效果,能够为绿色建筑的建设环节提供更加详细的数据资料,各个参与单位能够利用数据资料对建筑项目各个环节的进展情况进行实施观测,一旦出现突发情况能够及时的、高效的实施应对措施,然后根据建筑项目反馈信息进行策略调整,为绿色建筑的施工建设提供了技术支持[2]。

3 绿色建筑全寿命周期的技术应用情况分析

3.1 BIM 技术在绿色建筑设计阶段的应用情况

建筑设计一项非常复杂的工程,由于它设计的方便非常多,因此具有很强的综合性。在绿色建筑项目的设计阶段,设计队伍需要对建筑项目的使用功能进行全方位考察,综合各方面因素后对建筑项目的质量、成本方面进行设计,满足利益相关者的各种要求。在设计的过程中,建筑项目的整个寿命都要考虑环境因素与经济因素,从而能够有效的控制建筑施工的成本支出。在设计阶段中主要包含以下几点内容:第一,要减少室外环境污染;第二,要节约资源和能源的利用率。

3.1.1 减少对室外环境造成的污染

绿色建筑必须要降低室外环境污染的情况,因此设计团队必须要将如何防治污染放在设计的首要位置。在绿色建筑的整个寿命周期内要将废弃物与污染物的排放量降到最低的程度,同时在建筑群众合理的设计垃圾分类回收利用中心,将各种垃圾进行分解。在施工期间工地的临时厕所和化粪池必须要实施防渗漏措施,做好防蝇工作,从而能够有效的避免出现污染水体和污染环境的情况。

3.1.2 能够有效的节约资源

在设计阶段,要利用建筑施工场地的自然条件与资源条件来保护周围的生态环境。在节约水资源方面必须要制定出科学详细的用水规划措施,一方面要考虑如利用雨水,一方面要考虑利用新型的排水系统,从而加大节约用水的效果。在施工中出现的污水必须要经过沉淀等处理后排放,在排放时可以考虑将沉淀处理水用来洒水降尘,或者用来回收进行二次利用。对建筑施工过程中使用的施工设备要采取保护措施,使之能够进行循环利用[3]。

在土地资源方面,应当降低建筑的密度,在一定程度内增加层数,能够有效的降低土地占用面积。与此同时,要减少由于过设计及或者出现不必要的设计造成的资源消耗,提升建设资金的使用率。

3.1.3 提高能源的利用率

由于我国幅员辽阔,各个地域中间的气候条件有很大的差异性,因此在进行室外设计时要对建筑的配置、朝向、间距等方面进行优化,加强对太阳能与风能等资源的利用,提高可再生资源的利用率和利用效果。

3.1.4 改进建筑材料的使用

在设计建筑项目的过程中,要考虑到周边的生态环境,尽量保持周边生态环境的原状态,如果周围有古代建筑物或古树等要进行充分利用和保护,将古代建筑物或古树巧妙的融入到设计图中。在设计建筑项目时要使用绿色施工材料,并考虑材料的可回收性,同时要扩大绿化面积,重视建筑与环境之间的和谐发展状态。

3.2 BIM 技术在绿色建筑施工阶段的应用情况

在建筑施工阶段中,传统的工程项目会将各个建筑团队进行分割,使得各个团队之间的交流不足,导致建筑施工项目质量不够理想,施工工期常常出现延误等问题。在建筑的全寿命周期中,可以在施工阶段采取以下应用措施,

第一,要加强组织管理。建筑施工项目中的各个参与方,比如所发包商、承包方以及后期的运营方等都要积极的参与到建筑项目的施工过程中,并通过协作的方式完成施工任务,一方面要发挥出各个参与方的作用,一方面能够加强各个参与方之间的联系。在建筑项目施工建设中要构建科学的管理层次,实行统一的指挥,并明确各个参与方的责任,提升建筑项目施工的管理能力,优化管理方法,提升管理水平。

第二,要减少材料的浪费情况,对各种边角料进行回收,并进行多次利用。首先要合理的安全工作,制定出流水作业计划,有效的降低材料的消耗,避免出现材料浪费的情况,从而能够提升材料的使用率。对建筑材料的边角料要进行回收,同时要实施合理的利用,比如所废钢可以按照施工的需要做为原材料使用等等,从而达到绿色环保施工的效果。

3.3 BIM 技术在绿色建筑运营和回收的应用情况

建筑项目施工的各个参与方应当进行联合作业,其中包括业主方、运营方、开发管理方等等,将建筑项目的整个生命周期进行管理和维护,达到资源环境与经济效益平衡的状态,实现和谐的管理目标。

3.4 BIM 技术在绿色建筑爆破才出的应用情况

当建筑达到使用年限或者发生严重破坏后不能进行正常的使用,就必须要进行爆破拆除,建筑项目的生命终点就是爆破拆除阶段。BIM 技术可以将爆破拆除画面进行模拟,为拆除人员选择爆破点提供助力,从而制定出最优的爆破方案。

4 绿色建筑运营维护期面临的问题

从项目全生命周期分析,相比项目的设计与建设阶段,运行维护阶段通常情况下需要持续十几年乃至几十年,所以我们说项目的重点是运行维护阶段。研究发现,绿色建筑处于运维阶段常见的主要问题是:一是绿色建筑处于运维时期常常会出现一些安全隐患问题,一般问题的产生是由于设计时期绿色建筑的技术选择不合理造成的[4]。比如,雨水花园技术广泛应用于绿色建筑,在特殊的喀斯特地貌环境中,雨水花园渗入的雨水进入地下,冲刷地表土使之进入地下岩溶洞穴,造成地面沉降,从而对地表建筑物造成严重的破坏。二是绿色建筑系统投入产出较低,所以我们经分析发现,经济效益并不十分明显。当前,绿色建筑运用的系统缺乏集成和优化,采用的系统设备运行成本相当高,导致绿色建筑后期运行中设备发生闲置,达不到应有的预期效果。三是绿色建筑设备运维技术难度相当大。

目前,绿色建筑所使用的设备,无论是施工方面,还是运行、维护方面的专业性都强,技术要求高。然而,我国目前尚缺乏这方面的高科技人才,导致绿色建筑在运行维护方面难以达到理想的要求。为解决绿色建筑今后很长一段时期运维方面的问题,我们要在对绿色建筑运维管理模式优化的同时,还要从根本上提升绿色建筑的各项功能,以此来促进绿色建筑后期运维问题的有效解决。

住建部于2015年提出建立基于BIM 技术的运维管理模式。通过BIM 技术可以为人们提供重要的建筑信息和可视化模型,从而更加便于管理人员深入了解并熟悉建筑物的内部结构,便于建筑专业人员更好地进行维护和管理。例如,建筑可视化模型可以帮助管理人员在一些大型商业写字楼运营管理中更好地进行消防演练。其次,通过科学先进的BIM 技术,能将建筑设备位置信息进行精准定位,显示设备与其他设备间的位置以及关联情况,为设备维护与检修工作提供重要支持。最后,使用性能分析软件,同时依据BIM 模型提供的科学信息,模拟计算能耗、照明、光热系数、温度分布等各种信息,利用物联网对建筑项目实施远程监控建筑,选择最科学合理的节能管控方案。

5 绿色建筑的功能提升

为了从根本上促进绿色建筑在后期运维的问题的解决,推动绿色建筑功能提升,我们需要在设计阶段进行科学合理的优化管理,以此确保绿色建筑无论从性能方面还是功能方面都能满足各项要求。绿色建筑优化设计,人们要重点考量健康化、系统化以及因地制宜等多个不同方面。

第一,绿色建筑系统化,主要是为了提升建筑物自我调节能力,利用对建筑物外部形状和内部空间结构的改变,以此来有效改善建筑物体形系数以及朝向等,利用建筑物本身特点来对室外环境以及室内环境进行有效调节,以此来实现环境系统的有机统一,实现全面平衡,最终不断增强建筑物整体的利用率,同时还能达到减少外部设备使用的目的。

第二,绿色建筑健康化,主要就是为人们打造一种健康舒适的生活空间,不能简单理解为保障人体的安全性与无害性,健康化还可以为人们的精神创造一种安逸舒适的状态,另外,我们还要同周边的自然环境融为一体。为了实现绿色建筑全寿命周期功能提升的目的,我们需要全面分析建筑空间、技术以及资源投入的有机协调。

第三,绿色建筑的因地制宜,能够将建筑技术、建筑功能以及材料等与当地的人文环境、地理环境、当地气候和能源相协调,尊重建筑物本身的地域特点,实现与其相互融合,能耗下降的效果[5]。

6 结语

绿色建筑是建筑行业未来最主要的发展方向,科学建筑技术的应用与功能提升是未来提高项目建设速度和质量的有效途径。将绿色建筑理念与先进的建筑模式相结合,构建高效的项目发展模式,是未来我国建筑业发展的重要趋势。本文结合先进的技术构建了绿色建筑背景下建筑工业化的发展模式和实证分析。为我国建筑功能提升提供重要的思考,进而为完善我国绿色建筑化研究体系提供重要的参考。