BIM技术在绿色建筑施工管理中的应用

2023-03-03万猛

智能建筑与智慧城市 2023年2期

万猛

（中建材矿业吉林有限公司）

1 引言

自20世纪60年代开始，世界正面临生态环境的严重污染、自然生态平衡失调等诸多全球性的社会问题，人们重新开始认识和重视对自然生态环境进行保护[1]。美国知名的生态建筑师保罗·索勒瑞将现代生态学和传统建筑学这两门重要基础学科有机地进行融合，提出了“生态建筑学”的概念。到20世纪80年代，“可持续发展”理念在世界上许可国家的绿色节能建筑中的应用也越来越多。

而随着我国智能建筑与智慧城市的发展，《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）也于2019年在2006版的基础上进行了完善，该标准从我国城市社区居民使用房屋和其他公共建筑的全方位生命周期出发，多领域目标、多层次地针对城市绿色公共建筑相关问题进行了研究，综合性地对建筑体系进行了评价。由于近些年以来，建筑信息模型（BIM）技术在智慧城市的绿色建筑设计中的应用越来越多，BIM技术是一种以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计措施[2]。通过BIM技术，结合《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）、《民用建筑设计通则》（GB 50352-2005）、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013）等规范和标准，对BIM技术在绿色建筑施工管理中的应用进行分析，有利于促进智能建筑与智慧城市的发展。

2 BIM技术

建筑信息模型技术也称为BIM技术，BIM技术是利用数字建模系统，对建筑工程的信息进行真实表述，由物件化的几何组件构成仿真的三维立体模型，以此对建筑的信息进行分析和展示[3]。除此之外，BIM技术模型可以包含数量、颜色、结构不同的构件，为了展示出更加清楚的建筑工程项目的生命周期全过程信息，为了确保拥有较强的数据支持以及仿真可视化的模拟，要将设计、施工、运营等领域进行协同。

在绿色建筑施工前期，建筑施工模型建立要使用BIM建模软件，通过模型的构建可以直观地进行局部设计和施工方案的调整。信息数据是BIM技术的核心部分，其核心是由信息收集、录入、转换等内容组成，通过使用BIM技术，借助互联网技术，达到对建筑方案进行多角度的分析，再通过使用模拟的虚拟建筑模型，判断建筑的采光，通风等性能[4]。另外，在绿色建筑施工管理中，施工流程的模拟可以通过BIM来实现，能够将各个施工环节进行有效还原，可以为施工管理人员发现问题提供便捷的方法，为施工方案的修改，施工工序的优化提供帮助。

3 绿色建筑施工管理中BIM技术的价值

3.1 BIM协同设计

绿色建筑工程施工是一个跨领域、多环节的综合性施工过程。在BIM协同设计平台上（见图1），有利于绿色建筑咨询师、结构工程师、暖通工程师、电气工程师、室内设计师、景观规划工程师和开发商之间的有效、快速沟通，实现绿色建筑的协同设计。而BIM协同设计平台，能够让项目所有的参与者及时了解项目的进展，对项目的施工过程进行熟悉，解决了设计单位、施工单位、监理单位之间沟通困难的问题，提高了施工管理人员对绿色建筑的认识，确保了项目的顺利实施。

图1 BIM协同设计平台示意图

另外，BIM协同设计有利于将建筑的绿色环保、生态环境保护和环保节能的建筑设计观念融进项目中，更加注重绿色建筑的外部结构与室内结构之间的关联，通过共享资源的BIM模式，优化绿色建筑的设计方案，让所有专业的工作人员参加到项目的建设中。通过BIM协同设计，重视绿色建筑的节能环保设计，比如通过窗户材料的选择，窗户朝向的合理设计，可减少室内空调等设备的使用率，降低能源消耗，达到节能的目的。

3.2 方案比选

绿色建筑的BIM模型构建需要由专业的人员进行负责和操作，对于BIM模型中有数据需要修改的时候，应该能够快速便捷地进行数据的更新，避免需要重新建模造成人力成本的浪费。BIM技术在绿色建筑施工管理中应用的时候，通过BIM模型，可对多种施工方案和施工所采用的材料进行性能对比分析。由于BIM模型库中存储了大量设计资料，包括各种材料的参数、性能等，各种预制构件的大小、型号，不同厂家生产的各种施工设备等。选择不同的材料、设备、构件等都会对施工工期、施工质量、施工成本产生不同的影响。因此，通过BIM技术可进行施工方案的比对，通过不断地方案优化，选择出施工工期最优、建设成本最低、施工质量又有保障的可行性绿色建筑施工方案。

3.3 全生命期建筑模型信息完整传递

绿色建筑和BIM技术都非常注重建筑物的全寿命周期。BIM技术的信息完备性这一基本特点导致BIM模型已经包含了整个生命周期中的所有信息，并保证了信息的准确性。通过综合应用BIM技术能够有效解决我们在传统绿色建筑中存在的信息冗余、信息传播速度慢的问题。BIM模型包含绿色建筑设计的大量数据，施工所需的材料、设备体系和建筑物所用材料的特殊属性、设备体系的生产厂商等。完整信息通过电子商务流量网络直接传送至运营阶段，使施工管理人员能够更全面地掌握项目，从而实现科学、节能地经营管理。

4 提高BIM技术在绿色建筑施工管理中应用措施

4.1 构建专业的团队

基于BIM技术平台实现绿色建筑施工管理，可以参照我国传统的建筑工程施工管理流程，对各种绿色建筑施工管理流程进行规范，并且要将绿色建筑理念融入建筑施工管理中，使之发展成为一种可进行实践性操作的工作管理方法和工作流程。首先，建立一支BIM技术团队，由于这些绿色建筑模型构建所需要的专业比较广泛，所以我们更应该在建筑、结构、电气、装置等专业人才团队的支持下，增设规划、经济、景观、生态环保、计算机软件以及建筑绿色咨询等相关专业人才。当一个绿色建筑项目团队被扩建后，还需要在此基础上继续进行与BIM技术团队的融合，开始时需要指定专门的负责人作为BIM技术团队的经理，这就需要BIM技术团队的负责人需要对BIM技术、整个绿色建筑的设计、施工、运行都有全面、深入了解的专业技术人员。相关负责人应当亲自率先带领BIM建模师、BIM数据分析师、BIM咨询师和绿色建筑设计、绿色建筑施工小组，进行绿色建筑工程整体施工工作内容的策划与编制。

4.2 确定建设项目的目标

在项目施工管理的过程中，需要确定建设项目的目标，包括绿色建筑项目建成后的评价等级，搭建BIM交流平台让各参与方探讨研究项目的定位，统一形成共同的绿色建设施工管理理念。

4.3 制定项目的工作流程

在BIM技术经理的指导带动下，指定实际负责项目的技术人员和工程师设计项目BIM模型，项目施工管理人员提供施工技术支持，共同为此确定绿色建筑工程项目BIM技术应用中的先后次序和相互关系，让所有项目团队的成员都能够了解各自的项目工作流程，以及与其他项目团队工作流程之间的联系。

4.4 促进协调沟通

在BIM模型构建的过程中，需要满足各种不同类型信息的共享和交换需求，定义不同的参与者之间信息共享和交换的需求，使每一位信息的创造者和信息的接受者之间都清楚地认识到这些信息共享和交换的主体性、标准和要求，更利于绿色建筑施工管理人员与其他单位或部分之间的协调沟通。

4.5 优化施工方案，指导现场施工

确保绿色建筑施工管理人员在BIM模型构建过程中的全阶段介入，保证对绿色建筑项目以绿色建筑评价标准的要求进行指导和优化。由于我国现有绿色建筑设计导则和其评价指标标准的规定条文划分大多数都是按建筑、结构、电气、设备等相关的专业系统划分，或是按“四节一环保”绿色建筑管理体系划分，缺少了以建筑项目的时间纵向和维度划分为主要标准的划分。因此，可以将BIM建模的过程中，绿色建筑设计划分为前期设计、初步设计、施工效果图设计等阶段。通过BIM建模的过程，指导现场施工。

在绿色建筑施工现场遇到特殊情况或较大困难的时候，应用BIM技术参数化、可视化等功能特点，对建筑物进行快捷概念化建模，并充分利用太阳光、日照、通风等仿真模拟对各种建筑物的体型、总平面布局等进行设计，模拟绿色建筑施工现场的情况，对特殊部位进行建模，计算分析可行的施工方案，进行初步的性能评估和分析，对比筛选出最佳解决方案。

4.6 性能评价

BIM设计平台技术泛指在设计实施新型绿色节能建筑建设的各个阶段，应用符合BIM平台技术的设计参数标准化、协同化等设计的基本特征，对建筑、结构、电气等各个专业进行整合，筛选出最优的设计方案，并且通过音频、视频和3D技术对建筑物的性能进行模拟，比如建筑物的占地面积、朝向、排水系统等，从而对建筑物的各项性能进行综合性评价，使建筑物具有更好的节能效果。