淺談BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工中的應(yīng)用

張寒

摘 要：BIM技術(shù)作為目前建筑行業(yè)最前沿的高新技術(shù)，其使用價(jià)值不言而喻，如何將BIM技術(shù)成功應(yīng)用到綠色施工的過(guò)程中將是本文研究的主要課題。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑工程；綠色施工

1 前言

目前，中國(guó)占有世界上最大的建筑市場(chǎng)，每年有20億m2的新建建筑。然而建筑業(yè)是一個(gè)高消耗、高排放的產(chǎn)業(yè)?！笆飞献顕?yán)”環(huán)保法的正式實(shí)行，對(duì)建筑行業(yè)產(chǎn)生了重大的影響。為此，推進(jìn)綠色施工是建筑業(yè)降低資源消耗、減少垃圾排放、減輕環(huán)境污染的重要舉措。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

在BIM技術(shù)中，使用建筑施工中的環(huán)節(jié)的信息整合，通過(guò)相應(yīng)的軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)化，能夠把各種各樣的建筑物特點(diǎn)利用全真模型或者動(dòng)態(tài)視圖進(jìn)行直觀的展示，這就避免了施工人員在施工過(guò)程中，不可預(yù)知建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不足。這種技術(shù)在施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)際建筑物的可視化，使建筑物結(jié)構(gòu)每一部分的組成以及細(xì)致零件達(dá)到前期的形象化表達(dá)，通過(guò)對(duì)于建筑施工中安全控制要求相結(jié)合，可以保證施工過(guò)程的安全。

2.2 協(xié)調(diào)性

在建筑綠色施工過(guò)程中，需要進(jìn)行各方面的細(xì)條工作，比如一旦出現(xiàn)施工安全問(wèn)題就需要多方組織進(jìn)行開(kāi)會(huì)研究，尋找施工過(guò)程中發(fā)生安全的原因，這種情況下，對(duì)于問(wèn)題的解決就處于很被動(dòng)的狀態(tài)。而B(niǎo)IM技術(shù)中具有協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，即通過(guò)建筑信息模型的建立，可以提前進(jìn)行施工過(guò)程中各種問(wèn)題的協(xié)調(diào)解決。

2.3 模擬性

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)模型展示的一大突破，以往最先進(jìn)的就是建筑物三維模型的展示，而通過(guò)BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從住宅建筑地基到建筑物結(jié)構(gòu)再到建筑物裝修全過(guò)程的模擬展示，并在模擬的過(guò)程進(jìn)行圖像的渲染，效果展示完美逼真，能達(dá)到讓人身臨其境的效果，是一種4D、5D模型演示，在模擬的過(guò)程中，不僅可以對(duì)建筑成本進(jìn)行分析研究，還可以針對(duì)施工過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)的安全問(wèn)題進(jìn)行演示并找到解決措施。

3 BIM技術(shù)在“四節(jié)一環(huán)保”中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某項(xiàng)目總造價(jià)25095萬(wàn)元，總建筑面積56530.2m2。其中地上建筑面積40010.2m2，地下建筑面積為16520m2；主樓十三層，兩棟配樓六層，一棟四層和三棟兩層裙房。

3.2 節(jié)地

施工前期總平面布置階段，我們利用BIM技術(shù)模擬整個(gè)施工過(guò)程總平面布置情況，按基礎(chǔ)、主體、裝飾三個(gè)階段部署，實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整與整理，以適應(yīng)不同施工階段的施工要求。遵循一次性策劃，分階段施工原則，提高場(chǎng)地整體利用效率。

（1）臨時(shí)道路布置。與原有及永久道路兼顧考慮，場(chǎng)內(nèi)施工道路通過(guò)BIM技術(shù)布置并進(jìn)行多次三維動(dòng)畫(huà)分析模擬以滿足各種車輛機(jī)具設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)、消防安全疏散要求，形成環(huán)形通道方便場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。其中臨時(shí)道路占比僅為60%，大大減少了臨時(shí)道路澆筑及拆除的成本。（2）塔吊及施工電梯的選型和布置。根據(jù)本項(xiàng)目場(chǎng)地大小以及建筑規(guī)模對(duì)塔吊和施工電梯的選型和數(shù)量進(jìn)行初步選定，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)BIM可視化技術(shù)模擬塔吊、施工電梯布置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，尋找最有利的塔吊、施工電梯布置方案。并與周邊其他在建工地的塔吊進(jìn)行碰撞檢測(cè)，避免在施工過(guò)程中塔吊出現(xiàn)碰撞從而影響工期。（3）堆場(chǎng)布置。使用BIM技術(shù)可視化模擬倉(cāng)庫(kù)、鋼筋及木工加工房、作業(yè)棚、相關(guān)材料堆場(chǎng)等，通過(guò)三維布置使其都盡量靠近已有臨時(shí)交通線路及外部永久交通路線，并盡可能處于塔吊回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，達(dá)到縮短運(yùn)輸距離的原則。本工程各類堆場(chǎng)布置100%臨近交通線路，最大限度減少了人工運(yùn)輸距離，以保證運(yùn)輸效率。

3.3 節(jié)材

主要利用BIM技術(shù)對(duì)建筑主材料進(jìn)行合理控制，從而起到節(jié)材的作用。

（1）鋼筋的控制：利用BIM技術(shù)對(duì)復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋進(jìn)行合理排布，并對(duì)鋼筋余料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)再利用。本工程鋼筋優(yōu)化率達(dá)到100%，利用鋼筋余料制作的馬凳占現(xiàn)場(chǎng)總馬凳的30%。以地下室頂板轉(zhuǎn)換梁施工為例，梁柱均屬于勁性結(jié)構(gòu)，鋼筋排布異常困難，我們通過(guò)BIM技術(shù)不斷調(diào)整鋼筋排布以達(dá)到最優(yōu)排布，從而減少現(xiàn)場(chǎng)鋼筋不合理布置導(dǎo)致的浪費(fèi)。（2）混凝土的控制：利用BIM技術(shù)對(duì)需要澆筑的樓層進(jìn)行精準(zhǔn)算量，再根據(jù)此算量結(jié)果在澆筑過(guò)程中合理供料，避免混凝土超供浪費(fèi)。本工程塔樓標(biāo)準(zhǔn)層分為兩個(gè)施工段，采用水平分段流水施工，共計(jì)澆筑混凝土89次，混凝土供應(yīng)量和實(shí)際澆筑量誤差均控制在0.5%以內(nèi)。（3）機(jī)電管線的控制：利用BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電各專業(yè)管線分別進(jìn)行排布，然后進(jìn)行綜合審查，按照規(guī)范以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行綜合調(diào)整，消除各專業(yè)管線碰撞，管線與結(jié)構(gòu)建筑碰撞問(wèn)題，達(dá)到管線利用最優(yōu)，現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)386處，大大減少了因返工造成的浪費(fèi)現(xiàn)象。（4）加砌塊的控制：利用BIM技術(shù)對(duì)各樓層砌體墻進(jìn)行砌體排磚模擬，并統(tǒng)計(jì)各樓層加砌塊整磚及半磚數(shù)量，然后在現(xiàn)場(chǎng)每層設(shè)置加砌塊集中加工區(qū)，從而減少因工人隨意砌墻導(dǎo)致的加砌塊半磚浪費(fèi)現(xiàn)象并在一定程度上降低了粉塵污染?，F(xiàn)場(chǎng)加砌塊利用率達(dá)到97%。

3.4 節(jié)能

主要利用BIM技術(shù)對(duì)地下室照明燈具以及建筑房間內(nèi)空調(diào)進(jìn)出風(fēng)口位置進(jìn)行合理排布，從而降低施工過(guò)程中以及后續(xù)建筑使用過(guò)程中的能源損耗。

（1）地下室照明燈具布置。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)地下室照明燈具進(jìn)行布置，按照最低照度原則進(jìn)行排布，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)漫游體驗(yàn)實(shí)際照明效果，然后進(jìn)行不斷優(yōu)化，通過(guò)減少照明燈具的使用從而減少施工用電。比傳統(tǒng)排布照明燈具的節(jié)能率提高約30%。（2）空調(diào)進(jìn)出風(fēng)口布置。將BIM模型與CFD軟件相關(guān)聯(lián)，對(duì)建筑物內(nèi)部空氣流動(dòng)進(jìn)行模擬分析，從而對(duì)空調(diào)進(jìn)出風(fēng)口位置進(jìn)行優(yōu)化，保證氣流均勻，室內(nèi)溫度均勻，從而降低能源損耗。本工程建筑房間內(nèi)空調(diào)進(jìn)出風(fēng)口優(yōu)化率達(dá)到100%，一定程度上降低了建筑在未來(lái)使用過(guò)程中的能源損耗率。

3.5 節(jié)水

主要通過(guò)BIM技術(shù)加強(qiáng)對(duì)非傳統(tǒng)水源的利用，運(yùn)用BIM可視化特點(diǎn)布置現(xiàn)場(chǎng)樓層垂直雨水排水管道和總平面水平雨水收集管道，最大化收集雨水然后進(jìn)行沉淀處理后用于洗車、清洗路面、滅火、澆花等用途。總平面雨水、塔樓雨水、施工養(yǎng)護(hù)用水等均達(dá)到100%回收再利用。

3.6 環(huán)境保護(hù)

主要運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)垃圾垂直運(yùn)輸通道和總平面夜間照明燈光進(jìn)行布置，降低粉塵污染和光污染。

（1）垃圾垂直運(yùn)輸通道布置。本工程采用BIM技術(shù)合理布置垃圾垂直運(yùn)輸通道，便于樓層垃圾運(yùn)輸，封閉運(yùn)輸，減少揚(yáng)塵，大大提高效率，減少人工運(yùn)輸垃圾的費(fèi)用，同時(shí)在底部垃圾池設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)降塵噴淋系統(tǒng)，有效控制揚(yáng)塵。（2）總平面夜間照明燈光布置。利用BIM技術(shù)中夜間燈光模擬的應(yīng)用，確定總平面夜間照明設(shè)備布置方案。模擬方案過(guò)程中可對(duì)照明設(shè)備和設(shè)備安裝俯射角度范圍合理選取，而達(dá)到限制夜間照明光線溢出施工場(chǎng)地以外范圍，降低對(duì)周圍住戶造成影響，減少因夜間施工照明產(chǎn)生的光污染。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程從環(huán)保的角度充分實(shí)踐綠色施工理念，結(jié)合BIM技術(shù)，對(duì)綠色施工的各項(xiàng)措施進(jìn)行深化、優(yōu)化，這是BIM技術(shù)在綠色施工中的一次嘗試，也是為BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的全面應(yīng)用做的一次鋪墊。BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中也存在許多不足，主要體現(xiàn)在對(duì)BIM技術(shù)的理解不夠深刻。BIM技術(shù)最大的特點(diǎn)在于信息交換和共享，我們應(yīng)充分利用BIM所帶來(lái)的龐大信息為綠色施工乃至整個(gè)工程施工提供數(shù)據(jù)支持，做到真正的數(shù)字化施工。

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