施戈亮

摘??要：旨在探索建筑信息模型技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用，推進建設(shè)綠色施工。通過對BIM在整個流程中的運用進行了剖析，并對其在各個階段的實施進行了探討。在建筑設(shè)計中引入BIM可以提高設(shè)計效率，優(yōu)化施工方案，實現(xiàn)設(shè)計全過程的集成，是實現(xiàn)建筑設(shè)計的重要手段。研究表明：BIM在全程綠色施工設(shè)計中的應(yīng)用，對工程項目的整體品質(zhì)有明顯的提升。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)團隊協(xié)作與信息共享，對能耗、物料選擇及系統(tǒng)效能進行仿真優(yōu)化，以達到更高的節(jié)能與環(huán)境保護目標。

關(guān)鍵詞：全過程設(shè)計?綠色建筑?BIM技術(shù)?建筑應(yīng)用

中圖分類號：TU17;TU201.5

Research?on?the?Application?of?Whole-Process?Green?Building?Design?Based?on?BIM?Technology

SHI?Geliang

（Hubei?Industrial?Polytechnic，?Shiyan，?Hubei?Province，?442000?China）

Abstract：?The?paper?aims?to?explore?the?application?of?building?information?modeling?（BIM）?technology?in?green?building?design?to?promote?green?construction.?The?paper?analyzes?the?use?of?BIM?in?the?whole?process?and?discusses?its?implementation?in?various?stages.?The?introduction?of?BIM?to?building?design?can?improve?design?efficiency，?optimize?the?construction?plan?and?realize?the?integration?of?the?whole?process?of?design，?and?it?is?an?important?means?to?realize?building?design.?The?study?shows?that?the?application?of?BIM?in?the?design?of?whole-process?green?construction?has?significantly?improved?the?overall?quality?of?the?project，?and?that?on?this?basis，?it?realizes?teamwork?and?information?sharing，?and?simulates?and?optimizes?energy?consumption，?material?selection?and?system?efficiency，?so?as?to?achieve?higher?energy-saving?and?environmental?goals.

Key?Words：?Whole-process?design;?Green?building;?BIM?technology;?Construction?application

在“大數(shù)據(jù)”和“制造業(yè)轉(zhuǎn)型”的大環(huán)境下，“信息技術(shù)”“工程技術(shù)”相結(jié)合是建設(shè)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。促進我國建筑產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，促進新型業(yè)態(tài)的發(fā)展，促進其服務(wù)方式的創(chuàng)新，促進建筑工程的設(shè)計與建造的集成，是我國建筑業(yè)尋求轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[1]。BIM技術(shù)以其參數(shù)化、模擬性和仿真性等特點，在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。

1???BIM技術(shù)與綠色建筑概述

1.1???BIM技術(shù)概述

BIM是一種基于計算機輔助設(shè)計（Computer?Aided?Design，?CAD）的多維度建模與數(shù)據(jù)融合，能夠?qū)⒔ㄖ娜S幾何尺寸、構(gòu)件的材質(zhì)、價格以及工程建設(shè)計劃等數(shù)據(jù)進行數(shù)字化傳輸。BIM技術(shù)以直觀的形式將建筑物的渲染圖和建筑物的三維造型進行了直觀的表示[2]。而BIM技術(shù)還具備面向?qū)ο蟮奶卣?，可以對建設(shè)項目的設(shè)計、建設(shè)、運行等各個環(huán)節(jié)的人事調(diào)動、交流與決策產(chǎn)生直接的作用。BIM模式具有多種特征，可以通過自己的數(shù)據(jù)進行工程建設(shè)。

1.2??綠色建筑設(shè)計概述

“綠色建筑”指的是在全生命過程中，通過節(jié)能、環(huán)保和降低污染來實現(xiàn)節(jié)能減排；在此基礎(chǔ)上，提出了一種健康、適用和高效的居住環(huán)境，實現(xiàn)人類與環(huán)境的最大和諧共存。相較于傳統(tǒng)的建筑，綠色建筑以其節(jié)能降耗的特點更加契合可持續(xù)發(fā)展的思想。首先，要充分利用自然光和自然通風等自然條件；其次，“因地制宜”“就地取材”是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本思路。在目前的“雙碳”政策背景下，節(jié)省能量，使中國的綠色建筑更加適應(yīng)其“低碳化”建設(shè)的整個生命周期。

2??基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計優(yōu)勢與方法

2.1??BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM是以工程信息的建立、系統(tǒng)的管理和信息的分享為基礎(chǔ)，以達到工程的整個壽命周期為目的。BIM在綠色施工的設(shè)計過程中的運用，既可以保證工程的工期，又可以對工程造價進行有效控制，還可以保證竣工后的工程質(zhì)量。首先，BIM在綠色施工的應(yīng)用中具有重要意義，其工作接口可視化，其3D信息可以為綠色施工評估提供海量仿真數(shù)據(jù)，而非單純的平面渲染功能。并能為非建筑業(yè)的業(yè)主和使用者提供清晰明了的施工方案，并能直觀地表現(xiàn)出建筑物的室內(nèi)空間關(guān)系和各種管道布局[3]。其次，BIM為整個建筑工程的全過程進行數(shù)字化設(shè)計，從前期規(guī)劃到方案設(shè)計，再到深化設(shè)計，都能得到高效率的存儲。因此，在施工過程中，可以很容易地調(diào)出施工過程中的每一個環(huán)節(jié)的工程資料。

2.2??BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的方法

與常規(guī)的施工工藝的重復(fù)進行相比，BIM能夠在項目實施的前期工作中，將項目的前期工作納入項目現(xiàn)場的研究中?？傮w平面布置的總體布局，通過對建筑物形體形態(tài)的聲環(huán)境、風環(huán)境進行分析；通過對室內(nèi)燈光環(huán)境進行仿真和分析，為室內(nèi)設(shè)計提供實時的信息，以提升室內(nèi)空間規(guī)劃的精度和舒適度。在以后的施工過程中，還需要對建筑材料和管道綜合進行持續(xù)的深入研究，這需要多個專業(yè)的工程師一起參加，BIM平臺的協(xié)同作用可以讓問題得到實時反饋，并對模型的參數(shù)進行修改。改善工程品質(zhì)與工作效能。BIM的完整性可以表現(xiàn)為對各行業(yè)和各體系的集成效應(yīng)，展示了從設(shè)計到建設(shè)到運行到拆除的整個過程[4]。

3??綠色施工技術(shù)要點

3.1??綠色施工管理技術(shù)

綠色施工管理技術(shù)是在建筑施工過程中，以促進資源節(jié)約、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展為目標，采用新技術(shù)、新工藝和新材料，并且通過科學(xué)的管理手段，實現(xiàn)對施工活動中的環(huán)境影響、能源消耗、廢棄物排放等方面的有效控制。該技術(shù)強調(diào)減少對自然環(huán)境的破壞，提高資源利用效率，降低施工過程對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響，從而實現(xiàn)建筑施工的可持續(xù)發(fā)展。

3.2??環(huán)境保護技術(shù)

目前，建筑工程對環(huán)境保護造成了3個主要問題：粉塵、噪聲、光污染。空氣中的顆粒物是最為重要的一種污染源，其中10μm以下的顆粒物可通過呼吸進入人體，對身體健康構(gòu)成威脅，包括建筑塵、塵土、路面塵土等。建筑揚塵主要來源于堆放、清理等活動，由此引發(fā)了廣大群眾的抱怨和投訴。為了保護環(huán)境，在施工過程中應(yīng)采取多種環(huán)境保護技術(shù)措施，例如：在土方施工階段使用灑水和覆蓋等方法，確保作業(yè)區(qū)域的肉眼可見粉塵等級不超過1.5?m。此外，在結(jié)構(gòu)施工、安裝和裝修過程中，現(xiàn)場肉眼可見的粉塵高度應(yīng)控制在0.5?m以下。

3.3?節(jié)材與材料資源利用技術(shù)

目前，我國建筑行業(yè)普遍采用的節(jié)材和物質(zhì)資源綜合開發(fā)方法，主要是因為制度上的問題，缺乏相關(guān)的法律和制度，以及缺乏有效的管理措施，導(dǎo)致了建筑工程中大量的使用材料的隨意性和無意性。在住宅建設(shè)項目中，有2/3的建筑費用都是原材料，因此節(jié)約材料是最重要的。綠色建造是指當前國內(nèi)建設(shè)項目產(chǎn)生的大量建筑廢棄物，既要減少，又要強化循環(huán)再利用。目前，在鋼筋砼建筑施工中，模板用量大約為30%～40%，約為總工期的50%。以往，在建筑企業(yè)的固定資本中，模板系統(tǒng)大約占據(jù)了1/3左右。隨著技術(shù)的進步，模板技術(shù)在建筑領(lǐng)域扮演著重要的角色。模板技術(shù)對項目的質(zhì)量、成本和效益都具有深遠的影響，因此也成為建筑企業(yè)實現(xiàn)“綠色建造”的關(guān)鍵要素。

3.4?節(jié)水與水資源利用技術(shù)

節(jié)約用水是建設(shè)工程中一個不容忽視的問題。建設(shè)工程用水量很大，特別是在建設(shè)過程中，水泥用量占有很大比例。當前，全國每年生產(chǎn)超過20多億m3，水泥拌和用量約為185?kg，因此，混凝土養(yǎng)護用水按區(qū)域和季節(jié)不同，專家測算為攪拌用水的2～5倍[5]。據(jù)估計，目前水泥生產(chǎn)所需的水泥和維護費用在10億t左右，其中大部分使用的是自來水（工業(yè)用水量比家用水量大）。我國現(xiàn)有的水資源短缺高達60億t，而建設(shè)用水量又占據(jù)了相當大的比例，由此可見，節(jié)約用水是建設(shè)中不容忽略的問題。

3.5??節(jié)地與施工用地保護技術(shù)

節(jié)地和建設(shè)土地的防護技術(shù)雖然在設(shè)計階段要遠遠高于建設(shè)階段，但是這并不意味著在建設(shè)過程中就沒有工作可以進行，處理臨時設(shè)施和修建公路都是項目部對節(jié)地工作的強調(diào)。從節(jié)地工作的觀點出發(fā)，對于工地臨房、臨時圍墻、施工便道和硬地板，項目部要對工地臨房、臨時圍墻、施工便道和硬化地板等進行科學(xué)的安排，根據(jù)施工生產(chǎn)規(guī)模、員工人數(shù)、材料設(shè)備需要用計劃以及現(xiàn)場情況，對其進行嚴格的管理，從而提高土地利用效率，提高建筑的利用率[6]。

3.6??節(jié)能與能源利用技術(shù)

節(jié)能與能量使用技術(shù)是建筑工程必須遵循的一項重要內(nèi)容。建筑工程的節(jié)能主要有兩個方面：一是減少能源消耗，二是增加能源利用率；利用這兩個方面可更新資源是未來發(fā)展的趨勢。BIM技術(shù)能夠?qū)G色施工生命周期中的碳排放量進行量化，這一點在深化設(shè)計中得到了充分體現(xiàn)，即對建材的選用。本項目擬采用BIM技術(shù)，將建筑材料和溫室氣體排放進行關(guān)聯(lián)，將建筑材料消耗與相應(yīng)的碳排放系數(shù)乘以相應(yīng)的碳排放系數(shù)，得到建材生產(chǎn)和運輸過程中的碳排放。通過對施工階段的仿真，并根據(jù)施工周期設(shè)置，給出了設(shè)備和物料的合理用量，從而得到該工藝的碳排放量。針對建設(shè)運行期的碳排放，根據(jù)運行中各環(huán)節(jié)的能耗與碳排放系數(shù)之間的對應(yīng)聯(lián)系，對運行期間的碳排放進行初步估算。

4??基于BIM技術(shù)的全過程綠色建筑設(shè)計應(yīng)用研究

4.1??提升綠色建筑標準，全生命周期改進

從全生命周期角度，本規(guī)程對涉及的工程項目各主要環(huán)節(jié)進行了細化和深入研究，主要內(nèi)容主要有設(shè)計階段的施工圖審核、施工階段的竣工驗收、運行期間的檢查；為施工過程中的關(guān)鍵節(jié)點及施工作業(yè)的支撐，更好地保證施工品質(zhì)。從功能需求方面，對現(xiàn)行的《綠色建筑》規(guī)范進行了改進，并將其擴展范圍從“節(jié)能”提升至“無源”的“超低化”，從“室內(nèi)”向“室內(nèi)”“向”“人體的生理和心理健康”發(fā)展；使建筑物的綠化效果得到進一步提高和充實。在適用對象方面，主要是以具體的綠色建筑及區(qū)域為對象，具體的綠色建筑的實際操作，甚至是具體的綠色建筑的具體實施范圍。例如：可以利用團體標準的流動與彈性加以規(guī)制，從而進一步豐富市場供給。

4.2??促進全產(chǎn)業(yè)鏈升級與生態(tài)圈融合

當前的標準主要集中在建筑設(shè)計、建造和運營等各個主要方面，針對建筑整個壽命周期中的建材產(chǎn)品生產(chǎn)，室內(nèi)裝修，建筑改造；拆遷和再利用也得到了反映，而且會得到強化，例如：可以與《綠色建造》相配合，推動更多的綠色建筑材料的發(fā)展。

4.3?綠色建筑踐行綠色發(fā)展理念

對建筑主體而言，要逐步落實和落實綠色建筑工程建設(shè)、運營管理標準（規(guī)范）中的各種規(guī)定，并進而影響各學(xué)科專業(yè)的一般性和專用標準，使之適用于各種建筑。在施工過程中，環(huán)保設(shè)施與環(huán)保設(shè)施是該行業(yè)環(huán)保發(fā)展的硬體，當前已有環(huán)保衛(wèi)生、環(huán)保循環(huán)；而在這個綠色的地方，則是代表著醫(yī)護人員的綠色。在未來，更多的行業(yè)會將綠色建筑作為其發(fā)展的前提。

5??結(jié)語

通過對BIM技術(shù)在全過程綠色建筑設(shè)計應(yīng)用進行研究，認識到其在提高設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案、減少資源浪費等方面的重要作用。然而，BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用還處于初級階段，需要進一步研究和探索。未來，應(yīng)通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實踐，推動BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的深度融入，為實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。

參考文獻

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[3] 曾帥瑋，易穎.綠色環(huán)保理念下的建筑施工技術(shù)研究[J].佛山陶瓷，2023，33（5）：52-54.

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