卞 贝 张子筠 李昭夏 陈 杰

(1.华北电力大学，北京 102206; 2.中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司，辽宁 沈阳 110043)

BIM在建筑垃圾管理中的应用

卞 贝1张子筠1李昭夏1陈 杰2*

(1.华北电力大学，北京 102206; 2.中铁建大桥工程局集团第三工程有限公司，辽宁 沈阳 110043)

为了解决建筑垃圾回收再利用率过低的问题，对建筑垃圾处理环节进行分析，从建筑垃圾产生原因以及回收过程进行研究，提出了将BIM技术与建筑垃圾管理结合的方法。通过BIM技术形成信息属性数据库，拟合最优处理方案的效果，解决了建筑垃圾高效利用问题。

BIM技术，建筑垃圾，资源化，管理体系

1 概述

改革开放以来，我国国民经济不断高速发展。十二五期间，为了解决住房保障问题，全国住房建设总量持续上升，建设资源需求量及成本不断增大，从而产生的建筑垃圾不断增多[1]。根据《中国建筑垃圾资源化产业发展报告(2014年度)》显示，我国2014年度建筑垃圾产生量超过15亿t，已占到城市垃圾总量的30%以上，利用率却不足5%；大宗工业固体废弃物数量达150亿t，利用率不足30%。相比较发达国家的90%以上的利用率，我国在建筑垃圾处理与再利用上存在着极大的问题。建筑垃圾该如何解决，如何充分利用建筑垃圾，提高建筑垃圾资源化、减量化，成为了可持续发展的重要难题。

2 建筑垃圾

2.1建筑垃圾的危害

建筑垃圾80%以上都是废混凝土、废砖瓦、废旧装修材料、扬尘物等建筑材料，组成成分复杂多变[2]。由于可持续发展的推进，新科技及新材料的广泛推广与应用，建筑垃圾的数量以及种类不断增多，对于建筑垃圾的收集和处理的难度增加。建筑垃圾不同于其他城市垃圾，其场地较为集中，且随着建筑物的生命周期具有一定阶段性，在回收处理上相比生活垃圾难度小很多。由于建筑垃圾对环境具有持久性的危害，如果不经过处理而简单填埋，会经历数十年才能趋于稳定，因此对建筑垃圾实施资源化和减量化技术显得十分重要。

建筑垃圾大量的产生，如果无法做到及时清理，对土地资源会造成极大的占用与浪费，对生态也造成极大的破坏。资料显示，为了更快的发展城市经济，各大省会级城市每年产出建筑垃圾近千万吨，十几年来建筑垃圾总存量达几十亿吨[3]。同时，在工程施工过程中，难以避免产生大量的粉尘、灰砂等飞扬，对空气质量影响较大。而我国在处理建筑垃圾方面不是很重视，按以往处理方式，大多数以露天堆放或者填埋，易造成土壤沙漠化、土壤肥力下降等问题，对生态环境也破坏严重，易引发河流堵塞，产生的放射性化学物质腐蚀污染地表及地下水，对人类的生存环境构成极大威胁[4]。

2.2建筑垃圾处理现状

而我国垃圾处理起步较晚，垃圾无害化处理能力较低，建筑垃圾问题显得十分棘手。大多数拆迁承包商仅仅只考虑最快途径的利益和成本，大多偏向于挑拣价值高的金属部分(如铜、铁、铝材等)，对于其他废混凝土、废砂石、废砖瓦等材料全部混在一起当作普通垃圾，以最小的成本，送至填埋场处理[5]。正是由于过于简单处理，对建筑垃圾分类不善，对后期建筑垃圾资源化、无害化处理造成了很大程度的阻碍。近些年，随着生态建设的推进，政府虽然出台了一系列法律法规，但由于监管不到位，再加上政府指定的建筑垃圾消纳场所距离较偏远，且数量较少、容量有限，大多数城市的建筑垃圾中仅仅只有10%被运往指定的消纳场所，很大一部分建筑垃圾，为了能够及时处理完毕，提前竣工，节约成本，大多数选择极其简单的垃圾处理回收，违规途径私下处理，随意倾倒，或被运往非法运营的填埋地，基本处于无序管理状态。这一系列的恶性循环，导致建筑垃圾管理很难正规化、规范化[6]。

3 BIM在建筑垃圾处理中的应用

3.1BIM建筑信息模型

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)，主要是运用三维数字设计和工程软件，共同组合构成了可视化的数字建筑模型。由于BIM的可视化、协调性和虚拟化，能够解决规划、设计、施工、管理各阶段的信息断层，让工程技术人员更加全面准确的把握工程项目的详细信息，加强各单位的沟通。数据化、参数化的管理，提高了工作效率，节约成本，一方面减少建筑垃圾的产生，另一方面，给建筑垃圾系统管理提供了强有力的数据信息后台。

3.2从根源上减少建筑垃圾产生

1)设计优化。

在建筑设计阶段，采用BIM技术，通过三维效果图、渲染图和三维实时漫游，更加直观的展现了工程整体。对三维模型进行空间分析、体量分析、效果图分析，重复利用三维模型中的数据，通过对数据信息的整合分析，不断优化施工方案。BIM带来的信息整合，通过大量数据参数，对成本、资源进行整合，在大量数据的支撑下，优化设计方案。一方面，通过优化最大程度减少了资源浪费，另一方面，减少了设计失误造成的建筑垃圾产生，避免返工，有效降低了由于设计修改引起的建筑垃圾。

2)碰撞检测。

随着建筑规模越来越大，建筑结构越来越复杂，在设计过程中，或多或少会产生一些设计失误，管网交错、相撞及施工不合理等问题。以传统简单的目测检查图纸，无法做到精确、面面俱到，也无法同时检测平面和剖面的位置。BIM通过对AutoCAD和Revit结合，通过碰撞检测和漫游等手段，查找碰撞点，从而降低设计失误而造成的返工，从源头达到建筑垃圾减量化。由于其数字化特点，BIM在深化设计解决碰撞方面比传统CAD深化质量设计的排误率提高30%，耗时缩短50%，若未进行多专业前期BIM碰撞试验，工程在后期施工中将因为碰撞冲突，而产生大量的建筑垃圾。

3)可视化交底。

在复杂工程中，传统的文字体现的技术交底通常让工人在理解技术要求方面，产生错误，容易造成图纸理解的偏差，浪费了材料和人工资源。尤其是在工程难度较大的情况下，施工方案编制过程中，无法给施工作业人员更为精准的交底，施工中难免会造成返工。BIM技术建立模型就可以选择通过图片、视频等形式，形象直观地让工作人员知道自己将要完成的部分有哪些技术要求、完成后是什么效果。避免不必要的资源浪费，大大提高施工效率。

3.3建立建筑垃圾决策管理体系

BIM技术具有庞大的数据库后台，对于工程建设过程中产生的任何问题，都可以及时进行数据更新，自动带入规划、设计中，不仅能减少因为信息滞后而产生的错误，而且降低成本、减少财务风险，为施工方、业主带来收益。建筑垃圾从产生、到施工、到回收再利用，对于涉及到的相关建筑垃圾基本信息数据，如：建筑材料性质、成本、污染率；建筑垃圾处理单位数据信息，如：回收单位种类、处理利用率、回收处理费用，以及建筑垃圾回收场的消纳能力信息进行交叉整合，形成全面的数据库体系，对建筑垃圾的管理进行分析优化，以便于建筑垃圾的分项处理与运输调配，提高了建筑垃圾排放量预估的准确性。同时，通过建筑垃圾管理系统可以综合得出建筑垃圾平均排放量、不同种类建筑垃圾的排放量指标以及施工不同阶段的建筑垃圾排放量指标，可以对建筑垃圾进行多项比较，一方面可以完善管理系统决策数据的可靠性，另一方面便于调整施工技术、改善施工工艺，减少建筑垃圾产生，见图1。

由于BIM技术的及时性和共享性，工作人员完全可以根据数字计量，将建筑垃圾基本信息迅速提取出来，对建筑垃圾进行分类。通过分析建筑垃圾消纳容量，规划排放地点、排放时间，减少了大量计算工作，使选择更加灵活。建筑垃圾管理系统中的建筑垃圾运输效率、成本、回收率等信息，选择通过不同单位自行报价形式，比较贴近市场价格，以此评估得来的成本费，符合实际情况，可参考性强。工作人员从成本和环境两个角度，综合考虑出最合理、经济、环保的处理方案，同时，通过不断的方案实施，及时将实际数据更新至系统，完善信息系统，反馈参数变化，将建筑垃圾处理数字化、系统化。

4 结语

面对我国环境现状，人们意识到可持续发展和生态文明建设的重要性。对于建筑垃圾的处理也将越来越规范化、合理化。利用BIM技术收集建筑垃圾各项信息，搭建系统化平台，并实时追踪施工过程，对产生的建筑垃圾及时做出最优处理的方案。在经济上，通过设计优化、节省成本，并通过规范的管理系统，合理有效的处理建筑垃圾，获取最大的经济效益竭尽充分利用建筑垃圾资源。促进建筑垃圾管理的信息化、现代化、科学化发展，对推进可持续化发展和生态文明建设有着深远的意义。

[1] 梁雪辉.我国城市保障性住房建设所面临的挑战纵论[J].城市,2011(12):12-16.

[2] 方鸿强.以发展钢结构建筑破解建筑垃圾的困局[J].中国建筑金属结构,2014(3):34-37.

[3] 宋日范.城市建筑废弃物处理现状及资源化利用技术[J].再生资源与循环经济,2014(9):40-41.

[4] 刘永民.对建筑废弃物再生利用的思考[J].中国建材科技,2008(3):21-27.

[5] 郭振忠.发展钢结构建筑前景探析[J].建筑工程技术与设计，2014(27):967.

[6] 雷 阵.浅析贵阳市城区建筑垃圾(渣土)处置监管[J].贵阳市委党校学报,2010(6):26-28.

[7] 王廷魁.基于BIM的建筑垃圾决策管理系统架构研究[J].施工技术,2016(6):58-62.

[8] Karolien V， Leonardo M， Ronnie B. Towards an international tradable green certificate system： the challenging example of Belgium[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，2009(1)：208-215.

[9] Environmental protection Department. Environment Hong Kong:a review of 2006[Z].Hong Kong Government Printer,2007.

ApplicationofBIMinconstructionwastemanagement

BianBei1ZhangZijun1LiZhaoxia1ChenJie2*

(1.NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China;2.ChinaRailwayConstructionBridgeEngineeringBureauGroupThirdEngineeringCo.,Ltd,Shenyang110043,China)

In order to solve the problem that the recycling rate of construction waste is too low, the construction waste treatment is analyzed. The method of combining BIM technology with construction waste management is put forward, by studying the reason of the construction waste and the recovery process. Through the BIM technology to form the information attribute database, the effect of the optimal treatment scheme is fitted, and the utilization problem of the construction waste is solved.

BIM technology, construction waste, resource management, management system

X705

A

1009-6825(2017)26-0191-02

2017-07-04

卞 贝(1996- )，女，在读本科生；张子筠(1995- )，女，在读本科生；李昭夏(1996- )，女，在读本科生

陈 杰