张国佳

摘   要：为解决我国绿色建筑在发展过程中存在的诸如缺乏深度和系统性等问题，以可持续绿色发展为目标，以BIM技术为手段，提出了绿色建筑全生命周期数字化管控的新模式，突破了绿色建筑产业链上下游企业融合性差以及标准体系统一性差的发展瓶颈，为绿色建筑的开发建设提供有效的管理模式，充分践行了绿色建筑“四节一环保”的价值观，进而推动我国绿色建筑产业的全方位发展。

关键词：绿色建筑  BIM技术  全生命周期

中图分类号：TU201.5                              文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0135-02

基于近年来中国建筑能耗占社会总能耗比值不断增大的背景，我国正在积极发展与自然相互和谐的绿色建筑来应对生态与能源危机。然而在绿色建筑的实践过程中，全产业链各阶段信息难以集成共享，出现了各阶段信息孤岛等问题，而BIM+绿色建筑方案的核心价值就是解决绿色建筑从生产到运维全生命周期的工程信息共享问题，形成绿色建筑项目全过程追溯体系，加快绿色建筑的发展和顺利实施。

1  BIM云平台协作中心

随着绿色工程项目的不断增多，企业将面临项目难以统一跟踪管理以及与其他既有信息化系统整合的需求。因此，业主有必要建立统一的一个作为上下游产业链融合的BIM云平台中心，对所有工程项目统一跟踪、管控，一方面实现超低能绿色建筑开发建设全产业链过程中，包括规划设计、采购施工以及运营维护等各阶段信息的集成共享，为各参建方提供一个高效的协同工作平台，完成粗放式管理向精细化管理的跃升，使工程全生命周期内的各项工作更加集约化、协同化;另一方面为数据沉淀、知识资产积累与大数据科学决策提供基础支撑，形成板块化管理系统，从而为绿色建筑的大规模快速开发提供全面的支持。

2  BIM+绿色规划

合理利用BIM融合GIS技术，通过对绿色建筑和场地进行建模分析，辅助建筑在规划阶段进行场地评价和分析，包括场地气候条件、地貌、建筑的景观规划、建筑周边环境、建筑施工配套以及交通流量，确定该绿色建筑合理的的场地规划、空间布局、交通组织等方案，解决了传统方法存在的无法处理大量的数据信息、定量分析不足、定性分析过重等问题，践行了绿色建筑节地的发展理念。

3  BIM+绿色设计

3.1 绿色分析

在绿色建筑设计过程中需把控建筑的节能标准，可以将BIM模型传递至绿色分析软件中进行分析优化，一方面，通过声光热风等仿真工具对BIM模型进行能耗、热工等分析，并根据分析结果有效优化了绿色建筑的形体、朝向、楼距、围护结构的开窗设置等，提高对自然能源的利用率;另一方面，通过仿真模拟空调、给排水、通风、照明等系统对能耗进行分析，以实现《绿色建筑评价标准》中的热工环境、室内照明环境、机械节能等方面的要求，并最终为人类提供健康、舒适、低成本的生活场所。

3.2 碰撞检查

为避免在施工阶段发生碰撞冲突而造成的材料浪费，基于BIM全专业模型，在设计阶段对建筑结构以及各机电专业进行管线综合和协调审查，检测出各专业间以及各专业内的空间冲突，包括软碰撞和硬碰撞，并及时根据碰撞报告优化方案。利用BIM参数化与几何特性解决了二维CAD时代难以解决的专业内及专业间的碰撞检查，不仅提高了协调设计过程中的工作效率和产品质量，而且在后期施工过程中节约人材机成本、缩短建设周期，达到绿色建筑节材、节能的目标。

3.3 成本管控

利用BIM在建设项目全生命周期内一模到底的特征，在设计阶段的概预算环节中，将BIM模型传递至造价软件并与清单标准、定额标准挂接形成算量模型，快速准确生成该项目的清单量、定额算价报告以指导限额设计。在变更设计方案并修正BIM模型后，随着工程量的自动实时更新，其相应的统计报表也可自动更改，最大程度提高工程量统计的进度和准确度[2]，使成本统计迈向精细化管理，对提升绿色建筑实施绩效具有重要意义。

3.4 三维交底

由于建设项目各专业构件关系复杂，依靠文字和二维图纸很难分析出各构件之间的关系，而利用BIM模型的可视化与参数化特征，在设计交底会议上采用三维文档、模型和动画的BIM交底形式，辅助各参建方沟通。与传统交底相比，具有直观明了、易于理解等优点，提高了会议现场的效率，节省了沟通时间成本，特别是在绿色节能效益评估环节当中明显提高各单位沟通的时效性。

3.5 绿色材料数据库

在进行绿色建筑设计过程中，由于设计企业与材料供应商之间存在着市场信息不能及时共享的问题，导致一些性能好和质量优的绿色建材产品没有及时为设计方所知，或者綠色建筑的材料类型与市场材料不相符。为解决此类问题，建立一个符合中国设计规范的绿色建筑产品BIM数据库显得十分必要，一方面充分利用数据库中储存完备、准确的材料信息，将模型信息与材料供应商共享，使供应商能充分了解工程材料需求;另一方面通过BIM数据库平台直接在网上完成绿色材料的采购，使建筑企业始终与新材料有效的衔接。

4  BIM+绿色建造

4.1 施工模拟

利用BIM虚拟建造技术可以预先模拟现场的施工过程，及时发现施工方案中存在的问题和风险[3]，并提前制定优化方案，包括对施工流程、现场空间以及资源分配计划等的调整，提出最节省时间和资金的方案用来指导实际的项目施工，从而可以缩短工期、节约成本、提高施工效率，为环境友好型绿色建筑的开发建造提供有力的支撑。

4.2 材料管理

基于BIM模型结合物联网和移动终端，一方面及时准确地读取BIM数据信息用以指导现场施工;另一方面，借助移动前端通过物联网对绿色建筑材料展开监管与跟踪，其作用覆盖了预制产品全周期，包括生产、运输、仓储、安装、运维等各个环节，从而大幅度提高超低能绿色建筑项目中材料产品的管理水平，其效果包括精细化控制材料订单的加工生产、降低运输费用和进场自动登记、提高施工现场仓储管理精度、提高安装和验收的效率及准确性、减少维护成本。这种数字化材料集成管理的方法明显达到了绿色建筑节材的评价标准。

4.3 工期管理

为实现绿色建筑建造资源和成本的节约，将进度计划文件挂接于BIM3D模型形成4D模型，在施工之前进行基于时间维度的施工模拟，合理安排施工各阶段建设资源和空间的配置，提前控制施工中可能出现的冲突现象和质量漏洞，从而不断优化施工方案;施工过程中，BIM系统实时追踪工程施工质量和施工进度，并将现场施工状况与施工计划进行实时对比，自动分析存在的风险与控制措施，并及时提醒管理人员调整方案，确保绿色建筑施工顺利开展。利用BIM4D的可视化、实时性、智能化特点提高了绿色建筑工期管理的精细度，大大降低了工期的延误风险。

4.4 造价管理

基于BIM信息化、集约化和精细化的特点，在BIM4D模型上挂接定额算量、人材机、合同等文件可形成基于时间维度的BIM5D模型，不仅可以通过快速精确地计算施工进度的工程量，减少预决算的时间和错误，还可以實时自动计算施工进度的材料用量、劳动用量、以及施工机械用量，完成包括资源实时状态的获取、成本数据的集成、限额领料控制、不同维度多算比较和施工模拟分析等[2]。相对于传统的造价控制技术，BIM技术的辅助可以优化成本结构，并实时动态地控制与管理成本数据，最终达到了绿色建筑智慧建造的发展理念。

4.5 质量管理

事前质量管控，通过BIM施工动画精确预演现场复杂施工部位，避免因施工顺序、技术错误造成的返工;事中质量管控，将现场视频监控系统以及环境监测系统集成于BIM云平台协作系统，实时监控跟踪施工现场关键部位的施工情况以及污染物排放情况;事后质量管控，一方面利用三维扫描仪逆向建模与BIM模型对比，系统自动分析验收构件的施工误差率，另一方面基于移动终端录入质检和安全数据并通过物联网连接BIM模型的对应构件。因此，基于BIM的数字化工地技术全方位提高了绿色建筑现场质量管理效率并达到了降噪降排的要求。

4.6 安全管理

事前安全管控，首先基于BIM模型对绿色建筑各楼层自动查找存在安全隐患的洞口、临边等，提出安全预警并自动布置安全措施、标明部位和位置，并且将防护施工的地点日期和工程量等信息应用到4D模拟中完成布置任务;事中安全管控，一方面为工人安全帽以及大型施工机械植入RFID识别系统，实现人机实时位置跟踪和安全提醒，另一方面在BIM模型上根据危险源辨识结果对区域的危险程度进行划分管理以指导施工，避免由于危险区域不清晰导致的安全事故;事后安全管控，当施工现场出现安全风险时，在BIM模型对应的空间位置填写相关安全问题并及时上传管理系统。与传统安全管理方法相比，BIM技术全方位实时监管绿色建筑施工现场的文明安全，将安全风险降到最低。

5  BIM+绿色运维

将BIM竣工模型导入到运营管理系统，满足了绿色建筑运维阶段对信息准确、详细且全面的需求。首先，基于BIM模型结合设备传感器等技术进行室内能耗等方面的监控分析，实现绿色建筑低能耗运行;其次，通过BIM可视化特点可以迅速获得构件的空间位置和相关参数，并通过移动终端反馈工作信息，实现高效维修和巡检工作;最后还可通过固定资产设施的管理与统计，全方位现场安全监控，应急方案模拟等方面实现数字化智慧运维。在BIM技术的辅助下，超低能绿色建筑可以在为人类提供健康、舒适和智慧生活场所的前提下大幅度地节约运营维护成本。

6  结语

以BIM云平台为协作中心，以BIM技术作为支撑体系，改善了绿色建筑在规划、设计、采购、施工以及运维全生命周期各阶段的协同化和精细化管理水平，实现绿色建筑全寿命周期的节能和质量管理，有效提高绿色建筑设计、施工和维护的效率，降低生产成本，能够顺利实现“四节一环保”的可持续发展目标[4]。

参考文献

[1] 孙陈俊妍，周根，葛宇佳，等.BIM技术在可持续绿色建筑全寿命周期中的应用研究[J].项目管理技术，2017（2）：65-69.

[2] 杜莉，唐菡.浅析BIM技术在绿色建筑全寿命周期管理中的应用[J].科学技术创新，2016（24）：136-137.

[3] 简伟通，沈冬儿.建筑工业化背景下我国木结构的发展趋势[J].重庆建筑，2018，17（8）：12-13.

[4] 赵华，张峰，王嘉惺.发展绿色建筑的环境效益分析[J].施工技术，2017（S2）：1310-1313.