BIM技术在绿色施工中的应用唐伟

BIM技术在绿色施工中的应用唐伟

(中国建筑第二工程局有限公司华南公司,广东深圳,518045)

摘要:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。同样BIM技术的出现也打破了业主、设计、施工、运营之间的隔阂和界限,实现对建筑全生命周期管理。绿色建筑目标的实现离不开设计、规划、施工、运营等各个环节的绿色,而BIM技术则是助推各个环节向绿色指标靠得更近的先进技术手段。

关键词:BIM技术、绿色施工、全生命周期

随着BIM(建筑信息模型)技术的快速发展和基于BIM技术的工具软件的不断完善,BIM作为一种新兴的项目管理工具正逐渐被中国的工程界人士认识与应用,也将带来建筑领域的一次绿色革命。

1BIM建筑信息模型

BIM设计软件包含极广,一切可用于工程需要的软件都可以算为BIM技术,不但有AutodeskRevit、CAD、Tekla、3Dmax、SketchUp、Navisworks、MAYA等工程与三维软件,EXCEL等办公类软件也可以运用在BIM技术中。BIM技术是多元化平台,各取所长的提供整体建筑的信息数据。

BIM是一种全新的工程信息化协同管理方式,它颠覆了传统的建筑设计模式、造价模式、施工管理模式。通过整体虚拟建筑信息模型实现全方位、整体化的土建设计及管网控制、工程量预算等工作。涉及领域越发广泛,目前大量用于设计、建造、管理等数字化管理工作,这种方法支持建筑工程的集成管理环境。通过建立虚拟的建筑工程三维模型,实现设计阶段的协同设计,施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护和设施管理,提供完整的与实际情况一致的工程信息库,使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少工程风险及浪费。

2BIM技术在绿色施工中的应用

2.1节地与室外环境

节地不仅仅是施工用地的合理利用,建筑设计前期的场地分析、运营管理中的空间管理也同样包含在内。

2.1.1土方开挖

利用场地合并模型,在三维中直观查看场地挖填方情况,对比原始地形图与规划地形图得出各区块原始平均高程、设计高程、平均开挖高程。然后计算出各区块挖、填方量。

2.1.2施工用地

建筑施工是一个高度动态的过程,随着建筑工程规模不断扩大,复杂程度不断提高,使得施工项目管理变得极为复杂。施工用地、材料加工区、堆场也随着工程进度的变换而调整,BIM的4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置。

2.2节水与水资源利用

BIM技术在节水方面的应用体现在协助土方量的计算,模拟土地沉降、场地排水设计。以及分析建筑的消防作业面,设置最经济合理的消防器材。设计规划每层排水地漏位置雨水等非传统水源收集,循环利用。

2.3节材与材料资源利用

从绿色“材料”到BIM应用,当科技与现实更具创新的、更实在的结合于一体之际,绿色建筑已经不是一个梦。

2.3.1管线综合

综合管线设计及管网综合排查,目前功能复杂、大体量的建筑、摩天大楼等机电管网错综复杂,在大量的设计面前很容易出现管网交错、相撞及施工不合理等问题,以往人工检查图纸比较单一不能同时检测平面和剖面的位置。BIM软件中的管网检测功能为工程师解决这个问题。检测功能可生成管网三维模型,并基于建筑模型中。系统可自动检查出“碰撞”部位并标注,这样使得大量的检查工作变得简单。空间净高是与管线综合相关的一部分检测工作,基于BIM信息模型对建筑内不同功能区域的设计高度进行分析,查找不符合设计规划的缺失,将情况反馈给施工人员,以此提高工作效率,避免错、漏、碰、缺的出现。

2.3.2复杂工程预加工预拼装

BIM技术最拿手的是复杂形体设计及建造应用,可针对复杂形体进行数据整合和验证,使得多维曲面的设计得以实现。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。而工程师可利用计算机对复杂的建筑形体如曲面幕墙及复杂钢结构,进行拆分后利用三维信息模型进行解析,在电脑中进行预拼装,分成网格块编号,进行模块设计,然后送至工厂按模块加工,再送到现场拼装即可。

2.4节能与能源利用

以BIM技术推进绿色建筑,节约能源,降低资源消耗和浪费,减少污染是建筑发展的方向和目的,是绿色建筑发展的必由之路。节能在绿色环保方面具体有两种体现。一是帮助建筑形成资源的循环使用,这包括水能循环、风能流动、自然光能的照射,科学地根据不同功能、朝向和位置选择最适合的构造形式。二是实现建筑自身的减排,构建时,以信息化手段减少工程建设周期,运营时,在满足使用需求的同时,还能保证最低的资源消耗。

2.5施工及运营管理

施工单位惯常的“重建轻管”使绿色目标难实现,真正的效益是建筑节能技术和管理三七开的。

2.5.1建筑策划

BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段,通过对空间进行分析来理解复杂空间。特别是在客户讨论需求、选择以及分析最佳方案时,能借助BIM及相关分析数据,做出关键性的决定。在过去一座建筑的诞生是由设计人员将脑中的三维的建筑构想用二维的图纸表现出来再经由施工人员读取二维的图纸来构建三维的建筑的过程。而BIM是由三维立体模型表述,从初始就是可视化的、协调的,直观形象的表现出建筑建成后的样子,然后根据需要从模型中提取信息,将复杂的问题简单化。

2.5.2施工进度模拟

当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图,由于专业性强,可视化程度低,无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系,难以准确表达工程施工的动态变化过程。通过将BIM与施工进度计划相链接,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+Time)模型中,可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制,以缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型,施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势,BIM可以协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等,从而对投标单位的施工经验和实力作出有效评估。BIM360使BIM模型可以是网页上调用,配合施工现场的实时监控,可以使工程师在办公室就可以办公。

2.5.3运营维护

BIM技术的应用不仅仅体现在建筑的设计、规划、施工等阶段,而且还体现在绿色建筑运营阶段。BIM模型结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制定维护计划,分配专人专项维护工作,以降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。

3结语

建筑技术和信息技术相结合,建筑是主体。BIM是信息技术在建筑中的应用,赋予建筑“绿色生命”。应当以绿色为目的、以BIM技术为手段,用绿色的观念和方式进行建筑的规划、设计,采用BIM技术在施工和运营阶段促进绿色指标的落实,促进整个行业的进一步资源优化整合。我们可以相信传统制图方式会被逐渐淘汰,以BIM为开端的协同绿色设计革命已经悄然开始。

参考文献:

[1]易军,官庆,肖绪文,等.建筑工程绿色施工评价标准.中国计划出版社.2011

[2]韩洁,杜宇。两部门发文力推绿色建筑[N]。中国建设报,20120510。

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