基于BIM技术的建筑工程绿色施工管理应用策略

张黎 陈凯 吕晓锋

1. 广西农业职业技术大学 广西 南宁 530007；2. 广西七三科技有限公司 广西 南宁 530011

引言

BIM技术属于全新的工程信息化管理模式，其主要的特点在于协同管理，与传统的建筑设计模拟是完全不同的，其造价管理模式与施工管理模式都在绿色施工理念的影响下得到了有效的创新，建设方通过BIM技术建设整体虚拟的建筑信息模型，可以实现全方位、整体化的土建设计目标，对建筑工程中的管网控制及工程量预算等工作，可以形成高效的创新应用。建筑工程涉及的领域比较广泛，所以，BIM技术常被应用于工程设计与工程管理等工作中，可以为建筑工程的集成管理环境提供技术支持，并借此建立起虚拟的建筑工程三维模型，BIM技术所建立起信息化平台能够实现设计阶段的协同工作，一体化的工作模式在建筑工程运营阶段，能够对建筑工程做好智能化的维护管理，建设防可以根据工程的实际情况来建立信息库，并在整体施工进程中提升技术应用的效率，通过信息化管理的办法规避工程施工的风险[1]。

1 BIM技术在建筑工程绿色施工管理中的应用思路

1.1 前期设计的应用

建筑工程的设计工作要保证较高的准确度，与传统的建筑工程相比，绿色建筑工程在管理工作中的要求更多，许多绿色建筑工程都要在施工前设计预制构件，建设方要想在施工中避免构件拼装困难的问题，就需要在设计中做好相应的碰撞检查工作，而BIM技术可以借助信息软件来检查构件是否存在碰撞，况且建筑工程的施工量较大，如果依靠人工分析的方法，则碰撞检查所需要的时间较长，在信息软件中碰撞检查的效率则比较高，可以更高的提升工程设计的准确度。此外，BIM技术还可以对建筑的核心功能做好互动补充，利用资源来协调建筑工程的发展，更好地利用建筑工程的优势，依靠BIM技术就能够共享工程中的数据信息，将工程中的全部寿命周期做好合理化分配，把握资源的优化升级与协调发展，进而减少建设方对资源的不合理利用，兼顾对自然环境的保护。BIM技术可以在工程建设中作为传递消息的有效工具，对过去的经验加以总结，并在项目施工建设阶段，加深各方的协作关系，保证工程全生命周期都可以得到有效的管理，进而减少因信息传递失误造成的资源浪费问题[2]。

1.2 后期施工的应用

BIM技术在建筑工程施工阶段的应用可以优化利用能源，绿色建筑工程对资源的要求要建立在环境保护工作中，对工程项目的各个阶段都应予以重视，基于实际情况做出了解，建设方要对能耗进行管控，降低资源浪费进而实现能用利用率的提升，是BIM技术绿色化应用的主要方式。建设方可以结合施工现场的能耗情况，运用BIM技术中三维模型来做出优化设计，严格审核相关节能标准及规定，采取节能施工的方法，比如利用太阳能对现场施工进行供电，调整工程的结构布局，以体现节约的效果。与此同时，建设方可以利用BIM技术来优化利用材料资源，对能耗较多的施工项目，建设方要加强材料资源的配置，以减少实际使用阶段中出现的过大偏差，可以更好地提升工程建设质量，考虑到材料应用中的协调性问题，建设方还可以发挥BIM技术的优势，对材料的性能做出严格的审查，使之与理想的指标标准保持一致[3]。

2 BIM技术在建筑工程绿色施工管理中的具体实践

2.1 节地和室外环境的应用

2.1.1 场地分析。建筑工程施工前期的场地分析是研究建筑物定位的重要因素，建设方要在前期确定好建筑物的具体方位及外观等条件，增强建筑工程与周围环境的联系。BIM技术可以和GIS地理信息系统结合，为建设方提供准确的区域信息，并对现场的建筑空间加以模拟，通过建模来带入空间数据，结合场地的客观条件，给出最理想的工程现场规划及组织关系，并分析出不同坡度的分布与场地坡向问题，在模型中还能判断出自然灾害发生的概率，建设方就可以从这些信息中判断出该区域是否适合建设工程，这类数据对前期的场地设计具有较为重要的价值[4]。

2.1.2 土方开挖。建设方可以利用BIM技术建设的场地合并模型，从三维模型中直观地看出场地挖填方的情况，经过对原始地形图及规划地形图的对比，就可以分析出该区域各部分的平均高程，给出最佳的设计高层，计算出各区域的开挖量与填方量。

2.1.3 施工用地。建筑工程的施工阶段是一个动态化的过程，在规模不断扩大的趋势中，技术应用的复杂程度也逐渐升高，所以建设方开展的项目管理工作也要变得完善，对工程的施工用地、材料加工区域的管理，要随着施工计划的深入而不断调整。在BIM技术体系中的4D施工模型，可以对工程施工的计划作出合理的掌控，则企业的管理者就可以根据现有的施工资源，对现场的管理工作做出合理的布置。

2.1.4 空间分析。对施工现场的管理主要是为了帮助建设方节省空间管理成本，实现有效利用空间资源的目标，可以为建筑空间提供更好的条件。BIM技术的应用能够帮助建设方做好空间使用情况的记录工作，使建筑工程的最终形态能够满足用户对空间的需求，并通过对现有空间的合理分析，调整建筑物空间的分配结构，实现最大化的空间资源的利用率[5]。

2.2 节水与水资源的应用

BIM技术在建筑工程节水方面的应用，主要可以应用于协助建设方计算土方量方面，BIM技术的模型能够模拟土地沉降的过程，对现场的排水管线进行优化设计。同时，BIM技术还可以帮助建设方科学的分析建筑工程的消防作业面，为企业选择市场中最具经济性的消防器材，对建筑工程中每层的排水地漏位置雨水收集等系统做好合理规划，非传统的水源收集能够促进资源的循环利用。

2.3 节材与材料资源的应用

2.3.1 管线综合。现代建筑工程中的综合管线设计及其他管网的综合排查，涉及比较复杂的功能，许多大型的建筑及摩天大楼等工程，机电管网属于错综复杂的关系，在大量的设计中，极容易出现管网交错的问题，需要建设方采取有效的措施来解决这些问题，以往人工的方式来检查图纸是比较单一的，难以同时检测平面和剖面的情况。BIM技术的软件可以检查管网系统，生成管网三维模型以后，为建筑工程模型提供检测功能，在系统中可以自动检查出碰撞的部位，并标注出具体的位置，使大量的建筑工程工作量变得更加简单，与管线相关的检测工作是基于BIM技术信息模型的应用上做出的分析，对建筑工程内不同功能区域的设计高度要给出不同的分析方案，查找其中符合设计规划的不足之处，并将缺陷与问题反馈给施工人员，可以进一步避免设计漏洞或者碰撞的缺失问题。

2.3.2 复杂工程预加工、预拼装。BIM技术中最为明显的复杂形体设计与建造中的技术应用优势，就是对实际数据的整合以后得到验证，才能实现多维曲面的设计，相关信息技术的系统及设备，可以通过模型充分展示其中的知识，表达工程师的设计构思，对创造成果予以优化，使之与传统的创作方式形成对比。BIM技术可以通过计算机对复杂的建筑形态与结构实现拆分解析，这些拆分与解析的过程都是在计算机程序中完成的，包括拼装及网格块的编号，再进行模块设计以后，将图纸送到工厂中，完成模块加工的方法，再到现场就可以完成拼装。

2.3.3 物料跟踪。在现代建筑行业的发展中，各类技术的标准化、工厂化的提升，建筑工程中使用的设备比较复杂，建设方通常会选择工厂加工的方式来制作预构件，到现场中实现高效的组装，建设方借助BIM技术能够制定详细的施工进度计划，预先计算出合理的物料进场方案，根据具体的施工计划和工程量造价的情况，将三维模型和成本管控融入BIM技术模型中，实现零库存、足够用的物料施工目标。

2.4 节能与能源的应用

建设方要应用BIM技术推进绿色建筑的施工方式，需要从降低资源消耗的方面着手，降低建筑工程的污染程度。建筑工程的节能可以从两个方面体现出来，一方面是帮助建筑工程形成循环使用的资源系统，其中包括水能循环及风能循环，科学的应用各类功能；另一方面是充分实现建筑工程自身的减排功能，管理者通过信息化的管理方式，有效降低建筑工程所需要的周期，并在运营中按照相关需求来降低资源消耗。

2.5 施工及运营管理

2.5.1 建筑策划。建设方为实现绿色施工目标，通常会陷入“重建设、轻管理”的工作误区，然而真正能够实现经济化、生态化效益的方法，就是应用建筑节能技术，通过有效的管理工作落实绿色施工的要求。BIM技术可以帮助建设团队，在建筑规划的阶段通过分析空间来解决工程的空间问题，出于客户所讨论的要求，建设方可以对建设方案进行详细的分析，借助BIM技术的具体功能来分析相关数据，并为建设方做出相应的决定。以往建设工程的方案研究中，多数是通过人工的方式对三维工程模型进行构想，再经过施工人员对二维图纸信息的分析，判断工程施工图纸是否可行。可视化的、协调性的表现建筑之后的样子，是BIM技术最显著的特点，从三维模型中提取信息，能够将复杂的图纸问题简单化的呈现出来，为后续工程建设提供极大的便利。

2.5.2 施工进度模拟。目前建筑工程的管理工作常使用甘特图来表示施工进度的工作计划，这类图示的专业性较强但是可视化程度依然比较低，难以具体且清晰地描述出工程进度的复杂关系，对工程施工的动态化过程难以给出准确的表达，所以建设方可以将BIM技术与施工进度计划相联系，将空间信息与时间信息整合起来，组成具有可视化功能的4D模型。建设方建筑4D模型能够对工程整体建筑过程进行展示，统一管理整体工程的进度、资源与施工质量，能够有效地缩短工期和降低成本，使建设方在项目投标中获得明显的优势。BIM技术中能够协助评标专家快速了解投标项目的具体情况，并分析工程的施工安排是否均衡，对整体计划的合理性做出基本的判断。

2.5.3 灾害应急模拟。BIM技术中包含了灾害分析的模拟软件，在发生灾害之前，BIM技术可以从客观条件的参数分析，模拟灾害发生的过程，并根据不同灾害发生的原因，制定避免灾害的措施，以便于发生灾害以后组织人员的疏散工作。BIM技术为救援人员能够提供完整的信息，配合现场的温度感应探头及监控系统，判断温度异常的区域，清晰地呈现出建筑物内部的紧急情况，促进应急行动发挥显著成效，BIM技术甚至能够模拟人员疏散的时间及距离等，还包括建筑材料的燃烧极限与消防作业面等，能够在建筑工程真正发生意外时，争取宝贵的救援时间。

3 结束语

在现代工程的绿色施工管理中，将BIM技术与建筑技术相结合，要始终将建筑工程作为管理的主体，落实BIM技术在工程建设中的应用需求，使建筑工程经过BIM技术的作用可以得到绿色的生命。BIM技术作为一种新时代的建设方式，要与绿色施工理念相结合，对建筑工程的施工做出规划和设计，可以促进工程运营阶段绿色指标的落实，使整体建筑工程的施工资源得到进一步的优化与整合。