房建施工中绿色节能策略与BIM技术的综合应用研究

何辉

（陕西建工第九建设集团有限公司）

1 引言

BIM 技术具有诸多优点，可以涵盖建筑工程项目全寿命周期数据信息，实现了不同类型信息的有效整合，有利于提高工作质量和效率，降低沟通成本。房建施工中的绿色节能策略是实现绿色环保目标的重要保障，需要根据相关评价标准组织具体工作开展，在BIM 技术的支持下，能够实现精细化管理，可以更为全面客观地反映绿色施工效果。

2 基于BIM技术的建筑绿色施工管理

2.1 适用性分析

建筑的绿色节能水平需要通过具体指标进行评价，按照分数标准划分等级，在施工过程中，不但要完成既定工作内容，而且要兼顾绿色、节能、环保目标，减少资源能源消耗，降低环境污染。基于BIM技术的优越性能，有利于提高绿色施工管理效果，在成本、质量、进度、安全等目标的控制上，均具有较强可行性和适用性，以往的房建施工中针对建筑绿色施工评价的重视程度不够，主要集中在设计评价和运行评价方面，不能真正体现绿色施工效果，运用BIM技术，从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、环境质量、施工管理等方面出发，通过信息集成、模拟分析、碰撞检测、追踪管理等方面工作，发挥BIM技术在绿色施工评价中的作用。

2.2 绿色施工应用

2.2.1 绿色施工模拟

BIM 技术具有优越的可模拟性特点，在施工场地平面布置方面，运用BIM 技术，建立施工场地模型，对施工场地布置方案进行优化调整，提高土地利用率，保证施工效率。在绿色施工方案模拟方面，针对特殊复杂工艺环节，建立BIM模型，通过提前模拟施工，找到施工过程中可能会出现的问题，采取针对性的预防和应急处理措施，从而降低施工难度。利用BIM 模型开展施工计划管理，将实际进度信息与计划进度信息对比分析，得到进度偏差，分析偏差产生的原因，以此为依据采取纠偏措施。在3D BIM模型的基础上，加入时间和成本信息，可以建立5D 模型，运用5D 技术可以更好的开展成本管理，通过工程量计算、模型分析，准确控制施工成本，减少因管理漏洞出现的超预算的问题[1]。

2.2.2 施工过程管理

在以施工模拟为技术支撑的事前控制基础上，绿色施工过程管理也十分关键，需要根据现场实际情况，采集更新数据，保证BIM技术应用的准确性和持续性。各参建单位可以通过BIM实现数据信息共享，将所获取的相关工程数据上传到BIM模型中，根据施工需求准确快速的生成相关文件和资料，包括施工组织设计、施工网络计划、施工深化图纸等，通过BIM 数据库可以快速获取工程造价数据，经过计算对比单价、总价、消耗量，可以更为准确的掌控施工成本，降低成本管理风险。工程测量是施工过程中的关键环节，受现场条件和外界环境影响较大，采用3D 扫描放线技术，能够减少测量点和高空作业，呈现立体图像和全景图像，保证工程测量的准确性和安全性。结合BIM 技术和VR 技术，创建施工情景，模拟施工方案，可以让施工人员以第一视角的方式在虚拟场景中漫游，更好地进行技术交底，以可视化的形式降低施工技术理解难度。

2.2.3 绿色节能措施

在节地与室外环境保护方面，绿色施工相关标准规范对施工总平面布置、室外环境、临时用地保护等方面提出了具体要求，利用BIM 技术进行总平面布局优化，合理划分办公区、生活区、仓储区、加工区、停车区等功能区，做好室外环境和用地保护管理。在节能与能源利用方面，绿色节能标准对能源利用率、可再生能源和清洁能源使用等方面提出了要求，利用BIM技术，进行能源系统的能耗分析和热工分析，可以实现提高能源利用率的目标，在施工现场，尽可能采用节能和自动化控制装置，合理搭配施工机械设备，减少二次搬运作业。在节水和水资源利用方面，需要加强对用水安全、节水器具、节水管理、废水利用等方面控制，采用BIM软件准确计算工程用水和生活用水，并利用BIM统计分析日用水量，模拟管道施工，完成碰撞检测，减少因跑冒滴漏产生的用水浪费，同时，加强对非传统水源的数据采集分析，积极采用节水装置，收集雨水，经过过滤沉淀后用于车辆清洗、路面降尘。在节材与材料资源利用方面，需要加强对材料采购、节材管理等方面控制，积极采用新型绿色环保材料，利用BIM 技术完成材料性能分析、材料信息标记、材料追踪等工作，将相关信息录入到 BIM软件系统中，控制材料使用和回收处理，提高材料利用率。在施工环境治理方面，利用BIM 模型可以对声光环境、空气状况等指标进行模拟，设置监测设备，在保证施工条件的情况下，降低施工现场污染水平[2]。

2.2.4 绿色施工评价

为了科学量化评价房屋施工绿色节能效果，首先要建立基于BIM 的绿色施工评价指标体系，遵循系统性、综合性、普及性、代表性、稳定性、动态性的基本原则，有机整合具有内在联系的、能够反映评价对象特性的指标，为绿色施工提供具体指导。房建工程绿色施工中涉及到的专业比较多，而且对技术、工期、质量等方面要求比较高，在选择评价指标时，需要邀请有关绿色施工方面的从业人员和专家学者，从普适性的角度出发，参照绿色施工评价标准中的指标因素，同时兼顾创新性，能够根据具体项目特点进行优化调整，比如，将施工场地环境质量指标替代室内环境指标，在绿色施工管理指标中补充人力资源管理、安全健康管理、四新技术应用等下级指标，体现评价指标的层次性。随后，采用德尔菲法、层次分析法等相关方法，确定评价指标权重，构建等级评定表，建立基于BIM的绿色施工评价模型，利用BIM技术进行模型信息输入，涵盖自然环境信息、社会环境信息、施工信息等方面，并对模型信息进行处理，借助相关软件开展定性评价和定量评价，对各项指标进行分数评定，计算出指标权重，根据最终得分输出绿色施工评价等级。

3 基于BIM技术的装配式建筑施工

装配式建筑采用了工厂化生产、标准化设计、装配化施工、智能化应用、信息化管理等手段，具有良好的节能环保效果，符合绿色建筑要求，在BIM技术的支持下，能够更好地体现装配式建筑特点，发挥绿色环保功能。

3.1 生产运输

预制构件的生产加工对精确度的要求比较高，而且受制于构件数量较多、造型复杂的特点，必须为生产单位提供详细精确的数据信息，有效减少资源、能源浪费。BIM 模型是一个建筑数据信息集合体，在建模时就融合了多种参数信息，经过不断的深化处理，可以输出材料明细表，具有较高的精确度和可信度，方便快捷的进行生产交底。依据项目施工进度计划，制定调整构件生产进度计划，在生产过程中，厂家可以根据实践经验实时反馈构件修改与变更意见，实现交互设计和生产。利用BIM 技术提供的数据信息，结合自动化控制程序，可以实现自动化、机械化、数字化生产方式，降低人工成本和出错率，结合BIM技术和无线射频技术，能够实时识别构件信息，并将构件与BIM模型一一对应，跟踪更新预制构件生产信息，各参与方可以通过信息化平台掌握这些信息。在预制构件生产同时，将相关信息整合到二维码标签中，并将标签贴到相应构件上，通过手持阅读器扫描阅读构件状态信息，从而形成以信息化平台为基础的生产追溯机制[3]。

构件运输过程中，如果运输线路规划不合理，会产生大量的运输损耗和能源消耗，所以要根据预制构件运输要求，科学制定运输计划，明确运输时间表，着重考虑运输路线和现场堆放问题。利用BIM技术可以进行运输方案模拟，找到影响运输效率的主要因素，采取针对性的优化处理措施，保证预制构件能够顺利到达，减少二次搬运工作。BIM 技术具有强大的信息集成功能，可以与GIS技术结合运用，全面、快速、直观地查看施工现场条件，形成三维地形图，以此为依据确定运输路线，并通过车辆的GPS定位系统实时监测运输情况，做好现场接收准备。

3.2 现场施工

场地布置对绿色施工中的节地与土地资源影响较大，尤其是装配式建筑施工，需要进行大规模的吊装作业，预制构件的种类和数量比较多，有些构件重量能够达到几吨甚至十几吨，必须精确计算吊装参数，合理选择机械设备。施工现场平面布置容易发生变动，需要面临复杂的作业环境，构件找不到、吊装错误等问题也并不少见，利用BIM 技术可以为装配式建筑施工现场平面布置提供立体空间，以直观的方式展示时间上的逻辑和空间上的变化，特别是在起吊空间动态管理中，多台机械设备同时工作，就会面临相互干扰的问题，影响施工效率和施工安全，利用BIM 技术模拟起吊施工方案，优化调整吊装机械位置、类型、数量、型号。在临时建筑及安全疏散布置上，采用BIM技术进行日照分析，根据分析结果调整临时建筑距离，有利于降低室内照明、通风用电。在临时道路布置上，利用BIM 技术分析施工场地各种道路之间的关系，结合地下管网布置及地理信息系统，合理规划永久道路与临时道路、主干路与次干路，保证道路建设标准能够满足施工要求。在工作面规划上，涉及到不同专业交叉作业的情况，利用BIM 技术进行工作面划分，直观展现不同时间段下施工进度安排，将工作面划分为多个子工作面，对比实际施工进度情况，协调各单位进行协同交叉作业。

在科学进行场地布置管理的基础上，加强对预制构件的管理，结合BIM 技术和RFID 技术，实现预制构件信息统一管理，通过BIM 模型就可以明确预制构件信息，利用RFID 技术能够实时读取定位信息，准确找到具体摆放位置，完成吊装施工。加强施工进度管理，通过BIM技术进行施工模拟，能够直观把控建筑整体建造进度，解决了传统施工进度管理存在的不足，精确计算人才机消耗量，保证施工资源的合理分配，在此基础上融入造价信息，可以得到不同时间节点施工成本数据，实现施工过程成本精细化控制的目的[4]。

4 结语

综上所述，BIM 技术在绿色施工管理中具有较强的适用性，通过施工模拟、过程控制、措施应用、施工评价，可以更为全面准确的判断绿色施工效果。而装配式建筑是一种典型的绿色节能环保建筑，对标准化、精确度要求更高，结合BIM 技术应用，能够在预制构件生产、运输、施工过程中展现数字化、自动化管理效果，实现绿色节能施工目标。