BI M技术在绿色智能建筑建设中的应用分析

任亚华

（星际空间（天津）科技发展有限公司，天津 300384）

1 引言

在绿色智能建筑的设计工作中应用BIM 技术能够保障工程项目整体节能目标的达成，确保复杂工程项目技术要点的落实，避免多个分项工程在设计过程中出现彼此矛盾或交叉影响，可提高工作的整体效率和正确率。因此，在绿色智能建筑设计过程中使用BIM 技术具有一定的必要性[1]。

2 BI M技术在工程前期的应用

2.1 工程整体规划设计

对于绿色智能建筑，在规划阶段需要完善的工作较为复杂，应用BIM 技术之后能够在以下两个方面完成优化：在前期场地规划过程中，能够考虑工程项目的建造对周边人们的生产生活造成的影响，以及项目建造后期的配套完善情况，有助于提高绿色建筑的居住品质；在规划过程中，需要确定建筑的线性系数、方位及朝向等信息，这一系列内容与工程项目的节能评价有关，应用BIM 技术能更加直观明确地量化各个数据指标，以确保当下规划方案为最优方案。

2.2 节能计算

绿色建筑中，节能是较为核心的设计指标，根据我国现行的建筑节能设计标准，新建工程项目的整体节能效率应达75%。对于绿色建筑而言，达成上述节能要求也是十分必要的。在传统的管理方式下，针对节能量化指标的计算往往存在较大的误差，同时对工程项目实际使用过程所产生的能源消耗很难进行精准的预估，这也导致有相当一部分项目虽然按设计方案进行施工，但最终无法通过绿色建筑节能评价。BIM 技术作为一种直观性强、信息化程度高的新型技术形式，其应用有利于节能计算，基于大数据平台以及建筑信息模型，在节能计算过程中具有更高的准确率，通过模拟分析等方式得出的能源使用数据与真实使用情况相差较小，这对于节能建筑的普及以及绿色建筑节能相关指标的达成具有积极促进作用[2]。

2.3 工程量及资源统筹

在工程项目的前期规划阶段，针对工程量及工程资源进行精准的统筹规划是工程管理的基本指标之一。从绿色智能建筑实际管理需求来看，其所具有的分项工程内容更多，依赖的工程资源类型也较为复杂。若不能对工程量或工程资源进行精准的计算，则在进行劳务分包或材料采购的过程中，极易发生超量或不足的情况，导致项目进度或成本管理出现问题。BIM 技术的应用可优化工程量及资源统筹相关工作，结合三维立体模型精确地进行工程量的计算，也能够对所需要的各种材料的性能及数量列出清单进行展示，以此为基准开展各项采购工作更符合工程管理需求。

2.4 工程结构优化设计

对于绿色智能工程项目，开展结构优化工作是平衡工程项目成本及工程安全的重要环节，传统工程项目的结构设计通常具有较大的安全系数冗余，这虽然能保证建筑整体的安全性，但在施工过程中会出现成本上升以及进度缓慢的问题，并且进行结构优化难度也较大。在新技术的指引下，通过BIM技术能够建立工程项目的结构模型（见图1），输入各个材料及其体系信息，明确外部环境因素等工作之后，通过有限元模拟分析的形式可全面知悉该工程结构的整体安全保障能力，同时明确其在结构方面存在的薄弱点及设计余量，以此为基础可以在保障工程项目结构安全的前提下进行结构优化，实现工程成本的节约，也可使工程项目的资源投入更加合理。

图1 某工程项目BI M模型

3 BI M技术在工程中期的应用

3.1 质量安全方案设计

质量和安全一直是工程项目管理中的基本指标，对于绿色智能建筑，其质量要点复杂、危险源较多，因此，开展全面的质量安全管理是绿色建筑的建设要求之一。对于绿色智能建筑，应用BIM 技术有助于质量安全管理工作，具体应用有以下方面：

一是针对工程施工过程中的平面布局，通过BIM 技术的模拟施工和推演功能，可以辅助平面规划工作的开展，在满足工程现场需要的同时，减少机械设备之间的交叉及垂直作业，这也是减少生产隐患的重要举措之一。

二是通过质量交底和施工工艺演示，对复杂工程内容进行直观的演示，相比二维设计方案，可更有针对性地进行质量控制[3]。

三是BIM 技术应用于工程检查和验收工作中，能更加科学明确地统筹各个质量安全检查点位，同时将收集的检查信息录入BIM 模型当中，实现数据的永久记录，也可以此为数据指标，分析项目当下运营的实际质量情况和安全隐患，实现对各指标的防范管控。除此之外，BIM 技术能够从更多的维度辅助工程项目质量及安全管理工作的开展，也可通过工程成本管控及进度优化的形式，为质量安全管理的落实提供基本保障。

3.2 复杂工程深化设计

绿色智能建筑相比于一般工程建筑而言，施工内容更加复杂，在施工过程中需要通过工程深化对设计方案进行全面的解读，经深化后的方案可更好地指导后续施工工作的开展。BIM 技术能够应用在以下几个复杂工程当中。

一是管道管线工程，由于绿色建筑和节能建筑的功能需求，各类电气设备及线路往往更加复杂，在施工过程中，需要考虑各个管道管线之间的互相关联与影响，避免因发生碰撞或交叉等造成质量问题及安全隐患，结合BIM 技术能够将设计深化方案进行全面整合，检验设计方案是否合理，同时也可将相关需求输入BIM 平台中，既可满足工程需求，同时利于施工方案比选。

二是各类节能特有工程，例如，复杂的保温节点施工或系统门窗施工，或部分分项工程的交叉关联位置的施工处理，均具有施工内容复杂、管理要点多，且影响建筑整体节能评价或质量要求的特点，通过BIM 技术进行施工深化，能够将复杂的工程内容逐步拆解，以便于工程项目的高品质施工推行。

三是因BIM 技术具有交互和远程信息传输的能力，在进行工程施工及深化的过程中，能够由多个单位围绕着同一套信息模型同步进行深化，提高整体工作效率，同时避免因某一方方案错误导致的施工问题[4]。

3.3 工程进度管理设计

在工程项目实施过程中，开展全面的进度管理尤为重要。对于大型工程项目而言，由于分项工程内容较多，同时施工采取流水段作业的形式，碎片化的施工作业在工程开展过程中很难进行全面的进度统筹。由于进度的计算存在显著的误差，在进行工程资源采购以及工程进度款结算时，也可能导致相关工作无法顺利落实，进而出现各方利益受损或材料采购超量的情况。在BIM 技术的引用下能够实现工程项目进度精准管理，建立模型之后，可把现场已经完成施工或正在施工的位置录入模型中，可基于工程量或工程成本进行进度的精准计算，输出的进度数据能够保持与实际进度严格匹配，可以此为基础高效地开展其他管理工作。同时在智能化建筑相关技术的保障之下，通过现场各类传感器收集前期数据，或以物联网技术为基础，对于现场工程材料的使用、工程设备的运转、工程进度的实际进展等信息都能进行动态的收集与汇总，可实现工程项目进度的智能更新，避免人为因素对工程整体管理所带来的负面影响。

4 BI M技术在工程后期的应用

4.1 节能分析与指标监控

绿色建筑所考核的是工程项目的全生命周期，因此，在工程项目施工完成进入使用阶段之后，同样需要对节能指标进行全面的分析与监控工作。显然这一系列复杂的工作内容是传统管理技术无法达成的，而智能建筑自身对各类数据的收集及处理具有较强的响应能力。BIM 技术的应用能更加清晰准确地完成节能分析相关工作。例如，在工程项目各个电器设备以及室内环境中安装一系列传感器，监控室内热环境情况和各个设备的能源使用情况，并将相关信息通过物联网技术传输到处理中心，再由处理中心对数据进行加工整理，利用BIM 相关软件的可视化功能将其展示出来，并以此为基准开展一系列后续管理工作，从而增强建筑整体的智能化能力。

4.2 工程维护管理

绿色智能建筑在进入使用阶段之后，由于其涵盖的工程内容较多，同时功能复杂，在使用过程中往往需要更加频繁的维护管理。在应用BIM 技术进行工程维护管理的过程中，主要从以下方面发挥其价值。

一是对工程项目应用进行模拟分析。在工程项目设计方案确定之后或建造过程中，就可通过全面模拟分析的形式了解后期维护管理的重点，在施工过程中就可以在相关位置预留检修口、设置更便于进行工程维护管理的相应措施，减少未来维护管理过程中出现的二次施工或拆改问题。

二是针对管道管线工程能够进行全面的监控管理，配合智能建筑的一系列特性，对各类设备以及管道、管线进行全过程监控，结合其自检自查功能，当某一位置发生故障或异常时，能够及时发出提示，便于相关人员及时进行维修和防护。

三是当建筑结构方面出现问题时，通过BIM 技术能够更加快捷地得出相应的结构加固方案，在结构修复或加固过程中，能尽可能地减少对原有结构的拆除，减少整体资源投入量，同样符合绿色建筑提出的节约能源的基本要求。

5 结语

本文围绕BIM 技术在绿色智能建筑中的应用展开研究，从当下行业实际发展角度来看，BIM 技术可应用于工程项目的前期、中期及后期的3 个不同阶段。研究结果表明，BIM 技术在绿色智能建筑建设中的应用不仅有利于工程各项管理指标的完成，还能准确地从多个角度为绿色智能建筑的普及应用提供保障支持，助力行业实现可持续发展需求，研究结果可应用于实际工作中。