BIM在绿色建筑全生命周期的应用探析

BIM在绿色建筑全生命周期的应用探析

摘要在建筑全生命周期中合理应用BIM进行工作与设计，既是实现BIM 的最大优势之处，也是建筑行业全新的实践经验。通过各参与方的配合，在建筑全生命周期的各个阶段，参与方都能够获得直接或间接的效益与效率。它使设计在工程的建设过程中更显现其主导作用，同时也对施工方及施工过程产生实际的作用，BIM的全生命周期应用能力使工程项目信息得到更好的创建、共享，实现了项目的全过程管理。项目的统筹管理，实现BIM在各阶段、各专业间的协同应用，实现横向打通，是未来研究和应用的关键。

关键词建筑信息模型；绿色建筑；绿色BIM；环境可持续性

1 当前现状

当前是信息时代，未来的生活工作方式会越来越数字化，当然也会影响到我们建筑行业。BIM技术是一个信息数据库技术，可以包含工程项目全过程的数据，施工过程可视化，提高了工作效率，减少了风险。

1.1 前期策划

（1）目前策划工作中存在的问题在策划方案的时候没有考虑到施工成本。在进行策划的时候，往往过分重视项目的功能性，对建设成本和预算以及风险分析的缺乏，會使得项目在后期是施工的时候，成本过高，又因为工程已经开始，无法因为成本过高的原因而停止，这对项目投资人在结算工人工资的时候出现的拖欠工资等情况的发生也是有很大影响的。在项目没有考虑到投资成本的情况下，项目具有的功能所带来的经济收益无法计算，项目利润是由项目成本和收益所决定的，所以一项项目能否获利也成为一个重要的问题。在进行施工的时候，往往是根据数据和图纸来进行的，但项目具体落实之后的效果无法在图纸上得到预见，也无法根据项目的模拟效果对项目内容进行修整，修整工作往往是在施工时进行的，不可避免地会出现施工重建部分建筑的情况，由此浪费了项目资源，极有可能延误工期。

（2）BIM在前期策划中的应用

BIM技术的应用有效地解决了上述中的问题。在前期策划阶段中，BIM包含了：现状建模、场地分析、成本核算、方案决策数据支撑、总体规划等模块。在项目进行前期策划的时候，需要调查分析多种因素对项目建设的影响，场地环境、天气环境等，基于BIM技术上的软件分析技术可以对这些因素进行自动分析和比较，排除找出最大印象因素，以便策划的时候能制定合适的方案来避免某种因素的影响。同时，BIM模型可以根据目前所拥有的数据，利用数据库中的信息，对项目成本进行自动估算，这就使得项目的前期策划变得科学化和高效化。

BIM通过强大的数据支持和三维模型的直观显示，可以对项目的各方面进

行对比分析，修改项目内容使项目最大合理化，同时也在各阶段起着至关重要的指导作用。

1.2 设计准备与设计

（1）目前设计阶段存在的问题首先是设计沟通与协调之间有着很大的问题，在设计过程有多方参与：其中主要包含了：政府的主管部门、建设、设计、管理咨询各个单位，如何高效率的完成建设单位所需的设计，且取得相关政府部门的审核，同时与其他相关设计、咨询对接，是目前设计过程中所面临的重要问题。其次设计方案容易与后期施工出现偏差。在項目施工时，在其中真正的设计意图并没有真正的贯彻落实，其主要信息在各个交流环节中流失，上述现象的产生其一方面是因为没有一个好的承载各类信息的工具，另一方面是各个设计人员对信息的理解不同，从而导致施工越来越偏离前期规划设计的目标。另外各专业人员之间沟通的不彻底。由于工程建设中涉及众多领域，故各专业由各专业分别设计进行，工程项目虽从组织、流程上进行了明确的分工，但语言的交流与二维图纸的表达仍不能将其内涵表达清楚，从而导致了各个方面工作人员出现了碰撞或遗漏的问题，这便是图纸所存在又一重大问题，上述问题往往给后期施工带来众多不可预见性的问题，从而导致在后期运营的过程中没有统一的施工信息，故增加了运营者在其过程中管理的难度

最后由于绿色建筑等要求的精细化、参数化，设计的难度再次提高。而其首要问题是设计是否能满足各项绿色建筑的问题，其次便是装配建筑设计的图纸是否满足现场施工的要求，如何实现“照图施工”其基础前提便是设计上的无误。

（2）BIM在设计阶段的应用

在前期设计与施工图设计中，BIM可以将其所设计出来的成果进行全面的、动态的展示。设计者和另一方就能够在这时候通过BIM进行交流和沟通。沟通的内容主要包括建筑效果、结构设计、各类经济指标的对比等。

在设计方案时产生的模型将成为施工图阶段重要的指标，在进行施工时，进行比对，大体的施工将和施工图纸上的模型基本上是相同的，细节方面的东西需要调整的地方也要经过设计者的讨论才能更改。可以说BIM是直观的指导现场的主要工具。

以建筑信息模型技术为基础所进行的设计，有着大量的技术方法，比如从体量、平面等方面入手，便能简化解决复杂形体所需的设计、复杂部位深化优化、出图难等问题。

2 建筑信息模型（BIM）绿色化浅析

在过去二三十年通过计算机（CAD）设计软件和建筑信息模型（BIM）等辅助软件的发展，改变了传统的建筑设计格式和施工的格局。BIM的定义是由计算机生成的模型技术用于支持在协作填充信息和模拟的规划，设计，建设，设施

操作的过程。在许多国家BIM现在被越来越多地作为一种新型的技术，以协助设计构思和施工及设施的操作。它被认为是一种新的管理技术，它提供了一个集成的解决方案，以时间，成本，安全，质量，建设项目的功能为基础提高客户满意度[1]。

3 建筑物全生命周期内绿色BIM的讨论

3.1 建筑规划设计阶段

建筑规划设计阶段是可持续发展中最基本的起点，能源利用和环保方面精确的规划设计决策能够帮助在可持续过程中提高效益，传统的设计环境很少能够为设计师和其他项目成员提供可视化的可行性，也不利设计师做出更精确更环保的设计决策。在九十年代末期绿色BIM的优势已经凸显，在一定的时间段内，绿色BIM较传统设计方面节约成本，节约时间，节约资源，节约能耗。绿色BIM 可以提高建筑物交付业绩，从而有助于最大限度地减少不必要的由于之间的设计错误或缺乏沟通而对各方造成的影响。3.2 建筑施工阶段

绿色BIM的施工过程是低碳施工的过程，更清洁更环保的工地已成为建筑部门面临的主要问题。越来越多的证据表明建筑物施工过程中的碳排放占整个建筑物全生命周期内的能源消耗的很大比例，因此需要低成本的有效的机制监测排放量，这一项研究在近十年的美国已得到很大的发展，特别是排放源和排放量的分析和可视化，该研究在刚开始时因其监测的狭隘，一度遭到抵制，所以开发出可視化的监测工具可以提高项目成员评估施工过程中碳排放水平。施工过程中操作能量消耗（或使用）是建筑物全生命周期内的主要能耗部分，这个阶段在建筑物的生命周期中产生约三分之一的碳排放量。因此运用绿色BIM工具在施工和运行阶段对环保提出几点建议：1.供暖和制冷需求分析；2.确定采光机会并减少照明负载和兼顾随后的能量负载；3.选择适当的建筑设备并减少能源使用Autodesk绿色建筑工作室涉及创新的软件计算技术可以对建筑施工过程中能源使用进行分析。对现有的建筑物可再生能源的碳排放进行预测和评价。

3.3 建筑维护保养阶段

在建筑维护保养阶段，对现有建筑物进行改造可以有利于促进资源节约，减少建筑物的能源消耗，提高建筑运行时的能源效率，为日常生活提供更安全和更清洁的生活环境。建筑行业各部门都在想办法通过改善建筑物的可持续性。这样做的目标包括并入可持续发展的设计理念，降低运营成本，限制环境影响和提高建筑的持续性。

3.4 建筑拆迁阶段

近十年随着建筑行业蓬勃发展，环境日益严峻，对于施工拆迁对环境的影响不断升级，不断增加的拆建废料在堆填区弃置，尤其是在发达城市如北京，已经成为一个重要的社会环境问题。随着环境的可持续发展，许多国家政府意识的不断增强，行业都不得不考虑有效拆建废物管理措施。回收被认为是一个可持续的