BI M技術在綠色智能建筑建設中的應用分析

任亞華

（星際空間（天津）科技發展有限公司，天津 300384）

1 引言

在綠色智能建筑的設計工作中應用BIM 技術能夠保障工程項目整體節能目標的達成，確保復雜工程項目技術要點的落實，避免多個分項工程在設計過程中出現彼此矛盾或交叉影響，可提高工作的整體效率和正確率。因此，在綠色智能建筑設計過程中使用BIM 技術具有一定的必要性[1]。

2 BI M技術在工程前期的應用

2.1 工程整體規劃設計

對于綠色智能建筑，在規劃階段需要完善的工作較為復雜，應用BIM 技術之后能夠在以下兩個方面完成優化：在前期場地規劃過程中，能夠考慮工程項目的建造對周邊人們的生產生活造成的影響，以及項目建造后期的配套完善情況，有助于提高綠色建筑的居住品質；在規劃過程中，需要確定建筑的線性系數、方位及朝向等信息，這一系列內容與工程項目的節能評價有關，應用BIM 技術能更加直觀明確地量化各個數據指標，以確保當下規劃方案為最優方案。

2.2 節能計算

綠色建筑中，節能是較為核心的設計指標，根據我國現行的建筑節能設計標準，新建工程項目的整體節能效率應達75%。對于綠色建筑而言，達成上述節能要求也是十分必要的。在傳統的管理方式下，針對節能量化指標的計算往往存在較大的誤差，同時對工程項目實際使用過程所產生的能源消耗很難進行精準的預估，這也導致有相當一部分項目雖然按設計方案進行施工，但最終無法通過綠色建筑節能評價。BIM 技術作為一種直觀性強、信息化程度高的新型技術形式，其應用有利于節能計算，基于大數據平臺以及建筑信息模型，在節能計算過程中具有更高的準確率，通過模擬分析等方式得出的能源使用數據與真實使用情況相差較小，這對于節能建筑的普及以及綠色建筑節能相關指標的達成具有積極促進作用[2]。

2.3 工程量及資源統籌

在工程項目的前期規劃階段，針對工程量及工程資源進行精準的統籌規劃是工程管理的基本指標之一。從綠色智能建筑實際管理需求來看，其所具有的分項工程內容更多，依賴的工程資源類型也較為復雜。若不能對工程量或工程資源進行精準的計算，則在進行勞務分包或材料采購的過程中，極易發生超量或不足的情況，導致項目進度或成本管理出現問題。BIM 技術的應用可優化工程量及資源統籌相關工作，結合三維立體模型精確地進行工程量的計算，也能夠對所需要的各種材料的性能及數量列出清單進行展示，以此為基準開展各項采購工作更符合工程管理需求。

2.4 工程結構優化設計

對于綠色智能工程項目，開展結構優化工作是平衡工程項目成本及工程安全的重要環節，傳統工程項目的結構設計通常具有較大的安全系數冗余，這雖然能保證建筑整體的安全性，但在施工過程中會出現成本上升以及進度緩慢的問題，并且進行結構優化難度也較大。在新技術的指引下，通過BIM技術能夠建立工程項目的結構模型（見圖1），輸入各個材料及其體系信息，明確外部環境因素等工作之后，通過有限元模擬分析的形式可全面知悉該工程結構的整體安全保障能力，同時明確其在結構方面存在的薄弱點及設計余量，以此為基礎可以在保障工程項目結構安全的前提下進行結構優化，實現工程成本的節約，也可使工程項目的資源投入更加合理。

圖1 某工程項目BI M模型

3 BI M技術在工程中期的應用

3.1 質量安全方案設計

質量和安全一直是工程項目管理中的基本指標，對于綠色智能建筑，其質量要點復雜、危險源較多，因此，開展全面的質量安全管理是綠色建筑的建設要求之一。對于綠色智能建筑，應用BIM 技術有助于質量安全管理工作，具體應用有以下方面：

一是針對工程施工過程中的平面布局，通過BIM 技術的模擬施工和推演功能，可以輔助平面規劃工作的開展，在滿足工程現場需要的同時，減少機械設備之間的交叉及垂直作業，這也是減少生產隱患的重要舉措之一。

二是通過質量交底和施工工藝演示，對復雜工程內容進行直觀的演示，相比二維設計方案，可更有針對性地進行質量控制[3]。

三是BIM 技術應用于工程檢查和驗收工作中，能更加科學明確地統籌各個質量安全檢查點位，同時將收集的檢查信息錄入BIM 模型當中，實現數據的永久記錄，也可以此為數據指標，分析項目當下運營的實際質量情況和安全隱患，實現對各指標的防范管控。除此之外，BIM 技術能夠從更多的維度輔助工程項目質量及安全管理工作的開展，也可通過工程成本管控及進度優化的形式，為質量安全管理的落實提供基本保障。

3.2 復雜工程深化設計

綠色智能建筑相比于一般工程建筑而言，施工內容更加復雜，在施工過程中需要通過工程深化對設計方案進行全面的解讀，經深化后的方案可更好地指導后續施工工作的開展。BIM 技術能夠應用在以下幾個復雜工程當中。

一是管道管線工程，由于綠色建筑和節能建筑的功能需求，各類電氣設備及線路往往更加復雜，在施工過程中，需要考慮各個管道管線之間的互相關聯與影響，避免因發生碰撞或交叉等造成質量問題及安全隱患，結合BIM 技術能夠將設計深化方案進行全面整合，檢驗設計方案是否合理，同時也可將相關需求輸入BIM 平臺中，既可滿足工程需求，同時利于施工方案比選。

二是各類節能特有工程，例如，復雜的保溫節點施工或系統門窗施工，或部分分項工程的交叉關聯位置的施工處理，均具有施工內容復雜、管理要點多，且影響建筑整體節能評價或質量要求的特點，通過BIM 技術進行施工深化，能夠將復雜的工程內容逐步拆解，以便于工程項目的高品質施工推行。

三是因BIM 技術具有交互和遠程信息傳輸的能力，在進行工程施工及深化的過程中，能夠由多個單位圍繞著同一套信息模型同步進行深化，提高整體工作效率，同時避免因某一方方案錯誤導致的施工問題[4]。

3.3 工程進度管理設計

在工程項目實施過程中，開展全面的進度管理尤為重要。對于大型工程項目而言，由于分項工程內容較多，同時施工采取流水段作業的形式，碎片化的施工作業在工程開展過程中很難進行全面的進度統籌。由于進度的計算存在顯著的誤差，在進行工程資源采購以及工程進度款結算時，也可能導致相關工作無法順利落實，進而出現各方利益受損或材料采購超量的情況。在BIM 技術的引用下能夠實現工程項目進度精準管理，建立模型之后，可把現場已經完成施工或正在施工的位置錄入模型中，可基于工程量或工程成本進行進度的精準計算，輸出的進度數據能夠保持與實際進度嚴格匹配，可以此為基礎高效地開展其他管理工作。同時在智能化建筑相關技術的保障之下，通過現場各類傳感器收集前期數據，或以物聯網技術為基礎，對于現場工程材料的使用、工程設備的運轉、工程進度的實際進展等信息都能進行動態的收集與匯總，可實現工程項目進度的智能更新，避免人為因素對工程整體管理所帶來的負面影響。

4 BI M技術在工程后期的應用

4.1 節能分析與指標監控

綠色建筑所考核的是工程項目的全生命周期，因此，在工程項目施工完成進入使用階段之后，同樣需要對節能指標進行全面的分析與監控工作。顯然這一系列復雜的工作內容是傳統管理技術無法達成的，而智能建筑自身對各類數據的收集及處理具有較強的響應能力。BIM 技術的應用能更加清晰準確地完成節能分析相關工作。例如，在工程項目各個電器設備以及室內環境中安裝一系列傳感器，監控室內熱環境情況和各個設備的能源使用情況，并將相關信息通過物聯網技術傳輸到處理中心，再由處理中心對數據進行加工整理，利用BIM 相關軟件的可視化功能將其展示出來，并以此為基準開展一系列后續管理工作，從而增強建筑整體的智能化能力。

4.2 工程維護管理

綠色智能建筑在進入使用階段之后，由于其涵蓋的工程內容較多，同時功能復雜，在使用過程中往往需要更加頻繁的維護管理。在應用BIM 技術進行工程維護管理的過程中，主要從以下方面發揮其價值。

一是對工程項目應用進行模擬分析。在工程項目設計方案確定之后或建造過程中，就可通過全面模擬分析的形式了解后期維護管理的重點，在施工過程中就可以在相關位置預留檢修口、設置更便于進行工程維護管理的相應措施，減少未來維護管理過程中出現的二次施工或拆改問題。

二是針對管道管線工程能夠進行全面的監控管理，配合智能建筑的一系列特性，對各類設備以及管道、管線進行全過程監控，結合其自檢自查功能，當某一位置發生故障或異常時，能夠及時發出提示，便于相關人員及時進行維修和防護。

三是當建筑結構方面出現問題時，通過BIM 技術能夠更加快捷地得出相應的結構加固方案，在結構修復或加固過程中，能盡可能地減少對原有結構的拆除，減少整體資源投入量，同樣符合綠色建筑提出的節約能源的基本要求。

5 結語

本文圍繞BIM 技術在綠色智能建筑中的應用展開研究，從當下行業實際發展角度來看，BIM 技術可應用于工程項目的前期、中期及后期的3 個不同階段。研究結果表明，BIM 技術在綠色智能建筑建設中的應用不僅有利于工程各項管理指標的完成，還能準確地從多個角度為綠色智能建筑的普及應用提供保障支持，助力行業實現可持續發展需求，研究結果可應用于實際工作中。