羅瀟姝

（四川建筑職業(yè)技術學院，四川 德陽 618000）

0 引言

在追求能源消耗更低和建筑質(zhì)量更高的背景下，綠色建筑秉承環(huán)境保護、能源節(jié)約、使用舒適的核心理念[1]，走上了全面可持續(xù)發(fā)展的道路。目前，BIM技術因其參數(shù)化、可視化、統(tǒng)計自動化、工作協(xié)同化等特點，已拓展應用于綠色建筑的全生命周期中。在設計階段，BIM 技術可以幫助設計師和工程師進行能源模擬和分析，以評估建筑的能源消耗和環(huán)境影響；施工階段，BIM技術可以幫助施工設計、建設和管理各方實現(xiàn)更高效的資源管理；建筑運營和維護階段，通過BIM模型，可以實時監(jiān)測和管理建筑的能源消耗和環(huán)境性能，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。此外，BIM技術還可以幫助建筑物的維護團隊進行有效的設備管理和制定科學的維修計劃，提高建筑的使用壽命。

1 BIM技術在綠色建筑設計階段的應用

在設計階段，BIM 技術可以幫助設計師和工程師進行能源模擬和碳足跡評估，以評估建筑的能源效率和環(huán)境影響，還可以提高設計質(zhì)量和效率。適用于建筑設計階段的BIM軟件較多，見表1所示。

表1 建筑設計階段應用的BIM軟件

1.1 建筑物能源模擬

BIM 技術可以通過對建筑物的能源模擬來確定建筑物的能源消耗量，為建筑師和設計團隊提供優(yōu)化設計的決策依據(jù)。例如，在設計過程中可以預測建筑物的能源消耗，優(yōu)化建筑的朝向、墻體厚度、建筑外觀、窗戶設計等，以減少能源消耗。

1.2 碳足跡評估

使用BIM 技術可以計算建筑物的碳足跡并量化碳排放，為減少碳排放提供指導。碳足跡評估通常會在設計的早期階段進行，以便更早地確定如何減少建筑物的碳排放。

1.3 精細化設計

使用BIM 技術，設計團隊可以更加精確地進行設計。例如，在模擬建筑物的能源消耗時，可以更加準確地模擬建筑物的細節(jié)，包括墻體的厚度和窗戶的尺寸等。這些細節(jié)可以影響建筑物的能源消耗和碳排放，通過BIM 技術的應用，設計團隊可以找到最優(yōu)化的設計方案。

1.4 協(xié)同設計

BIM 技術允許設計團隊各個專業(yè)進行協(xié)同設計，使得整個設計團隊可以更加高效地工作。協(xié)同設計可以促進設計團隊之間更好的溝通和合作，降低錯誤和重復工作的風險，提高設計效率和減少浪費。

2 BIM技術在綠色建筑施工階段的應用

目前，市場上有許多BIM 軟件，其中一些軟件提供了較為完整的施工階段功能，包括Autodesk Navisworks，Tekla Structures 等，見表2 所示。這些軟件可以支持在施工階段進行進度和資源管理、施工工藝和規(guī)劃以及現(xiàn)場協(xié)調(diào)等，從而提高資源和能源的有效利用。

表2 建筑施工階段應用的BIM軟件

2.1 施工工藝規(guī)劃

BIM 技術可以幫助施工單位進行數(shù)字化模擬和規(guī)劃，確保施工工藝和步驟的合理性和可行性。綠色建筑的施工工藝與傳統(tǒng)建筑項目的施工工藝存在差異，特別是綠色建筑中的裝配式建筑，其預制構件尺寸和施工工藝的整合要求更高，由此施工單位可以根據(jù)BIM 模型進行3D 可視化，更加精確展現(xiàn)施工流程，預先評估施工方案的可行性和安全性，從而減少設計缺陷和施工過程中的問題。

2.2 現(xiàn)場協(xié)調(diào)

在施工現(xiàn)場，經(jīng)常需要處理復雜的工程情況，而BIM 技術可以提供3D 建筑模型，幫助管理團隊實現(xiàn)全方位的協(xié)調(diào)和管理。例如，在綠色建筑施工現(xiàn)場進行模型展示，可便于現(xiàn)場工人清楚了解建筑模型中每一個構件的位置和相互關系，涉及多個預制構件的組裝的，BIM 技術可以通過三維模型來預先規(guī)劃和協(xié)調(diào)構件的位置和尺寸，確保構件之間的空間匹配和連接的準確性，施工團隊可使用BIM 模型進行空間碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)并解決構件之間的沖突，避免現(xiàn)場組裝過程中的問題和延誤。同時施工團隊可以使用BIM 模型來規(guī)劃和協(xié)調(diào)綠色建筑中各個構件的安裝順序和時間要求，確保施工進度的準確性和合理性。

2.3 質(zhì)量控制

施工單位可通過建立的BIM 模型獲取相關數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測整個施工進度和質(zhì)量，并且預測可能出現(xiàn)的問題。綠色建筑裝配式建筑的質(zhì)量控制相對于傳統(tǒng)建筑項目的難度更高，對各個構件的尺寸以及連接精度要求更高，需要確保構件的準確安裝和連接。通過BIM 模型，施工團隊可以對比實際施工情況與設計要求，更加高效及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。例如，施工團隊可以使用BIM 模型來檢查構件的尺寸和位置，進行空間碰撞檢測，確保施工質(zhì)量符合設計要求。

2.4 材料的準確配送和使用

綠色建筑中裝配式建筑的施工過程中需要準確配送和安裝各種構件和材料。BIM 技術可以幫助施工團隊進行材料的管理和協(xié)調(diào)。通過BIM 模型，可以實時了解材料的需求量和供應情況，從而優(yōu)化材料的采購和使用。此外，BIM 技術還可以幫助施工團隊進行材料的追蹤和管理，確保材料的準確配送和使用。

3 BIM技術在綠色建筑運營和維護階段的應用

建筑運營和維護階段，通過BIM 模型，可以實時監(jiān)測和管理建筑的能源消耗和環(huán)境性能，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題；還可以幫助建筑物的維護團隊進行有效的設備管理和制定科學的維修計劃，提高建筑的可持續(xù)性和使用壽命。適用于建筑運營管理階段的BIM 軟件見表3所示。

表3 建筑運營管理階段應用的BIM軟件

3.1 建筑設備和系統(tǒng)的維護管理

通過BIM 技術，建筑管理員可以在建筑設備和系統(tǒng)中嵌入傳感器、監(jiān)測設備等，更大限度實現(xiàn)對建筑物能耗、空氣質(zhì)量、水質(zhì)、電氣設備等參數(shù)的實時監(jiān)測，從而實現(xiàn)對建筑設施的精細化管理，節(jié)約能源、減少資源浪費，同時延長建筑設備和系統(tǒng)的使用壽命，降低維修和更換成本等多個目標。

3.2 建筑物信息管理

在建筑運營過程中，建筑管理員需要對建筑的各項信息進行管理，包括建筑物平面圖、立面圖、構造圖、安裝圖、設備圖、保養(yǎng)維護信息等。BIM 技術可以將這些信息集成到一個建筑信息模型中，實現(xiàn)信息的高度整合和互動，從而幫助管理員更好地管理建筑信息，實現(xiàn)更加高效的運營，提高工作效率。

3.3 建筑物保養(yǎng)和維護

通過BIM 技術，建筑管理員可以實現(xiàn)對建筑物外觀、墻體、屋面、門窗等進行精準的檢測和維護，同時可以預測建筑物保養(yǎng)和維護的周期和需求，使得建筑物的保養(yǎng)和維護更加科學、精細，減少不必要的能源和資源消耗。

4 綠色建筑項目全生命周期BIM技術應用案例

4.1 設計階段BIM技術的應用案例

宜昌市中心區(qū)水環(huán)境修復項目旨在通過水環(huán)境治理和景觀建設，提升城市形象和環(huán)境質(zhì)量。在設計階段，采用了BIM 技術進行建筑模型的設計和優(yōu)化，同時使用BIM 技術進行材料選擇，從而減少了碳排放和提高資源利用率。具體實施措施如下：

（1）建筑模型的設計和優(yōu)化。使用BIM軟件對建筑模型進行設計和優(yōu)化，模擬建筑物在不同時間段內(nèi)的能耗情況，對建筑物進行能源模擬和碳足跡評估。通過對建筑模型的優(yōu)化和建筑結構的調(diào)整，降低了建筑物的能耗，減少了碳排放，契合國家雙碳目標的要求。

（2）材料選擇。BIM 技術可以幫助建筑師選擇更加環(huán)保和節(jié)能的材料，從而減少碳排放。在該項目中，BIM 技術被用于評估不同材料的環(huán)保性和節(jié)能性，根據(jù)評估結果選擇了符合項目需求的環(huán)保和節(jié)能材料。例如使用了太陽能光伏發(fā)電和地源熱泵等新型節(jié)能材料，在符合節(jié)能的要求之下，同時考慮成本控制。

4.2 施工階段BIM技術的應用案例

新加坡濱海灣金沙酒店項目采用了BIM 技術來協(xié)助施工。在施工階段，BIM 技術通過可視化模擬和協(xié)同工作來提高施工效率和質(zhì)量，同時也有助于減少碳排放和優(yōu)化資源利用率。具體而言，該項目采用了Revit 軟件進行BIM 建模，并結合Navisworks 軟件進行協(xié)同施工管理。在施工過程中，BIM 技術通過模擬建筑物的施工流程和物流運輸，將施工過程和供應鏈進行整合，優(yōu)化了材料的使用和人員的分配，減少了資源浪費和碳排放。此外，BIM 技術還可以對施工過程中的碳足跡進行評估和監(jiān)測，幫助施工方實時了解碳排放情況，進一步提高施工的環(huán)保性。

4.3 運營階段BIM技術的應用案例

英國倫敦某高層住宅項目使用BIM 技術在建筑運營階段進行能源管理，降低碳排放，提高了能源利用率。具體而言，該建筑在竣工后使用BIM軟件Autodesk Revit和IES Virtual Environment進行了建筑能源模擬，分析了建筑能耗及碳排放。同時，運營人員使用BIM軟件Autodesk Navisworks進行維護和保養(yǎng)管理，通過建筑能源模擬，確定了最優(yōu)的能源管理方案，采取采光、通風和空調(diào)相結合等技術措施，減少了能源消耗，降低了能源成本和碳排放。同時，運營人員使用BIM軟件進行設備管理，提高了設施的使用效率和延長了設備壽命，進一步減少了能源消耗和碳排放。

建設項目設計、施工、運營的全生命周期中，通過采用BIM 技術，有效減少了碳排放，并提高能源利用率和項目舒適度，并提高了管理效率。

5 結束語

BIM 技術在綠色建筑中的應用場景將拓寬到建筑碳排放和能耗管理、精細化設計、協(xié)同設計、數(shù)據(jù)管理、裝配式建筑等各個方面。未來，BIM 技術將更加智能化，能夠實時監(jiān)測和調(diào)整建筑的能源消耗，從而實現(xiàn)更高水平的能源效率優(yōu)化；同時，BIM 技術將與供應鏈管理系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)材料的追蹤和管理，促進材料的循環(huán)利用，實現(xiàn)更高水平的可持續(xù)材料管理；另外，BIM技術將與物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析相結合，實現(xiàn)建筑設備的智能管理和預測性維護，提高建筑的使用壽命，實現(xiàn)更高水平的智能化運營管理。