王啟武

摘 要：綠色建筑、可持續(xù)建筑和建筑信息模型（BIM）在建筑業(yè)的發(fā)展速度超過了全球大多數(shù)從業(yè)者的預(yù)期。建筑信息模型的采用改變了現(xiàn)有的建筑業(yè)的發(fā)展模式，應(yīng)用BIM技術(shù)為項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、建設(shè)和后啟用階段的綠色建筑設(shè)施服務(wù)，降低綠色建筑的運(yùn)營(yíng)成本，提高綠色建筑的效能、質(zhì)量和可持續(xù)性。本文從建筑實(shí)踐的各個(gè)方面闡述了BIM在綠色建筑管理發(fā)展中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;BIM;LEED;可持續(xù)性評(píng)估;可施工性分析

綠色建筑是指在建筑物的設(shè)計(jì)、選址、建造、操作和處置過程中采用環(huán)保的做法和材料。建筑業(yè)的可持續(xù)性不僅要考慮建筑物的性能，還要考慮三重底線，特別是建筑業(yè)對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響。

近年來，世界范圍內(nèi)正在開發(fā)建筑信息模型（BIM），以有效地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜建筑的性能分析，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)。為了達(dá)到LEED等綜合綠色建筑評(píng)級(jí)體系規(guī)定的認(rèn)證要求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通常擁有眾多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，按照LEED環(huán)境分類中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，包括場(chǎng)地、水、能源、材料、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和創(chuàng)新領(lǐng)域設(shè)計(jì)。

1 BIM在綠色建筑評(píng)級(jí)系統(tǒng)中的應(yīng)用

建筑信息模型描述了開發(fā)和使用計(jì)算機(jī)生成模型來模擬建筑設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行的過程。BIM性能分析工具的集成極大地簡(jiǎn)化了通常繁瑣和困難的可持續(xù)性分析。之前，為了早期設(shè)計(jì)和施工前階段真實(shí)地評(píng)估建筑物的性能，需要獲得有關(guān)建筑物的形式、材料、環(huán)境和技術(shù)系統(tǒng)的全面知識(shí)，而BIM建模平臺(tái)允許在一個(gè)模型中疊加多學(xué)科的信息，并為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)確定設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐對(duì)建筑物的影響的可持續(xù)性提供了很好的參考。

LEED評(píng)估是一個(gè)復(fù)雜的第三方認(rèn)證計(jì)劃，有四個(gè)不同的水平：認(rèn)證、銀、黃金和白金，這是基于項(xiàng)目評(píng)估使用的信用評(píng)分系統(tǒng)。BIM 和LEED之間的協(xié)同效應(yīng)，特別是BIM如何能夠提高通過LEED認(rèn)證的幾率。

2 綠色建筑施工前期階段的建筑信息模型

2.1 建筑信息模擬在可持續(xù)發(fā)展評(píng)估中的應(yīng)用

可持續(xù)性評(píng)估是一個(gè)過程，其中一個(gè)綠色項(xiàng)目的評(píng)估基于LEED或其他可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)，以評(píng)估是否所有材料、性能和過程的可持續(xù)特征通過BIM模擬實(shí)現(xiàn)?？沙掷m(xù)性評(píng)估應(yīng)適用于建設(shè)項(xiàng)目的所有四個(gè)階段，即：規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。BIM模擬一個(gè)項(xiàng)目在其整個(gè)生命周期中的所有可持續(xù)過程，以便通過將設(shè)計(jì)分析壓縮到一個(gè)單一的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以最有效的方式獲得所需的LEED認(rèn)證。可持續(xù)性評(píng)價(jià)在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段進(jìn)行，然后在施工和運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行時(shí)最為有效，這將大大改善項(xiàng)目參與方之間的溝通，以獲得LEED信貸，從而減少重復(fù)設(shè)計(jì)工作。綠色建筑的性能將通過跟蹤能源使用、室內(nèi)空氣質(zhì)量和空間規(guī)劃來優(yōu)化，以符合LEED標(biāo)準(zhǔn)。此外，可持續(xù)性評(píng)價(jià)將通過對(duì)進(jìn)度和材料數(shù)量的跟蹤，以調(diào)整出可以更有效的使用材料和更好的分析現(xiàn)金流量的BIM模型。

2.2 可施工性分析中的 BIM

使用BIM模型，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以進(jìn)行詳細(xì)的可施工性分析，以計(jì)劃在現(xiàn)場(chǎng)的操作順序。因?yàn)樵谑┕で半A段，有許多問題需要解決和規(guī)劃，以便進(jìn)行場(chǎng)地協(xié)調(diào)，例如考慮各種排序選項(xiàng)、場(chǎng)地后勤、吊裝備選方案和成本。

通常在降低復(fù)雜度的系統(tǒng)模型上執(zhí)行，以便包含總體分析時(shí)間和成本。利用BIM三維或四維場(chǎng)地協(xié)調(diào)模型進(jìn)行施工前的場(chǎng)地物流規(guī)劃，開發(fā)交通布局，識(shí)別潛在的危險(xiǎn)，有助于制定更現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)地安全計(jì)劃和建筑垃圾處理計(jì)劃。

3 綠色施工階段的 BIM

3.1 建筑信息模擬在建筑規(guī)劃中的應(yīng)用

綠色施工規(guī)劃涉及模型的調(diào)度和排序，以協(xié)調(diào)虛擬施工的時(shí)間和空間。預(yù)期施工進(jìn)度的時(shí)間表可以整合到一個(gè)虛擬的施工過程中。利用調(diào)度引入時(shí)間作為第四維（4D）。4D模型可以包括一個(gè)場(chǎng)地后勤計(jì)劃，也可以在虛擬建筑之上直觀地描述工作場(chǎng)地的空間利用情況。通過使用 BIM進(jìn)行規(guī)劃，可以提高場(chǎng)地利用率、空間協(xié)調(diào)性和產(chǎn)品信息量統(tǒng)計(jì)，包括起重機(jī)、卡車、圍欄等臨時(shí)物件，以及卡車、起重機(jī)、升降機(jī)、挖掘機(jī)等交通通道。

3.2 建筑信息模型在綠色施工進(jìn)度安排中的應(yīng)用

在建設(shè)期間，BIM工具將被用于促進(jìn)活動(dòng)安排。通過可視化和交流使用合適的BIM工具，將優(yōu)化進(jìn)度表中具體任務(wù)的管理控制，以便為關(guān)鍵規(guī)劃決策和建設(shè)方法、場(chǎng)地空間利用、資源分配和活動(dòng)排序提供信息。在整個(gè)施工期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可不斷更新BIM模型，以反映最新的信息，供設(shè)施管理人員日后用于綠色建筑的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。

4 建筑信息模型在綠色建筑后期建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用

由實(shí)體建筑、系統(tǒng)、周圍環(huán)境和設(shè)備組成的綠色建筑，必須以最低的成本來滿足業(yè)主和用戶的要求，以高效的方式進(jìn)行維護(hù)、運(yùn)營(yíng)和升級(jí)。建筑物信息模型包含了綠色建筑在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造過程中的完整信息，這些信息可以被設(shè)施管理者用于下游使用，從而使綠色建筑的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)更加高效。研究表明，一個(gè)設(shè)施85%的生命周期成本發(fā)生在建設(shè)完成之后，僅在美國(guó)每年就有大約100 億美元的損失，原因是在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段信息訪問不足和互操作性問題。使用建筑信息模型進(jìn)行設(shè)施管理可以顯著地幫助防止這些損失發(fā)在綠色建筑中。

5 總結(jié)

綠色建筑需要各種材料，尤其是可快速再生的建筑材料，包含可循環(huán)利用的產(chǎn)品，以及低揮發(fā)性有機(jī)化合物的使用。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以真正參與建設(shè)綠色設(shè)施所需的綜合設(shè)計(jì)方法，甚至通過確定通過BIM工具獲得建筑物L(fēng)EED認(rèn)證的方法來做出貢獻(xiàn)。基于使用BIM的綜合設(shè)計(jì)，一個(gè)綠色項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以將他們認(rèn)為從一開始就可以實(shí)現(xiàn)的LEED信譽(yù)作為目標(biāo)，然后幫助確定項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的責(zé)任分工?？紤]到整個(gè)綠色建筑系統(tǒng)的眾多變量和動(dòng)態(tài)性，BIM工具新的模擬實(shí)踐確實(shí)可以優(yōu)化應(yīng)對(duì)這些問題，包括數(shù)據(jù)處理和交換的強(qiáng)度指數(shù)增長(zhǎng)，以及數(shù)據(jù)格式不斷升級(jí)。