基于BIM的绿色建筑管理发展探讨

王启武

摘 要：绿色建筑、可持续建筑和建筑信息模型（BIM）在建筑业的发展速度超过了全球大多数从业者的预期。建筑信息模型的采用改变了现有的建筑业的发展模式，应用BIM技术为项目构思、设计、建设和后启用阶段的绿色建筑设施服务，降低绿色建筑的运营成本，提高绿色建筑的效能、质量和可持续性。本文从建筑实践的各个方面阐述了BIM在绿色建筑管理发展中的应用。

关键词：绿色建筑;BIM;LEED;可持续性评估;可施工性分析

绿色建筑是指在建筑物的设计、选址、建造、操作和处置过程中采用环保的做法和材料。建筑业的可持续性不仅要考虑建筑物的性能，还要考虑三重底线，特别是建筑业对环境、经济和社会的影响。

近年来，世界范围内正在开发建筑信息模型（BIM），以有效地实现复杂建筑的性能分析，实现优化的可持续建筑设计。为了达到LEED等综合绿色建筑评级体系规定的认证要求，项目团队通常拥有众多学科的专业知识，按照LEED环境分类中的标准进行工作，包括场地、水、能源、材料、室内环境质量和创新领域设计。

1 BIM在绿色建筑评级系统中的应用

建筑信息模型描述了开发和使用计算机生成模型来模拟建筑设施的规划、设计、建造和运行的过程。BIM性能分析工具的集成极大地简化了通常繁琐和困难的可持续性分析。之前，为了早期设计和施工前阶段真实地评估建筑物的性能，需要获得有关建筑物的形式、材料、环境和技术系统的全面知识，而BIM建模平台允许在一个模型中叠加多学科的信息，并为项目团队确定设计和施工实践对建筑物的影响的可持续性提供了很好的参考。

LEED评估是一个复杂的第三方认证计划，有四个不同的水平：认证、银、黄金和白金，这是基于项目评估使用的信用评分系统。BIM 和LEED之间的协同效应，特别是BIM如何能够提高通过LEED认证的几率。

2 绿色建筑施工前期阶段的建筑信息模型

2.1 建筑信息模拟在可持续发展评估中的应用

可持续性评估是一个过程，其中一个绿色项目的评估基于LEED或其他可持续标准，以评估是否所有材料、性能和过程的可持续特征通过BIM模拟实现。可持续性评估应适用于建设项目的所有四个阶段，即：规划、设计、建设和运营。BIM模拟一个项目在其整个生命周期中的所有可持续过程，以便通过将设计分析压缩到一个单一的数据库中，以最有效的方式获得所需的LEED认证。可持续性评价在规划和设计阶段进行，然后在施工和运营阶段进行时最为有效，这将大大改善项目参与方之间的沟通，以获得LEED信贷，从而减少重复设计工作。绿色建筑的性能将通过跟踪能源使用、室内空气质量和空间规划来优化，以符合LEED标准。此外，可持续性评价将通过对进度和材料数量的跟踪，以调整出可以更有效的使用材料和更好的分析现金流量的BIM模型。

2.2 可施工性分析中的 BIM

使用BIM模型，项目团队可以进行详细的可施工性分析，以计划在现场的操作顺序。因为在施工前阶段，有许多问题需要解决和规划，以便进行场地协调，例如考虑各种排序选项、场地后勤、吊装备选方案和成本。

通常在降低复杂度的系统模型上执行，以便包含总体分析时间和成本。利用BIM三维或四维场地协调模型进行施工前的场地物流规划，开发交通布局，识别潜在的危险，有助于制定更现实的场地安全计划和建筑垃圾处理计划。

3 绿色施工阶段的 BIM

3.1 建筑信息模拟在建筑规划中的应用

绿色施工规划涉及模型的调度和排序，以协调虚拟施工的时间和空间。预期施工进度的时间表可以整合到一个虚拟的施工过程中。利用调度引入时间作为第四维（4D）。4D模型可以包括一个场地后勤计划，也可以在虚拟建筑之上直观地描述工作场地的空间利用情况。通过使用 BIM进行规划，可以提高场地利用率、空间协调性和产品信息量统计，包括起重机、卡车、围栏等临时物件，以及卡车、起重机、升降机、挖掘机等交通通道。

3.2 建筑信息模型在绿色施工进度安排中的应用

在建设期间，BIM工具将被用于促进活动安排。通过可视化和交流使用合适的BIM工具，将优化进度表中具体任务的管理控制，以便为关键规划决策和建设方法、场地空间利用、资源分配和活动排序提供信息。在整个施工期间，项目团队可不断更新BIM模型，以反映最新的信息，供设施管理人员日后用于绿色建筑的运营和维护。

4 建筑信息模型在绿色建筑后期建设和运营中的应用

由实体建筑、系统、周围环境和设备组成的绿色建筑，必须以最低的成本来满足业主和用户的要求，以高效的方式进行维护、运营和升级。建筑物信息模型包含了绿色建筑在规划、设计和建造过程中的完整信息，这些信息可以被设施管理者用于下游使用，从而使绿色建筑的运营和维护更加高效。研究表明，一个设施85%的生命周期成本发生在建设完成之后，仅在美国每年就有大约100 亿美元的损失，原因是在运营和维护阶段信息访问不足和互操作性问题。使用建筑信息模型进行设施管理可以显著地帮助防止这些损失发在绿色建筑中。

5 总结

绿色建筑需要各种材料，尤其是可快速再生的建筑材料，包含可循环利用的产品，以及低挥发性有机化合物的使用。项目团队可以真正参与建设绿色设施所需的综合设计方法，甚至通过确定通过BIM工具获得建筑物LEED认证的方法来做出贡献。基于使用BIM的综合设计，一个绿色项目团队可以将他们认为从一开始就可以实现的LEED信誉作为目标，然后帮助确定项目团队的責任分工。考虑到整个绿色建筑系统的众多变量和动态性，BIM工具新的模拟实践确实可以优化应对这些问题，包括数据处理和交换的强度指数增长，以及数据格式不断升级。