浅谈绿色建造策划实施与BIM技术的应用与探索

浅谈绿色建造策划实施与BIM技术的应用与探索

闫海龙陈豪朱文兵吴福利张曾水

中国建筑第八工程局有限公司上海公司安徽合肥230000

摘要：随着建筑行业的建造技术发展，绿色建造正在逐步被大家认可和追求，同时BIM技术也广泛的应用在建筑行业，绿色建造的策划与实施中，利用BIM虚拟仿真技术模拟分析节能光源的布置点及布置高度，模拟分析除尘喷淋的安装位置及高度，模拟分析平面规划与机械搭配的合理性等，解决绿色施工硬件的过度投入或者配备不足，做到资源投入作用最大化，使得绿色建造技术本身的硬件投入更合理更绿色。

关键词：虚拟仿真BIM技术

PlanningandImplementationofGreenConstructionandApplicationandExplorationofBIMTechnology

(ChinaConstructionEighthEngineeringpision.co.LTDShanghai)

Abstract：Withthedevelopmentofconstructiontechnologyintheconstructionindustry，Greenconstructionisgraduallyrecognizedandpursued.Atthesametime,BIMtechnologyisalsowidelyusedinplanningandimplementationofgreenconstructionintheconstructionindustry.BIMvirtualsimulationtechnologycanbeusedtosimulateandanalyzeavarietyofsituations,suchasthelayoutofenergy-savinglightsource,installationpositionandheightofdustsprinkler,thereasonablenessofplaneplanningandmachinearrangementandsoon.Throughabovementionedways,theproblemofgreenconstructionhardwareover-investmentorinadequatecanbesolved,theresourcesinvestedcanbemaximized,thehardwareinvestmentofgreenconstructiontechnologyisrationalized.

Keywords:GreenConstruction,VirtualSimulation,BIMTechnology.

引言

我国目前正处于社会经济高速发展阶段，对建筑需要量和要求也越来越高，建筑业的飞速发展同时给资源、能源和环境等造成了巨大影响，推行绿色施工是可持续发展所必要的。绿色施工提出要加强信息技术在绿色施工中的应用，而深入研究BIM技术在绿色施工中的应用对更好地实现绿色施工“四节一环保”的目标具有重要意义。

1工程概况

合肥离子医学中心是一所质子放射治疗恶性肿瘤的医院，其中质子装置区包括回旋加速器+3个旋转治疗舱+1个固定束治疗舱+1个科学实验室。项目占地面积约为46214m2，总建筑面积约33787m2，其中合肥离子医学中心主楼建筑面积约33300m2，系框架-剪力墙体系，地下1层，地上3层，建筑高度为23.2m。项目质子治疗设备采用的瓦里安公司成熟的质子治疗系统。项目位于合肥市燕子河路以南、长宁大道以东、习友路以北、石莲南路以西。项目绿色施工目标为争创“绿色施工科技示范工程”。

图1项目综合BIM模型（资料来源：项目资料库）

2BIM技术在绿色施工中的应用

2.1.BIM技术在节地上的应用

利用BIM技术模拟现场场地布置，包括施工现场的临时设施的布置，施工临时道路的布置，以及整个施工过程中的总平面布置情况，根据不同的施工阶段实施动态调整与整理，以适应不同施工阶段的施工要求。遵循合理分布，尽可能应用每一块场地原则，提高场地整体利用效率。

2.1.1.临建的布置

传统的临建布置是利用CAD进行平面排布，只能确定临建的平面位置及面积，但是对于临建的合理性就、空间利用率、是否美观、是否符合消防要求等问题不能确定，利用BIM软件能最大程度的解决这些问题：

1.利用BIM软件进行三维模型建立，对总包办公区、分包办公区、管理人员生活区及工人生活区进行建立，通过模型利用第一人视角漫游临建模型，能直接的观察临建布置的合理性及美观，做出针对性修改，制定出最优方案；

图3紧急逃生措施及消防车道实际检测

2.1.2.施工现场的布置

本项目施工现场面积狭小，却需要布置多种功能区，为了最大化利用现有的场地，减少因工况的改变造成的重复施工，本项目在施工场地布置初期开始利用BIM技术进行规划方案：

1.本项目施工道路是项目后期超重型设备进场及大型吊机进行吊装设备所需要的道路，因此，施工道路要满足基本的施工要求，也要满足大型运输车辆及大型汽车吊的正常行驶及作业活动，同时考虑到现场施工场地的局限性，我们利用BIM技术建立现场施工场地模型，并利用BIM软件模拟施工过程种各种工程车辆所需道路宽度及道路的转弯半径，找出最优解。再根据施工过程中，道路所需承载的最大重量，根据PKPM软件计算出道路的厚度及配筋，得出现场施工道路排布最优方案；

图4施工现场道路转弯半径模拟

2.本项目得塔吊布置也秉承绿色施工的理念，最少的机械，最大的利用率。在塔吊布置过程种，利用BIM软件在施工模型种进度1：1塔吊三维模型建立，同时在模型种模拟各个塔吊的位置及施工半径，找出塔吊数量最少，利用率最大的方案同时对施工过程种各个阶段塔吊的高度进行模拟，避免各个塔吊之间产生碰撞，安全生产；

4．供电设备：配电箱、照明路灯等充分考虑点位距离布置，节省设备数量，节约电量，高效率用电。

5．消火栓箱，干式灭火器，报警广播电信设备等在满足消防安全要求的条件下，利用BIM技术点位合理优化，节省设备，节约成本，安全施工。

6．给排水、消防管道，电气、电信电缆在BIM模型的布置优化下，节约管线、支架等材料，达到美观要求。敷设管线时，考虑场地标高，车道位置，用水用电点位置，绿化、消防、生活、施工多方面考虑用水用电量是后期施工生活中省心，舒适、安全、绿色环保。

图6施工现场堆场摆放

2.2.BIM技术在节材上的应用

利用BIM技术对工程各项内容进行实际模拟，根据实际模拟的情况，可对其管线、钢筋、模板等进行合理化的优化、排布，最大效率的利用材料和空间。同时复杂节点利用BIM进行技术交底，可更加有效的让施工人员进行合理施工，避免返工浪费情况。

2.2.1.钢筋优化

本项目涉及大体积防辐射混凝土工程、多梁交汇等节点，其中钢筋设计图纸相当复杂，如果用传统的二维图纸翻样手段，无法进行有效的钢筋优化，在加工时会出现严重的浪费现象。运用BIM技术对复杂钢筋进行建模，在三维模型中对钢筋进行优化设计，在设计规范内进行钢筋替换、排布、形状等优化。以一处五梁交汇为例子，首先拿到cad钢筋图纸，然后对图纸进行建模，对于钢筋密集处，碰撞处进行优化，在设计允许范围内，将粗钢筋替换成细钢筋，对于接头处的形状进行优化改短，用钢板替换接头等等，达到节约材料，方便施工的目的。接着将需要加工的钢筋部件进行提量，得出钢筋需要裁剪的长度和数量，对钢筋原材料进行预加工设计，降低材料的浪费。

图9模板的优化

2.2.3.机电管线优化

机电系统各种管线错综复杂，管路走向密集交错，若在施工中发生碰撞情况，则会出现拆除返工现象，甚至会导致设计方案的重新修改，不仅浪费材料、延误工期，还会增加项目成本。BIM技术的引进使机电管线施工更加符合绿色施工的要求：

1、提高了设计品质及合理性减少施工返工等现象，节约管材、节省劳动力。

2、制定支架排布与样式，以满足美观、净空、施工等要求，同时节省支架钢材。

3、在BIM模型中，我们对管线进行施工预演，展现复杂节点的细节施工工艺，在三维可视化下施工工序一目了然。有效提高施工各方协调沟通效率。

图11砌块的优化

2.2.5.BIM三维技术交底

传统技术交底是通过文字与二维图纸进行交底，对于复杂节点等部位的立体形象更多的是依靠接受交底人在自己大脑中具象化，但由于不同人的接受程度及三维立体空间感不同，其交底接受程度也因人而异。而BIM三维技术交底利用其三维可视化的特点，通过三维模型与动画演示等方式能直观正确的展现出复杂节点等部位，确保各层级接受交底人员的正确理解，避免现场施工返工等情况的发生。

2.3.BIM技术在节能上的应用

2.3.1.现场临时照明的布置

传统对于照明的布置是没有量化的，对于照明的布置是依据现场施工进行多删少添的调整，或者通过3dmax等软件进行建模，置入光源产生效果图，这样的传统方式存在着很大的问题，一方面是3dmx建模重复劳动，降低模型利用率，另一方面产品的信息很难完全输入模型，照明的效果很难量化表现，只能通过效果图来识别，这对真是效果产生了差异。同时传统方法忽略了照明设备的可变性，即有些地方可能只是一时需要大量照明，传统方式的铺设会对照明设备产生极大资源浪费。通过BIM软件直接将灯具的各项参数，如功率、衰弱半径、明流、构建样式、照明方式、照明半径等等，通过专业的照明分析软件获得照明强度分部图，量化照明效果，根据照明的需要与分部设置相应的照明设备，选择照明设备的功率。

图13喷淋的布置优化

3结束语

综上所述，BIM技术在本工程的绿色施工中起到很高的作用，打破传统CAD的局限性，提升绿色施工质量，相信未来随着BIM技术的发展与推广，绿色施工将会越来越具体化、高效化和成效化，深入研究BIM技术在绿色施工中的应用是很必要的。

参考文献

[1]刘占省,赵明,徐瑞龙.BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的应用[J].建筑技术开发,2013（03）.

[2]汪泽民,方廷勇.BIM技术在绿色施工中的应用与探索[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,(2).

[3]陈新.BIM技术在建筑工程绿色施工中的应用[J].价值工程，2017.

[4]张俊.建筑工程绿色施工技术应用[J].中国建材科技,2015(5)：