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Abstract:Building information modeling (Building Information Modeling)referred to as BIM, is the building itself and the construction ofthree-dimensional model of the process and data information,these models and information in the whole building life cycle can be sustained by each participant with, reach the control and management of construction process for the construction and. It has coordination, visualization, simulation, and five characteristics of graph optimization.
關(guān)鍵詞:BIM;模擬施工;碰撞檢測(cè);信息模型;可視化分析;虛擬管理
中圖分類(lèi)號(hào):TE42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
建筑信息模型(Building Information Modeling)簡(jiǎn)稱(chēng)BIM,是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進(jìn)行建筑模型建立。隨著市場(chǎng)需求和建筑行業(yè)迅速發(fā)展,高端業(yè)主尋求可持續(xù)設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)營(yíng)的解決辦法,紛紛開(kāi)始把目光投向BIM平臺(tái)。目前分析BIM在施工企業(yè)應(yīng)用方向主要有以下幾個(gè)方面。
BIM技術(shù)的出現(xiàn),真正將項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行串聯(lián),但目前設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)在產(chǎn)業(yè)上被割裂,各個(gè)階段的數(shù)據(jù)未能實(shí)現(xiàn)有效流通,對(duì)BIM的應(yīng)用發(fā)展有著較大的阻礙作用。建筑業(yè)軟件廠(chǎng)商需要提升上下游合作,加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的打通,實(shí)現(xiàn)BIM在項(xiàng)目生命周期全過(guò)程的有效利用。
珠海歌劇院鋼結(jié)構(gòu)模型 大連恒隆廣場(chǎng)建筑施工模型
目前,BIM技術(shù)在中國(guó)建筑總公司旗下的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始滲入到項(xiàng)目管理的各項(xiàng)環(huán)節(jié)中,例如珠海歌劇院、大連恒隆廣場(chǎng)等項(xiàng)目已經(jīng)利用BIM技術(shù)解決了施工過(guò)程中很多重要的問(wèn)題。BIM對(duì)于工程建設(shè)業(yè)有著革命性的作用,但作為新生事物,產(chǎn)業(yè)環(huán)境還不盡成熟,仍需要有所突破,希望BIM技術(shù)的推廣能得到更多的支持與幫助,對(duì)建筑施工企業(yè)的發(fā)展能起到推波助瀾的作用。
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關(guān)鍵詞:BIM;項(xiàng)目管理;電力工程
隨著國(guó)家“一帶一路”和工業(yè)4.0,以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的行動(dòng)計(jì)劃與經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)一步加快,信息化、數(shù)字化發(fā)展水平已成為提高企業(yè)綜合素質(zhì)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要砝碼。在“互聯(lián)網(wǎng)+”盛行的當(dāng)下,傳統(tǒng)行業(yè)正受到移動(dòng)互聯(lián)的影響,有的說(shuō)是沖擊,也有的說(shuō)也是機(jī)遇,角度不同、觀(guān)點(diǎn)不同,反應(yīng)不同罷了。在互聯(lián)網(wǎng)大勢(shì)的推動(dòng)下,能吸引更廣泛的用戶(hù),才能得到更大的市場(chǎng)。我國(guó)正在推行的“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”戰(zhàn)略,企業(yè)也越來(lái)越意識(shí)到信息技術(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)型升級(jí)和管理運(yùn)作模式的重要性。傳統(tǒng)的工程建設(shè)領(lǐng)域近些年也在尋求新的發(fā)展,特別是電力企業(yè),在借鑒了建筑領(lǐng)域的BIM經(jīng)驗(yàn)后,也在探索適合自身特點(diǎn)的發(fā)展道路。雖然在建筑業(yè)應(yīng)用已久,但BIM在電力工程項(xiàng)目上仍是個(gè)新概念,從電力工程建設(shè)的過(guò)程控制,到造價(jià)管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理等三大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),均有其獨(dú)樹(shù)一幟的特點(diǎn),是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字表達(dá),是一個(gè)共享的知識(shí)資源,是一個(gè)分享有關(guān)實(shí)施過(guò)程的信息描述。
1BIM概述
1.1BIM的概念
BIM,譯為:建筑信息模型(BuildingInformationModeling)或建筑信息管理(BuildingInformationManagement)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),建立起的三維建筑模型,并通過(guò)數(shù)字模型仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。很多文章中曾提及過(guò)BIM技術(shù),其實(shí)BIM并不是一種技術(shù)或軟件,究其源頭是一種概念,基于建筑產(chǎn)品模型的概念,類(lèi)似于制造業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型,即以數(shù)字形式表現(xiàn)建設(shè)過(guò)程和實(shí)施管理,同時(shí)也是以數(shù)字形式進(jìn)行建設(shè)過(guò)程以及實(shí)施管理的信息交流和相互操作。
1.2BIM的特點(diǎn)
BIM具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性等特性,和可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)。(1)可視化:可視化即“所見(jiàn)所得”。BIM提供了可視化手段,通過(guò)軟件幫助人們將以往圖紙上單調(diào)的,線(xiàn)條式的表述,轉(zhuǎn)化成為三維立體的實(shí)物圖形展現(xiàn)出來(lái)。尤其是近年來(lái)的建筑物形式各異,復(fù)雜造型不斷推陳出新,原先那種單憑建設(shè)者的理解和經(jīng)驗(yàn)來(lái)建造的模式已越來(lái)越不能適應(yīng)新要求。在BIM建筑信息模型中,考慮到了構(gòu)件間的互動(dòng)性和反饋性,通過(guò)整體可視化過(guò)程,不僅可以生成總體的效果圖及報(bào)表,還可以對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)各階段中存在的問(wèn)題清晰辨識(shí),做到一目了然。(2)協(xié)調(diào)性:在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)單位通常按照建結(jié)水暖電等專(zhuān)業(yè)設(shè)置部門(mén),同一項(xiàng)目組成員分屬不同部門(mén),且設(shè)計(jì)過(guò)程中并溝通較少,各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相互碰撞的現(xiàn)象,如給排水專(zhuān)業(yè)中的管道在進(jìn)行布置、施工的過(guò)程中,可能發(fā)生布置管線(xiàn)時(shí)與同一位置暖通等其他類(lèi)型的管線(xiàn)沖突,這就是施工中常遇到的碰撞問(wèn)題。一般發(fā)生此類(lèi)情況時(shí),只能靠工程協(xié)調(diào)部門(mén)來(lái)解決,既耽誤工期,還牽扯變更,影響成本。利用BIM的協(xié)調(diào)就可以輔助規(guī)避這種問(wèn)題,在建筑物設(shè)計(jì)階段對(duì)各專(zhuān)業(yè)的碰撞問(wèn)題進(jìn)行模擬,生成協(xié)調(diào)方案,避免問(wèn)題出現(xiàn)后再去解決的被動(dòng)局面。(3)模擬性:BIM的模擬性除了能夠生成建筑物模型之外,還可以模擬出真實(shí)世界里不可操作的事物。例如節(jié)能模擬、日照模擬、進(jìn)/通風(fēng)量模擬、緊急疏散模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等均可在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行;4D模擬(三維模型加時(shí)間)在施工階段,可以根據(jù)施工組織計(jì)劃來(lái)模擬實(shí)際施工,從而確定施工方案的合理性;5D模擬(基于4D模型的造價(jià)控制)同樣可以在施工階段進(jìn)行模擬,幫助建設(shè)方控制成本;在建筑的后期運(yùn)營(yíng)階段,可以利用BIM模擬日常緊急情況的處理方式,如火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員的疏散模擬、地震發(fā)生時(shí)的人員逃生模擬,以及其他緊急狀態(tài)下的應(yīng)急處置模擬等。(4)優(yōu)化性:整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)都是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程,從設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程都需要優(yōu)化。目前,動(dòng)輒400米以上的高層建筑隨處可見(jiàn),內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)施紛繁復(fù)雜,其復(fù)雜程度使得參建人員無(wú)法掌握所有信息,必須借助一定的技術(shù)手段。BIM模型及其優(yōu)化工具提供了項(xiàng)目方案的優(yōu)化和特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化,通過(guò)優(yōu)化可使工期和造價(jià)得到改進(jìn)。(5)可出圖性:結(jié)合軟件,BIM可以對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化,在完成碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改,消除了相應(yīng)錯(cuò)誤后,可輸出相關(guān)文檔,如綜合結(jié)構(gòu)留洞圖(預(yù)埋套管圖)、綜合管線(xiàn)圖、碰撞檢查糾錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案以及一些構(gòu)件加工的圖紙等。
2國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)BIM的需求
在國(guó)際上,“BIM之父”——喬治亞理工大學(xué)的CharlesEastman教授,早在1975年就創(chuàng)建了BIM理念,并開(kāi)始了為便于實(shí)現(xiàn)建筑工程的可視化和量化分析,提高工程建設(shè)效率為目標(biāo)的理論研究和實(shí)踐探索。但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)處理能力和新概念影響力等原因,在我國(guó)企業(yè)應(yīng)用較少。雖然很多國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)此普遍抱有熱情,也想盡快完成本地實(shí)用化,但由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和人才等原因,直到2000年以后才有所突破。BIM之所以受到各大企業(yè)的追捧,是因?yàn)榭吹搅似湓诠こ淘靸r(jià)、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理等方面的巨大價(jià)值。尤其是在設(shè)計(jì)和施工上,據(jù)美國(guó)2009年出版的《商業(yè)房地產(chǎn)革命》著作中列舉了這樣一組數(shù)據(jù):現(xiàn)有模式的生產(chǎn)建筑成本差不多是應(yīng)該花費(fèi)的兩倍;72%的項(xiàng)目超預(yù)算;70%的項(xiàng)目超工期;75%不能按時(shí)完成的項(xiàng)目,至少超出初始合同價(jià)格的50%。做過(guò)工程項(xiàng)目的人都知道:“錯(cuò)漏碰缺”(設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤、遺漏、碰撞,缺陷等)聽(tīng)起來(lái)很專(zhuān)業(yè),改起來(lái)卻很花錢(qián);“設(shè)計(jì)變更”變一次花一次錢(qián)。實(shí)際施工中,該預(yù)留洞口的地方?jīng)]有留,管線(xiàn)施工中的避讓時(shí)有發(fā)生,經(jīng)常看到有些剛建好的地方拆了又重來(lái)。業(yè)主為此投入了巨大的開(kāi)銷(xiāo)、時(shí)間和精力,既不利于成本控制,也不利于把控工期。為此,國(guó)際上知名主打BIM理念的軟件公司,與高校合作建立實(shí)驗(yàn)室,并從設(shè)計(jì)之初就參與國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的建設(shè)。隨著南京青奧會(huì)議中心,上海中心大廈、上海迪士尼和“中國(guó)尊”等項(xiàng)目的相繼投運(yùn),可以想見(jiàn)會(huì)有越來(lái)越多的公司將BIM納入項(xiàng)目管理的范疇。
3電力企業(yè)的BIM探索
電力行業(yè)由于自身行業(yè)特點(diǎn),計(jì)劃性強(qiáng),而且對(duì)安全的要求相對(duì)較高,對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用必須先有一個(gè)穩(wěn)定和成熟的過(guò)程。此前鮮有以BIM為核心來(lái)整體實(shí)施的電力建設(shè)項(xiàng)目,只是在電力工程造價(jià),建/構(gòu)筑物建模、分析等層面有所涉及。此外,出于對(duì)電力生產(chǎn)安全和變電站等建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的考慮,BIM理念和實(shí)施方法并未完全在電力建設(shè)方面發(fā)揮出重要作用。隨著近幾年一批BIM概念下的應(yīng)用軟件問(wèn)世,完善了如結(jié)構(gòu)分析、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)、施工模擬、可視化交底和運(yùn)營(yíng)管理等,涉及項(xiàng)目管理的全過(guò)程。由于技術(shù)上的成熟度和在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用,一些電力企業(yè)于是也開(kāi)始著手探索電力工程建設(shè)領(lǐng)域的BIM應(yīng)用,謀求企業(yè)增效。將設(shè)計(jì)人員從繁重的繪圖、出圖工作中解放出來(lái),降低不同專(zhuān)業(yè)間的碰撞問(wèn)題,降低設(shè)計(jì)變更率;幫助施工單位快速領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖,把更多精力投入到現(xiàn)場(chǎng)預(yù)控和重要節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵部位的把握上;監(jiān)理單位可借助產(chǎn)品模型,對(duì)項(xiàng)目過(guò)程實(shí)施管控;建設(shè)單位與運(yùn)行單位則可從項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行管理的各階段做到準(zhǔn)確把控。
4BIM與電力工程
4.1過(guò)程應(yīng)用
與建筑業(yè)相比,電力工程具有施工現(xiàn)場(chǎng)由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、地域分布廣,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境各異以及工程個(gè)體間聯(lián)系性強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)項(xiàng)目的整體協(xié)調(diào)性有一定的要求。眾所周知,BIM是一個(gè)由二維模型到三維模型的轉(zhuǎn)變過(guò)程,也是傳統(tǒng)施工中從被動(dòng)“遇到問(wèn)題,解決問(wèn)題”到主動(dòng)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題”的一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。諸多方面都可以和BIM結(jié)合起來(lái),以變電站的建設(shè)為例,預(yù)埋件的安裝是變電站土建施工的重點(diǎn)和難點(diǎn),在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格把關(guān)且根據(jù)預(yù)埋件的大小和實(shí)際情況在圖紙驗(yàn)收前做出合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)。變電站的土建施工原則是先地下后地上,預(yù)埋件的安裝是地上工程和設(shè)備的基礎(chǔ),其安裝質(zhì)量直接影響到工程美觀(guān)和設(shè)備投產(chǎn)后的使用性能。各種預(yù)埋件和預(yù)埋管道的施工工藝都是比較復(fù)雜的,因此施工單位要對(duì)圖紙要有深刻的理解,要精確的測(cè)量預(yù)埋件的中心線(xiàn)、高程和定位軸等數(shù)據(jù),并且精準(zhǔn)定位,通過(guò)BIM軟件可視化并協(xié)調(diào)這些施工;比如構(gòu)支架基礎(chǔ)施工中對(duì)于復(fù)雜的鋼筋節(jié)點(diǎn),在模型建立后進(jìn)行觀(guān)察,找到鋼筋的碰撞點(diǎn),對(duì)鋼筋的布置進(jìn)行優(yōu)化,也可以模擬模板支撐體系的受力狀況,以確保該體系的施工安全,體現(xiàn)了BIM的模擬性和優(yōu)化性。綜上所述,應(yīng)用BIM模型,可以為復(fù)雜的電力工程項(xiàng)目帶來(lái)傳統(tǒng)作業(yè)方式下無(wú)法比擬的便利。
4.2應(yīng)用前景
作為中國(guó)第一座,也是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的全地下筒形變電站——500kV靜安(世博)地下變電站,該項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)最深的逆作法施工,過(guò)程中面臨著大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)跹b風(fēng)險(xiǎn)大、高落差注絕緣油難度大、地下管線(xiàn)敷設(shè)復(fù)雜、交叉作業(yè)頻繁、施工環(huán)境惡劣、工期緊,質(zhì)量要求高等難題。但通過(guò)結(jié)合BIM輔助項(xiàng)目建設(shè)多維集成管理的解決方案后,不僅實(shí)現(xiàn)了高效的項(xiàng)目合作與溝通,順利完成工程計(jì)劃與建造,還很好的進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與過(guò)程控制??梢哉f(shuō),BIM為設(shè)計(jì)方解決了“設(shè)計(jì)內(nèi)容是如何建造”的問(wèn)題;為施工方解決了“施工是否組織合理”的問(wèn)題;為建設(shè)方解決了“如何去管理和控制”的問(wèn)題,為今后電力工程的項(xiàng)目建設(shè)提供了良好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。
5結(jié)束語(yǔ)
目前,BIM理念及其實(shí)施方法在電力工程建設(shè)領(lǐng)域愈發(fā)受到重視,火電、風(fēng)電、水電各有涉及,在土建、變電、輸電等施工現(xiàn)場(chǎng)作用明顯,從項(xiàng)目的可視化、模擬性,過(guò)程的協(xié)調(diào)性,以及貫穿始終的優(yōu)化性上,都是以往所無(wú)法比擬的。相信通過(guò)以BIM、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)等為代表的先進(jìn)技術(shù)和概念的綜合應(yīng)用,必將在電力工程項(xiàng)目上得到更為廣泛的應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞:性能化建筑設(shè)計(jì);BIM技術(shù);
中圖分類(lèi)號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、建筑信息模型(BIM)
BIM已包含了所有的幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能,把一個(gè)項(xiàng)目的生命周期內(nèi)的信息整合到一個(gè)建筑模型中。運(yùn)用 BIM 技術(shù),建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量設(shè)計(jì)信息,只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的能量分析軟件,就可以得到相應(yīng)的能量分析結(jié)果。通過(guò)相應(yīng)的 BIM 應(yīng)用軟件,在方案設(shè)計(jì)的初期階段就能夠方便快捷地得到直觀(guān)、準(zhǔn)確的建筑能量性能反饋信息,幫助建筑師及時(shí)對(duì)方案做出分析和調(diào)整。
比如與 Ecotect 生態(tài)建筑大師設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合,將BIM 模型輸入即可得出較為直觀(guān)的數(shù)字化的可視分析圖??商峁┰S多即時(shí)性分析,比如對(duì)模型的太陽(yáng)輻射、熱、光學(xué)、聲學(xué)甚至建筑投資等綜合的技術(shù)分析;與CFD 類(lèi)軟件結(jié)合,則可迅速分析建筑內(nèi)的自然通風(fēng)及對(duì)周邊氣流造成的影響;與Virtual Environ-ment(VE)軟件結(jié)合,可以在建筑前期對(duì)建筑的光照,太陽(yáng)能及溫度效應(yīng)進(jìn)行模擬。
二、基于 BIM 技術(shù)的性能化建筑設(shè)計(jì)
被動(dòng)設(shè)計(jì)是指應(yīng)用自然界的陽(yáng)光、風(fēng)力、溫濕度的自然原理,以規(guī)劃、設(shè)計(jì)、環(huán)境配置的建筑手法來(lái)改善和創(chuàng)造舒適的室內(nèi)外環(huán)境,盡量不消耗常規(guī)能源的設(shè)計(jì)方式。目的是盡量減少或者不使用常規(guī)能源供熱、制冷及照明,并創(chuàng)造高質(zhì)量的室內(nèi)外環(huán)境,設(shè)計(jì)策略強(qiáng)調(diào)的是依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鬟M(jìn)行設(shè)計(jì),遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)的原則,考慮建筑功能和形式的要求等。本文試圖從以下幾個(gè)方面討論 BIM 在性能化建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
(一)氣候特征分析
BIM技術(shù)可以將繁雜的氣象數(shù)據(jù)信息以圖表的可視化方式表達(dá)出來(lái),以幫助建筑師直觀(guān)地認(rèn)識(shí)建筑基地所處地區(qū)的氣象資料。
比如繪制出逐日的氣象參數(shù)數(shù)據(jù);確定建筑最佳朝向;利用焓濕圖,分析各種被動(dòng)策略的組合效果,可以調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)參數(shù),觀(guān)察圖形變化,找到適宜的被動(dòng)策略。如圖 1 為采用被動(dòng)太陽(yáng)能采暖、蓄熱效應(yīng)、高熱容圍護(hù) + 夜間通風(fēng)、自然通風(fēng)、直接蒸發(fā)降溫和間接蒸發(fā)降溫多種被動(dòng)策略措施的焓濕圖。通過(guò)這種可視化的界面,建筑師就可以定性地分析出適應(yīng)本地氣候特征的最佳被動(dòng)設(shè)計(jì)措施及其效果。
圖 1 多種被動(dòng)措施的焓濕圖
(二)日照采光分析
在建筑設(shè)計(jì)階段處理好建筑日照與采光是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的根本環(huán)節(jié)和重要措施?;氐匦纹鸱?、建筑的布局形式都會(huì)對(duì)日照和采光產(chǎn)生較大的影響。所以對(duì)于基地進(jìn)行合理模擬分析,尤其要對(duì)場(chǎng)地的日照遮擋情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析。建筑師可以根據(jù)基地狀況運(yùn)用Virtual Environment軟件進(jìn)行初期的日照時(shí)數(shù)、陰影遮擋等模擬分析,根據(jù)模擬結(jié)果合理地進(jìn)行建筑總平面布局、洞口設(shè)計(jì),從而保證建筑能在冬季最大限度地接受太陽(yáng)能輻射,夏季減少太陽(yáng)輻射的影響。圖 2、3 所示為 Suncast 軟件和 Radiance 軟件對(duì)本溪黃柏峪生態(tài)小學(xué)所做的日照陰影分析和遮擋分析
圖 2 日陰影分析
圖 3 日照遮擋分析
(三)風(fēng)環(huán)境分析
合理的自然通風(fēng)不但可以使節(jié)能效果顯著,而且可以改善室內(nèi)的居住空氣質(zhì)量。建筑風(fēng)環(huán)境模擬的目的就是希望對(duì)建筑物的空氣流動(dòng)情況進(jìn)行模擬和比較,來(lái)優(yōu)化建筑的空間環(huán)境,減少建筑的能耗,充分利用自然資源。利用 BIM 技術(shù)創(chuàng)建的虛擬建筑模型,可以通過(guò) IFC 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將其導(dǎo)入 CFD 軟件中。通過(guò)BIM 與 CFD 技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用,建筑師可以方便、快捷地對(duì)建筑內(nèi)、外環(huán)境的氣流流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析,對(duì)建筑的風(fēng)環(huán)境做出分析和評(píng)價(jià)。從而進(jìn)行建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
圖 4 為某小區(qū)模擬室外的風(fēng)場(chǎng)。通過(guò)可視化的結(jié)果可以看出小區(qū)內(nèi)整體的風(fēng)速和風(fēng)向,合理調(diào)整規(guī)劃布局、建筑高低錯(cuò)落布置等方法滿(mǎn)足小區(qū)內(nèi)適宜的風(fēng)環(huán)境。
圖 4 某小區(qū)風(fēng)場(chǎng)
(四)遮陽(yáng)分析
遮陽(yáng)設(shè)計(jì)是在夏季炎熱地區(qū)防熱的主要手法。尤其在太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)中,根據(jù)氣候條件綜合考慮利用太陽(yáng)能的同時(shí),合理的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可以大大降低空調(diào)的能耗。圖 5、6 為南加州建筑學(xué)院、SOM和蓋里在印度所做的一個(gè)研究性項(xiàng)目。用 Ecotect 軟件對(duì)建筑西立面和南立面的年太陽(yáng)輻射做出統(tǒng)計(jì),并根據(jù)上一步計(jì)算,在立面的不同區(qū)域結(jié)合輻射值大小考慮了遮陽(yáng)設(shè)施的疏密布置,在高輻射地方遮陽(yáng)設(shè)置較密,低輻射地方遮陽(yáng)設(shè)施較稀疏。
圖 5 建筑效果圖
圖 6 遮陽(yáng)布置
(五)場(chǎng)地分析
BIM可以使建筑師在設(shè)計(jì)前期時(shí)注重場(chǎng)地的生態(tài)環(huán)境。比如建筑師可以利用 BIM 將綠化、水體整合到一個(gè)建筑的形式和功能中去,使設(shè)計(jì)之初就能考慮到建筑對(duì)場(chǎng)地的生態(tài)影響。圖 7 通過(guò)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行熱輻射分析。了解場(chǎng)地的熱輻射情況,對(duì)場(chǎng)地景觀(guān)設(shè)計(jì)提供量化的數(shù)據(jù)依據(jù),在輻射較大的地區(qū),通過(guò)配置不同的綠化植被,起到隔熱、遮陽(yáng)等作用。圖 8 為某小區(qū)的場(chǎng)地?zé)彷椛浞治?。在小區(qū)輻射量比較大的區(qū)域內(nèi)設(shè)置水體、常綠喬木、涼亭、廊架等休閑設(shè)施以利于隔熱或者避開(kāi)主要活動(dòng)的小區(qū)廣場(chǎng)區(qū)域,即滿(mǎn)足了人的使用需求,也改善了小區(qū)的微氣候環(huán)境。
圖 7 日總曝輻射量
圖 8 某小區(qū)內(nèi)日均輻射總量
三、結(jié)束語(yǔ)
大自然的風(fēng)、光、熱、水等環(huán)境因素,是影響建筑性能的決定性因素,在設(shè)計(jì)階段,引入BIM技術(shù),能在設(shè)計(jì)過(guò)程中提供直觀(guān)的性能化分析數(shù)據(jù),完善建筑設(shè)計(jì),改善建筑的綜合性能。目前,BIM 技術(shù)已經(jīng)深刻影響著建筑設(shè)計(jì)行業(yè),其不但可以極大提高建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的整體效率,而且還可以在建筑全生命周期內(nèi),優(yōu)化設(shè)計(jì)、保證建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。雖然,目前 BIM 技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中還存在很多不足,比如:國(guó)內(nèi)外建筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的不同,與BIM技術(shù)相關(guān)的軟件較多,一體化平臺(tái)設(shè)計(jì)還有待逐步完善等。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用會(huì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)并逐步走向成熟。
作者簡(jiǎn)介
【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);橋梁工程;全壽命周期
0 引言
BIM(Building Information Modeling)是以三維數(shù)字為基礎(chǔ),集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)[1]。其概念于1975年首次被提出,繼而美國(guó)于2007年頒布了第一個(gè)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn),BIM技術(shù)開(kāi)始在國(guó)外廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)因其具有可視性、模擬性、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性、和可出圖性等特點(diǎn)在工程中發(fā)揮了重要作用,提高了建筑行業(yè)的效率。2001年,BIM技術(shù)開(kāi)始逐步在我國(guó)建筑行業(yè)中得到應(yīng)用。上海中心大廈、中國(guó)尊等一批重點(diǎn)工程全面采用BIM技術(shù),帶來(lái)了工作效率的顯著提升。隨著住建部建筑業(yè)信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃,BIM技術(shù)已列為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)之一。各省市如北京、廣東、上海等各地政府也相應(yīng)出臺(tái)了相關(guān)政策推動(dòng)BIM技術(shù)的應(yīng)用。在國(guó)家政策支持和BIM技術(shù)本身具有的優(yōu)勢(shì)下,BIM技術(shù)受到廣泛關(guān)注并成為理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的熱點(diǎn)技術(shù)之一。
橋梁工程是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分和交通系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)。隨著城市和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,橋梁工程的規(guī)模日益擴(kuò)大,大型橋梁、特大型橋梁工程,其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求和多變的造型形式,使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和施工手段體現(xiàn)出很多弊端。同時(shí),大量已建橋梁工程由于“老齡化”和服役條件惡化導(dǎo)致病害問(wèn)題突出,安全事故日益增多,統(tǒng)計(jì)我國(guó)危橋總數(shù)已達(dá)9.4萬(wàn)座,占現(xiàn)有橋梁的1/9,且今后這一比例還會(huì)不斷提高[2]。橋梁運(yùn)維階段的安全監(jiān)測(cè)和養(yǎng)護(hù)十分重要。因此,基于橋梁工程全壽命周期的精細(xì)化管理、信息化管理急需新的信息技術(shù)支撐。學(xué)者們圍繞BIM技術(shù)及其在橋梁工程中的應(yīng)用開(kāi)展了大量理論研究,這些研究為BIM技術(shù)在橋梁工程全壽命周期中的實(shí)踐應(yīng)用及BIM技術(shù)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。
1 BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用
設(shè)計(jì)階段對(duì)節(jié)約投資、控制工程進(jìn)度、質(zhì)量等起著關(guān)鍵性的作用。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下,各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員分散工作導(dǎo)致各專(zhuān)業(yè)工程之間容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)或碰撞,到施工過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更,增加成本。而B(niǎo)IM技術(shù)提倡的就是協(xié)同工作,設(shè)計(jì)人員基于同一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行信息共享和交流,改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式,通過(guò)軟件的自動(dòng)碰撞檢查不僅提升了工作效率,而且使得大量的沖突問(wèn)題在施工前就得已解決,大大的降低了設(shè)計(jì)變更的數(shù)量,從而減低了工程造價(jià)。韓厚正等學(xué)者深入分析了BIM應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)時(shí)在可視化、參數(shù)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)、自動(dòng)化制圖和協(xié)同工作等諸多方面的價(jià)值,表明BIM在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅能顯著提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,更有利于優(yōu)化和再造橋梁設(shè)計(jì)乃至全生命周期管理的流程,可極大地提升橋梁工程的建設(shè)與管理水平[3]。
BIM技術(shù)根據(jù)工程實(shí)際信息建立的三維模型,使整個(gè)橋梁工程可視化水平高,通過(guò)模型、動(dòng)畫(huà)、漫游等方式可以直觀(guān)的將設(shè)計(jì)理念傳遞給業(yè)主,便于業(yè)主方理解和決策。劉智敏等學(xué)者通過(guò)分析BIM技術(shù)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用,得出BIM技術(shù)可以大幅度改善業(yè)主與設(shè)計(jì)方的溝通效率,從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)和建設(shè)階段工作奠定良好的基礎(chǔ)[4]。
2 BIM技術(shù)在橋梁工程施工階段的應(yīng)用
2.1 可視化技術(shù)交底
施工階段技術(shù)人員通常以圖紙和規(guī)范進(jìn)行技術(shù)交底,可視化程度低,交底時(shí)施工人員易產(chǎn)生理解錯(cuò)誤而導(dǎo)致施工材料浪費(fèi)或施工進(jìn)度拖延。曹旭光等研究發(fā)現(xiàn)利用BIM模型向施工單位進(jìn)行技術(shù)交底,能夠通過(guò)BIM模型的可視化性和信息性向施工人員詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)思路,對(duì)施工危險(xiǎn)、施工難度大的地方進(jìn)行協(xié)調(diào)修正,避免實(shí)際施工工藝與施工圖紙產(chǎn)生分歧的情況,從而避免施工浪費(fèi)與質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題[5]。
2.2 施工模擬與施工工序的優(yōu)化
與普通建筑工程相比,橋梁工程的施工環(huán)境多變,對(duì)施工方案要求高,因環(huán)境等客觀(guān)因素導(dǎo)致的不可預(yù)測(cè)因素較多,難以保證施工方案的可行性。基于BIM技術(shù)可以進(jìn)行橋梁工程的施工模擬。即施工前根據(jù)施工方案將BIM模型進(jìn)行切分、定義BIM模型的時(shí)間、位置、資源需求等參數(shù),在計(jì)算機(jī)中模擬橋梁建造過(guò)程[6]。用這種方法,將施工時(shí)間作為單位,對(duì)施工進(jìn)行模擬,同目前施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相結(jié)合,及時(shí)調(diào)整工程情況,從而對(duì)不同的施工方案進(jìn)行調(diào)整[7]。李紅學(xué)等結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目利用BIM技術(shù)和模擬技術(shù),將橋梁三維模型與施工方法有效集成在一起,進(jìn)行橋梁施工工序的模擬,指出應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行生動(dòng)、直觀(guān)的過(guò)程模擬,可以對(duì)橋梁的復(fù)雜工序進(jìn)行細(xì)化分析,進(jìn)而對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化,施工人員可以有效分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工工序是否合理、預(yù)制構(gòu)件的吊裝程序是否合理[8]。
2.3 施工管理優(yōu)化
傳統(tǒng)管理思想是一種被動(dòng)管理,即等待問(wèn)題發(fā)生后再采取相應(yīng)措施,而基于上述可視化技術(shù)交底和施工模擬,項(xiàng)目管理人員可以提前發(fā)現(xiàn)工程中出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)解決,做到事前管理,提高管理效率和管理水平。王鳳琳等學(xué)者結(jié)合襄陽(yáng)漢江三橋工程、武漢江漢六橋工程實(shí)例,將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的施工管理、成本控制,采用Revit軟件和Tekla 軟件創(chuàng)建三維模型,導(dǎo)入Navisworks軟件中進(jìn)行整合、分享和審閱,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)圖紙交底、技術(shù)方案優(yōu)化、機(jī)械設(shè)備協(xié)同和物資材料管控[9]。除此之外,在以往三維模型加時(shí)間維度的4D模型基礎(chǔ)上,5D模型再與成本相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了包括物料、施工進(jìn)度、資金流量等方面的施工階段的動(dòng)態(tài)管理。
3 BIM技術(shù)在橋梁工程運(yùn)維階段的應(yīng)用
橋梁工程的運(yùn)營(yíng)階段在橋梁工程全生命周期里是耗時(shí)最長(zhǎng)、信息量和管理的工作量最大的一個(gè)階段,這一階段的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出建設(shè)階段的時(shí)間,同樣的該階段的成本大約占建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期的55%~75%[10]。因此有效控制和管理該階段十分重要。
橋梁工程結(jié)構(gòu)體量大,施工環(huán)境多變,而在運(yùn)營(yíng)階段,所需的信息量更大,參與的人員更廣。在傳統(tǒng)橋梁工程中,由于不同階段涉及專(zhuān)業(yè)眾多,在信息的建立與傳遞過(guò)程中容易造成數(shù)據(jù)丟失,對(duì)后期橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)造成較大的困難。李亞君研究分析了基于BIM技術(shù)的橋梁工程運(yùn)營(yíng)精益管理、基于BIM技術(shù)的協(xié)同工作平臺(tái)和其他一些應(yīng)用,指出通過(guò)構(gòu)建基于BIM技術(shù)的協(xié)同工作平臺(tái),并結(jié)合計(jì)算機(jī)“云”技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將實(shí)時(shí)的橋梁運(yùn)營(yíng)信息以共享的方式傳遞到各個(gè)參建方和相關(guān)管理部門(mén),讓各方及時(shí)獲取相應(yīng)信息并制定下一步?jīng)Q策[11]。
橋梁養(yǎng)護(hù)作為后期運(yùn)維的重點(diǎn)之一,一直以來(lái)受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件限制,存在“重建p養(yǎng)”現(xiàn)象,而B(niǎo)IM技術(shù)的到來(lái)一定程度上解決了技術(shù)上的問(wèn)題。沈海華等在分析中國(guó)公路橋梁管理系統(tǒng)(CBMS)的基礎(chǔ)上,初步探討B(tài)IM技術(shù)與地理信息系統(tǒng)(GPS)相結(jié)合的應(yīng)用模式及可視化橋梁養(yǎng)護(hù)信息的實(shí)現(xiàn)方式,結(jié)合橋梁信息模型的特點(diǎn),分析了建立專(zhuān)家輔助決策系統(tǒng)的可能性,為BIM在橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展提供參考[12]。BIM技術(shù)不僅可以在一個(gè)完整橋梁項(xiàng)目的運(yùn)維階段發(fā)揮明顯成效,還可以有效解決既有橋梁工程運(yùn)營(yíng)維護(hù)的難題。周紅波等提出了解決既有橋梁建筑信息模型快速重建關(guān)鍵技術(shù),解決了既有橋梁建筑信息模型創(chuàng)建問(wèn)題;進(jìn)而借助項(xiàng)目案例,完整地展現(xiàn)從既有建筑信息模型到運(yùn)維管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線(xiàn),為既有橋梁建筑以及其他類(lèi)型既有建筑的BIM技術(shù)應(yīng)用找到了一條全新道路[13]。
4 橋梁工程量統(tǒng)計(jì)
傳統(tǒng)橋梁工程中其工程量和造價(jià)主要依靠人工計(jì)算,其工作量大、校核時(shí)間長(zhǎng)、精準(zhǔn)度及效率較低。不同專(zhuān)業(yè)造價(jià)人員的參與容易造成信息冗余和共享困難的現(xiàn)象。引入BIM技術(shù)后,各階段工程量及造價(jià)不僅可以通過(guò)軟件進(jìn)行快速準(zhǔn)確的計(jì)算,還可以將每個(gè)階段的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,為下一階段提供數(shù)據(jù)支撐,更便于校核與調(diào)取。汪杉通過(guò)Revit以橋梁變{箱梁為例,指出在配筋完成之后,通過(guò)BIM得出的工程量數(shù)據(jù)不僅可以估算橋梁造價(jià),為方案擬定提供真實(shí)可靠依據(jù),還可以為以后施工階段編制施工圖預(yù)算提供數(shù)據(jù)支撐[14]。
5 結(jié)語(yǔ)
BIM技術(shù)作為現(xiàn)階段橋梁工程中最熱門(mén)的技術(shù)之一,其應(yīng)用效果突出于可視化、模擬、協(xié)同性強(qiáng)等特點(diǎn)必定使得該項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)建造工程中擔(dān)任愈加重要的角色。比起房屋建筑領(lǐng)域,BIM技術(shù)在橋梁工程中的研究應(yīng)用尚處于起步階段。目前鮮有較完整的應(yīng)用案例,多數(shù)研究?jī)H集中于BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)階段和施工模擬中的應(yīng)用。而B(niǎo)IM技術(shù)在橋梁后期監(jiān)測(cè)和維護(hù)中的應(yīng)用尚存在很大的研究空間。設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用的核心是模型建立,而目前橋梁工程方面的軟件針對(duì)性不強(qiáng),建模效率較低。除此之外,目前企業(yè)中缺乏具有相應(yīng)能力的專(zhuān)業(yè)BIM團(tuán)隊(duì),缺乏統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),將BIM理論運(yùn)用到實(shí)際工程中還存在較大距離。今后對(duì)橋梁工程等大型基礎(chǔ)設(shè)施工程的軟件開(kāi)發(fā)方面值得更加深入的研究,同時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)。相信在國(guó)家政策的指導(dǎo)下,隨著研究力度和深度的加大,BIM技術(shù)將會(huì)在橋梁工程全壽命周期中展現(xiàn)更大的價(jià)值。
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上?,F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司技術(shù)中心建筑節(jié)能技術(shù)研究學(xué)科中心(所)副所長(zhǎng)。在建筑遮陽(yáng)理論、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、綠色建筑工程實(shí)踐等方面有研究。近年主要參與的科研和工程項(xiàng)目包括綠色技術(shù)在申都大廈舊樓改造工程中的集成應(yīng)用研究、上海市建筑節(jié)能示范項(xiàng)目評(píng)估研究、上海世博會(huì)展館建筑中節(jié)能技術(shù)及可再生能源應(yīng)用研究、京滬高速鐵路上海虹橋站、世博軸、申都大廈等。
摘要:回顧綠色建筑的發(fā)展及其帶來(lái)的建筑行業(yè)的變化,闡述綠色建筑的概念及其理念給建筑設(shè)計(jì)行業(yè)帶來(lái)的新要求,提出設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)變綠色建筑要求的革新思路,包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具四個(gè)方面。
關(guān)鍵詞:綠色建筑 設(shè)計(jì) 革新
1、背景
自2006年我國(guó)“綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”以來(lái),我國(guó)的綠色建筑在2012年已經(jīng)步入快速發(fā)展的通道。這個(gè)階段,綠色建筑的理念也已被社會(huì)各界廣泛認(rèn)同,包括大型房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)、大型建筑施工企業(yè)以及最早接受此理念的建筑設(shè)計(jì)院、科研機(jī)構(gòu)。隨著國(guó)家住建部和財(cái)政部的財(cái)建[2012]167號(hào)文的,綠色建筑將進(jìn)入第四階段,即快速發(fā)展階段,其理念將真正滲透進(jìn)入建筑行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,不僅包括開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、施工,還包括規(guī)劃、物業(yè)運(yùn)維、檢測(cè)、招投標(biāo)、概預(yù)算、建筑產(chǎn)品、部品、材料以及建筑管理等各個(gè)方面,綠色理念將成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心要素。
對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō),建筑市場(chǎng)即將進(jìn)入綠色品質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)階段,隨之而來(lái)的是房企不斷改革,更加注重建筑建造后的運(yùn)行管理和商業(yè)開(kāi)發(fā),從單獨(dú)的建筑開(kāi)發(fā)銷(xiāo)售模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿珘勖芷诘慕?jīng)營(yíng)模型;設(shè)計(jì)施工企業(yè)紛紛走向聯(lián)合模式,或者是施工企業(yè)兼并設(shè)計(jì)企業(yè),或者是設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展施工業(yè)務(wù),設(shè)計(jì)施工總承包模式逐步形成;建筑材料、產(chǎn)品企業(yè)也在發(fā)展部品化、一體化的產(chǎn)品,如裝配式構(gòu)件(含保溫)、一體化集熱設(shè)備(光伏、光熱)、一體化門(mén)窗(含活動(dòng)遮陽(yáng))等。設(shè)計(jì)企業(yè)作為技術(shù)實(shí)施流程的龍頭,必將最先改變。
2、綠色建筑對(duì)于設(shè)計(jì)行業(yè)提出的新要求
2.1 綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的詮釋
綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)綠色建筑的定義為:綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效使用空間,與自然和諧共生的建筑。其核心思想是“四節(jié)一環(huán)?!?。這是結(jié)合了我國(guó)的資源環(huán)境狀況后提出的具有中國(guó)特色的綠色建筑定義,為我們指明了符合中國(guó)國(guó)情的綠色建筑發(fā)展方向。
綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可用于評(píng)價(jià)住宅建筑和辦公、商場(chǎng)、賓館等公共建筑,評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)管理6類(lèi)指標(biāo)組成。每類(lèi)指標(biāo)包括控制項(xiàng)、一般項(xiàng)與優(yōu)選項(xiàng)。其中,控制項(xiàng)為評(píng)為綠色建筑的必備條款;優(yōu)選項(xiàng)主要指實(shí)現(xiàn)難度較大、指標(biāo)要求較高的項(xiàng)目。對(duì)于住宅,共有控制項(xiàng)27項(xiàng),一般項(xiàng)40項(xiàng),優(yōu)選項(xiàng)9項(xiàng),共計(jì)76項(xiàng);對(duì)公共建筑,以單體建筑為對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià),共有控制項(xiàng)26項(xiàng),一般項(xiàng)43項(xiàng),優(yōu)選項(xiàng)14項(xiàng),共計(jì)83項(xiàng)。在控制項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足的前提下,按滿(mǎn)足一般項(xiàng)和優(yōu)選項(xiàng)的程度,將綠色建筑劃分為一星級(jí)、二星級(jí)和三星級(jí)。
2.2 相對(duì)于現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的變化
綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)大體上是基于我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),也部分借鑒了國(guó)外綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,同時(shí)結(jié)合我國(guó)的特征進(jìn)行了修改補(bǔ)充,如節(jié)地部分,要求“建筑物周?chē)诵袇^(qū)風(fēng)速低于5m/s,不影響室外活動(dòng)的舒適性和建筑通風(fēng)”、“室外透水地面面積比大于等于40%”;如節(jié)能部分,要求“建筑總平面設(shè)計(jì)有利于冬季日照并避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向,夏季有利于自然通風(fēng)”、“新建的公共建筑,冷熱源、輸配系統(tǒng)和照明等各部分能耗進(jìn)行獨(dú)立分項(xiàng)計(jì)量”、“建筑設(shè)計(jì)總能耗低于國(guó)家批準(zhǔn)或備案的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的80%”;如節(jié)水部分,要求“辦公樓、商場(chǎng)類(lèi)建筑非傳統(tǒng)水源利用率不低于20%、旅館類(lèi)建筑不低于15%”;如節(jié)材部分,要求“建筑結(jié)構(gòu)要素要簡(jiǎn)約,無(wú)大量裝飾性構(gòu)件”;如室內(nèi)環(huán)境部分,要求“設(shè)置室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),保證健康舒適的室內(nèi)環(huán)境”、“辦公、賓館類(lèi)建筑75%以上的主要功能空間室內(nèi)采光系數(shù)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50033的要求”等。標(biāo)準(zhǔn)一方面補(bǔ)充了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在綠色方面的欠缺,另一方面強(qiáng)化了相關(guān)設(shè)計(jì)要求的量化標(biāo)準(zhǔn)。
此外,綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)階段應(yīng)關(guān)注施工、運(yùn)營(yíng)方面的內(nèi)容,如節(jié)材部分,要求“建筑結(jié)構(gòu)材料合理采用高性能混凝土、高強(qiáng)度鋼”、“在建筑設(shè)計(jì)選材時(shí)考慮使用材料的可再循環(huán)使用性能,在保證安全和不污染環(huán)境的情況下,可再循環(huán)材料使用重量占所用建筑材料總重量的10%以上”;如運(yùn)營(yíng)管理部分,要求“辦公、商場(chǎng)類(lèi)建筑耗電、冷熱量等實(shí)行計(jì)量收費(fèi)”等。
2.3 綠色建筑體系的完善
伴隨著綠色建筑的推進(jìn),綠色建筑評(píng)價(jià)管理單位也不斷發(fā)展,但綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在地方適用性、建筑類(lèi)型適用性、評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則上還有不足,需要不斷發(fā)展。如在建筑類(lèi)型方面,編制和頒發(fā)了“綠色醫(yī)院”、“綠色辦公”、“綠色商店”、“綠色超高層”、“綠色校園”、“綠色生態(tài)城”等;在地方適用性方面,上海、北京、天津、深圳、江蘇等大部分省市都提出和頒發(fā)了適用于地方特點(diǎn)的地方標(biāo)準(zhǔn)。
此外,現(xiàn)存的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了相應(yīng)修訂和完善,如《上海市民用建筑太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊(cè))》(DG-TJ08-204B-2008)、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(2009年版)、《上海市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DG/TJ08-2078-2010)、《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50555-201O)、《建筑遮陽(yáng)工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ237-2011)、《上海市公共建筑用能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(DGl08-2068-2012)、《上海市公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DGl08-107-2012)、《半導(dǎo)體照明應(yīng)用節(jié)能評(píng)價(jià)技術(shù)要求》(2012年版)、《工商用制冷設(shè)備的環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求》(2012年版)、《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GBfr50785-2012)等。
3、設(shè)計(jì)革新的思路
建筑行業(yè)在應(yīng)對(duì)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方面,除了需要不斷完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系之外,還需在以下三個(gè)方面進(jìn)行革新和改變。
3.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的變革
雖然我們的現(xiàn)存設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善了綠色建筑的相關(guān)要點(diǎn),但是建筑設(shè)計(jì)的宗旨仍然是在保證功能、美觀(guān)、安全、舒適的前提下,實(shí)現(xiàn)初投資的經(jīng)濟(jì)性和投資的高回報(bào)率,這也與開(kāi)發(fā)商的投資利益最大化的思路相符。但不同的是,“綠色建筑”強(qiáng)調(diào)的不是初投資經(jīng)濟(jì)性下的建筑性能最佳,而是建筑全壽命周期下的投資回報(bào)率最佳。簡(jiǎn)而言之,更加關(guān)注的是“動(dòng)態(tài)回報(bào)率”,而非“靜態(tài)回報(bào)率”,即綠色建筑時(shí)代,建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)劣準(zhǔn)則應(yīng)以消耗最經(jīng)濟(jì)的資源來(lái)滿(mǎn)足功能、美觀(guān)、安全、舒適等固有屬性的需求。
3.2 設(shè)計(jì)流程的變革
因?yàn)榫G色建筑強(qiáng)調(diào)全壽命周期,強(qiáng)調(diào)性能化設(shè)計(jì),所以綠色建筑設(shè)計(jì)一方面要求設(shè)計(jì)師需要了解設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),了解建筑的建造過(guò)程和運(yùn)行使用的運(yùn)維要求,另一方面需要使用計(jì)算機(jī)模擬的方式來(lái)計(jì)算和分析設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣。其實(shí)對(duì)于社會(huì)分析逐步細(xì)化的今天,設(shè)計(jì)師難以全部掌握這些技術(shù),為了適應(yīng)這兩方面的需求,最重要的是改變本身固化的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方式。
建筑物理專(zhuān)業(yè)必然成為綠色建筑設(shè)計(jì)新流程中的一員,他們主要承擔(dān)多種設(shè)計(jì)方案的性能比較分析,以幫助設(shè)計(jì)人員在有限的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出最佳的建筑,當(dāng)然有些大型企業(yè)還會(huì)誕生如建筑材料/產(chǎn)品咨詢(xún)師、建筑需求分析咨詢(xún)師等分工,他們可以為設(shè)計(jì)師釋放更多的時(shí)間去關(guān)注設(shè)計(jì)方案本身在功能、美觀(guān)、舒適等基本功能方面的優(yōu)化組合和實(shí)現(xiàn)。
建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程也必須成為全過(guò)程化,在施工圖完成之后的技術(shù)招標(biāo)、圖紙深化和施工、調(diào)試、運(yùn)營(yíng)階段,設(shè)計(jì)師都必須時(shí)時(shí)跟蹤,并擔(dān)當(dāng)重要的角色,如圖1,在電氣系統(tǒng)技術(shù)深化階段,施工圖的設(shè)計(jì)單位仍然需要承擔(dān)技術(shù)審核的角色。
3.3 設(shè)計(jì)方法的改變
與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法不同,綠色建筑的設(shè)計(jì)方法更加注重氣候、環(huán)境等因素的引導(dǎo)設(shè)計(jì)、定性設(shè)計(jì)方法的定量化、定量設(shè)計(jì)方法的可視化,同時(shí)更加注重集成技術(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(1)氣候、環(huán)境等因素的引導(dǎo)設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)建筑的建造在適應(yīng)氣候、環(huán)境等方面有很多的實(shí)踐并形成了一些值得我們借鑒的經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)今的建筑設(shè)計(jì)中,這些方法都或多或少地消失了。當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中建筑師多數(shù)把利用或者抵御氣候的問(wèn)題轉(zhuǎn)移給了設(shè)備工程師,氣候等因素所能體現(xiàn)的內(nèi)容只是一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)措施。綠色建筑則要求建筑師在設(shè)計(jì)建筑之前就應(yīng)該了解當(dāng)?shù)氐臍庀蟮乩硖卣鳎瑥亩笇?dǎo)如何進(jìn)行體型、窗口設(shè)計(jì)等。如圖2,就是在建筑設(shè)計(jì)之前,充分了解當(dāng)?shù)乜梢岳米匀煌L(fēng)滿(mǎn)足室內(nèi)舒適性的月份,從而指導(dǎo)以何時(shí)的氣候條文作為邊界條件指導(dǎo)自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。
(2)定性設(shè)計(jì)方法的定量化
傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法對(duì)于某些技術(shù)的效果表達(dá)很難用定量方法量化,如自然通風(fēng)效果等。如圖3,通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的自然通風(fēng)性能設(shè)計(jì),可以定量表達(dá)房間開(kāi)窗設(shè)計(jì)在自然通風(fēng)情況下小于0.3m/s區(qū)域的面積比,通過(guò)定量化的評(píng)價(jià)可以為開(kāi)窗開(kāi)門(mén)大小、位置提出改進(jìn)建議。
(3)定量設(shè)計(jì)方法的可視化
傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法對(duì)于某些技術(shù)的設(shè)計(jì)通常使用經(jīng)驗(yàn)公式或某些簡(jiǎn)化的圖表進(jìn)行計(jì)算,如自然采光、空調(diào)風(fēng)口的設(shè)計(jì)、噪聲、空調(diào)處理過(guò)程等。但這種定量設(shè)計(jì)方法缺乏可視性和形象化,對(duì)于計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證也只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或者計(jì)算書(shū)的檢查來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)于某些非專(zhuān)業(yè)的業(yè)主或者使用者就很難表達(dá)清楚。建筑性能設(shè)計(jì)方法就可以通過(guò)一些計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將傳統(tǒng)的定量設(shè)計(jì)方法進(jìn)行可視化。如圖4為某大空間建筑的氣流組織分析圖,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算初步確定了風(fēng)口布置方式(10個(gè)送風(fēng)口和5個(gè)排風(fēng)口,送風(fēng)口風(fēng)速3m/s,排風(fēng)口風(fēng)速為2m/s),可視化的結(jié)果表明送風(fēng)可達(dá)到池廳區(qū)域,排風(fēng)口的設(shè)計(jì)不會(huì)形成短路現(xiàn)象,且空氣流動(dòng)均勻性較好,大部分區(qū)域滿(mǎn)足小于0.2m/s、大于O.05m/s的要求。
(4)集成技術(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
自從2005年《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以來(lái),我國(guó)就非常重視建筑節(jié)能的工作,可以說(shuō)綠色建筑的核心也是建筑節(jié)能,在能源方面就體現(xiàn)了與綠色建筑相適應(yīng)的特點(diǎn),可以分析不同節(jié)能技術(shù)集成的綜合效果,可以展示建筑的能耗特征,促進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)措施的優(yōu)化。如圖5,該項(xiàng)目預(yù)測(cè)出建筑未來(lái)逐月以及主要用能設(shè)備的能源消耗情況,通過(guò)進(jìn)一步調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、遮陽(yáng)、照明節(jié)能以及高效制冷機(jī)等空調(diào)設(shè)備節(jié)能措施,從而將節(jié)能率從50%提高至60%。
3.4 設(shè)計(jì)工具的變革
從綠色建筑工程的實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方法的推進(jìn)還存在以下問(wèn)題:1)二維制圖設(shè)計(jì)與三維仿真分析的交替建模的重復(fù)矛盾;2)多種性能化分析軟件之間的協(xié)調(diào)配合;3)專(zhuān)業(yè)化分析人員與專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)人員的協(xié)調(diào)發(fā)展。
從發(fā)展來(lái)看,以BIM建筑信息化模型平臺(tái)集成眾多性能化分析技術(shù)的設(shè)計(jì)程式將是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),如Autodesk的Revit就嘗試集成了Ecotect、IES等軟件,Sketchup就嘗試集成了EnergyPlus軟件;同時(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的性能化分析技術(shù)的培訓(xùn)和專(zhuān)業(yè)化分析隊(duì)伍的設(shè)計(jì)工程實(shí)踐也是促進(jìn)新設(shè)計(jì)方法發(fā)揮更大作用的措施(圖6)。
4、案例分析一以建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)為例
以上海某交通建筑屋頂遮陽(yáng)設(shè)計(jì)為例,闡述綠色建筑設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程的特點(diǎn)。
4.1 項(xiàng)目背景
屋頂天窗的設(shè)計(jì)基于提高室內(nèi)采光、降低能耗、提高室內(nèi)視野通透性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),基于以上原則之后,設(shè)計(jì)的天窗面積為屋頂面積的0.27,基于PKPM節(jié)能分析難以滿(mǎn)足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)的要求。
基于以上情況,遮陽(yáng)設(shè)計(jì)必須介入。經(jīng)過(guò)多方討論,形成以下遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的原則:1)采用固定外遮陽(yáng)形式,而不采用內(nèi)遮陽(yáng)形式;2)以解決夏天阻擋太陽(yáng)輻射為主,冬季太陽(yáng)得熱為輔;3)可在玻璃上多加處理,解決部分遮陽(yáng)問(wèn)題。
4.2 遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的開(kāi)始
由以上情況可知,此次遮陽(yáng)設(shè)計(jì)并不是一開(kāi)始就介入,而是在項(xiàng)目調(diào)整階段中介入的,所以困難和限制更多。項(xiàng)目組專(zhuān)門(mén)成立了屋頂遮陽(yáng)專(zhuān)項(xiàng)組,專(zhuān)項(xiàng)組的成員包括項(xiàng)目經(jīng)理、建筑師、建筑物理工程師、建筑材料工程師以及遮陽(yáng)廠(chǎng)家。接下來(lái)的設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
(1)首先確定遮陽(yáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施:適當(dāng)減少天窗面積;提高玻璃遮陽(yáng)性能(建筑材料工程師(或玻璃廠(chǎng)家)提供);考慮大梁對(duì)天窗的遮陽(yáng)(考慮自身遮陽(yáng));設(shè)置固定百葉外遮陽(yáng)。
(2)在以上基礎(chǔ)上,建筑師根據(jù)實(shí)際情況提出了以下兩種固定百葉外遮陽(yáng)方案:
方案1:固定百葉,南北方向布置,三個(gè)百葉為一組,組間距為950mm,組內(nèi)百葉間距為425mm,百葉寬度450mm,百葉中心線(xiàn)距天窗距離為200mm(圖7,8)。
方案2:固定百葉,東西方向布置,五個(gè)百葉為一組,組間距為950mm,組內(nèi)百葉間距為512mm,百葉寬度450mm,百葉中心線(xiàn)距天窗距離為200mm(圖9,10)。
(3)由于該項(xiàng)目超出了查詢(xún)手冊(cè)的適用范圍,軟件模擬計(jì)算方法(EnergyPlus)進(jìn)行分析,此時(shí)建筑物理工程師介入,進(jìn)行分析。
4.3 遮陽(yáng)模擬分析
4.3.1 分析思路
針對(duì)固定遮陽(yáng),計(jì)算夏季外遮陽(yáng)系數(shù)和冬季外遮陽(yáng)系數(shù),繼而得到夏季外遮陽(yáng)系數(shù)和冬季外遮陽(yáng)系數(shù)的比值(以下簡(jiǎn)稱(chēng)夏冬比),從全年節(jié)能角度來(lái)講這個(gè)值越小越好,即夏季盡量遮擋陽(yáng)光,冬季盡量引入陽(yáng)光。
4.3.2 方案1與方案2的比較
兩種方案的比較結(jié)果見(jiàn)表1(其中材料的反射率等參數(shù)由建筑材料工程師或廠(chǎng)家提供)。
由計(jì)算結(jié)果可知,方案1相對(duì)方案2優(yōu)勢(shì)明顯,方案2夏冬比的差別不大,方案1的夏冬比最低可以做到0.8以下。此外在方案1中還可以看出,百葉向南開(kāi)比向北開(kāi)更有優(yōu)勢(shì),故選擇方案1,并且把角度向南開(kāi)作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)。
4.3.3 方案1中參數(shù)變化的影響分析
在確定方案1后,需要就百葉寬度、百葉角度以及百葉中心線(xiàn)與天窗距離對(duì)遮陽(yáng)效果的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析,然后確定它們的尺寸。
(1)角度的確定
由圖11可以看出,在百葉寬度和離窗距一定的情況下,百葉向南開(kāi),角度與水平面成30°時(shí)為最佳。
(2)百葉寬度和百葉中心線(xiàn)與天窗距離的確定
圖12是基于30°情況下,對(duì)于離窗距和百葉寬度的分析。由圖可知,百葉寬度為450mm時(shí)為最佳,離窗距對(duì)結(jié)果影響不大,距離200mm稍好于400mm。
4.3.4 建筑師提出兩種布置方式并比較
建筑物理工程師結(jié)合遮陽(yáng)、采光、視野、經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)價(jià)圖13中兩種方式優(yōu)缺點(diǎn),最終推薦后者。
確定了固定外遮陽(yáng)百葉的開(kāi)啟方向、尺寸、離窗距離以及布置形式之后,還需結(jié)構(gòu)工程師結(jié)合風(fēng)荷載及重量荷載對(duì)于遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)提出要求或復(fù)核,并且電氣工程師還需提出控制、防雷以及變配電等方面的要求。
4.3.5 建筑師要與廠(chǎng)家確定遮陽(yáng)產(chǎn)品的安裝預(yù)留空間、材料顏色等內(nèi)容
該工程對(duì)于屋頂遮陽(yáng)系統(tǒng)進(jìn)行了性能化設(shè)計(jì)的嘗試,通過(guò)性能化的優(yōu)化設(shè)計(jì),使得屋頂遮陽(yáng)系統(tǒng)的百葉形式、開(kāi)啟方向、角度和尺寸等參數(shù)從定性化設(shè)計(jì)向定量化設(shè)計(jì)進(jìn)行了轉(zhuǎn)變。設(shè)計(jì)流程中建筑物理專(zhuān)業(yè)的介入也為建筑遮陽(yáng)的方案對(duì)比和參數(shù)確定提供了重要的分析依據(jù)。
(1)中標(biāo)后成本計(jì)劃:中標(biāo)單位在中標(biāo)后根據(jù)中標(biāo)預(yù)算及施工組織
設(shè)計(jì)計(jì)劃在施工中使用的人材機(jī)等用量,但在計(jì)劃時(shí)往往因?yàn)轭A(yù)算與實(shí)際人工、材料、機(jī)械無(wú)法很好的結(jié)合對(duì)比,在材料提計(jì)劃及測(cè)算工程施工步驟工期等方面偏差較大。BIM本身精細(xì)到構(gòu)件級(jí)的功能,提供了準(zhǔn)備施工人材機(jī)的數(shù)據(jù)量,并且三維可視化功能再加上時(shí)間維度,可以進(jìn)行虛擬施工。隨時(shí)隨地直觀(guān)快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)進(jìn)行有效協(xié)同,施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對(duì)工程項(xiàng)目的各種問(wèn)題和情況了如指掌。這樣通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè),大大減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題,減少返工和整改。并且利用BIM的三維技術(shù)在前期可以進(jìn)行碰撞檢查,優(yōu)化工程設(shè)計(jì),減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性,而且優(yōu)化凈空,優(yōu)化管線(xiàn)排布方案,從而為項(xiàng)目節(jié)約時(shí)間,降低成本。
(2)過(guò)程成本控制:現(xiàn)階段項(xiàng)目成本過(guò)程控制主要體現(xiàn)在兩方面
一、內(nèi)部結(jié)算:主要控制外包勞務(wù)隊(duì)與材料采購(gòu)量不超過(guò)預(yù)算量,即收入不大于支出。二、限額領(lǐng)料:項(xiàng)目對(duì)于材料管理采取根據(jù)施工預(yù)算對(duì)勞務(wù)隊(duì)進(jìn)行限額領(lǐng)料,但因?yàn)閯趧?wù)隊(duì)繁多,施工時(shí)間節(jié)點(diǎn)的穿插,材料員、施工員不熟悉預(yù)算,限額領(lǐng)料措施往往執(zhí)行困難。BIM技術(shù)根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)施工時(shí)間節(jié)點(diǎn),并提供海量的數(shù)據(jù)分析。BIM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理工作人員條線(xiàn)快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為施工企業(yè)制定精確資金計(jì)劃提供有效支撐,為材料員及施工員實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)及數(shù)據(jù)支撐。
(3)期中成本核算:現(xiàn)階段項(xiàng)目期中成本核算,只能做到施工預(yù)算
的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析(正負(fù)零、主體封頂?shù)?,對(duì)于項(xiàng)目成本運(yùn)營(yíng)掌控時(shí)間跨度過(guò)大,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行階段分析占項(xiàng)目總進(jìn)度的百分比不明確,項(xiàng)目盈虧點(diǎn)較為模糊的缺點(diǎn)。項(xiàng)目而B(niǎo)IM數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)任一時(shí)點(diǎn)上工程基礎(chǔ)信息的快速獲取,通過(guò)合同、計(jì)劃與實(shí)際施工的消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)的多算對(duì)比,可以有效了解項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)是盈是虧,消耗量有無(wú)超標(biāo),進(jìn)貨分包單價(jià)有無(wú)失控等等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。
2、BIM應(yīng)用的其他優(yōu)勢(shì)
(1)對(duì)于設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位
由于項(xiàng)目的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)的多專(zhuān)業(yè)屬性,設(shè)計(jì)圖紙的錯(cuò)漏碰缺無(wú)法避免,而所有由于設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤引起的成本增長(zhǎng)、工期延誤以及質(zhì)量降低的帳最終都會(huì)算到中標(biāo)方,增加了中標(biāo)方施工成本。BIM技術(shù)通過(guò)各種不同類(lèi)型的多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)綜合,通過(guò)運(yùn)行軟件可找到安裝管線(xiàn)與施工設(shè)計(jì)上的碰撞,避免了因設(shè)計(jì)變更拖延工期,為各方節(jié)約了時(shí)間。
(2)對(duì)于施工單位現(xiàn)場(chǎng)的幫助
在BIM模型基礎(chǔ)條件上,利用多維模擬、可視化通訊等技術(shù)手段對(duì)項(xiàng)目的施工計(jì)劃安排、項(xiàng)目施工難點(diǎn)、模塊化生產(chǎn)施工材料、特殊重點(diǎn)和隱蔽工程等在實(shí)際施工活動(dòng)發(fā)生以前進(jìn)行數(shù)字化分析、優(yōu)化工作,降低現(xiàn)場(chǎng)施工的難度及節(jié)約成本。
(3)對(duì)于后期維護(hù)
利用BIM數(shù)據(jù)化模型,專(zhuān)業(yè)維護(hù)人員對(duì)實(shí)際建筑物的運(yùn)營(yíng)維護(hù)活動(dòng)可以在虛擬建筑物上進(jìn)行計(jì)劃、分析、預(yù)演,從而提高維護(hù)階段的效率。
3、展望BIM與建筑行業(yè)的發(fā)展