摘要：BIM是指建筑信息模型，是利用建筑工程项目的各项相关数据作为模型的基础而进行的建筑模型建立。建筑信息模型适用于项目建设的各个阶段并能够应用于项目全生命周期的不同领域。本文以绿色建筑和建筑信息模型为基础，对绿色建筑和建筑信息模型的发展状况进行了简要总结。通过对绿色建筑和建筑信息模型的发展契合点进行分析和探讨，发现建筑信息模型在很大程度上是绿色建筑发展的重要技术支撑。本文站在绿色建筑全生命周期的角度，就如何有效的利用建筑信息模型推动绿色建筑的发展进行分析和探讨。
关键词：BIM；绿色建筑；全生命周期；应用探析
随着社会经济的不断发展，人们的生产生活越来越受到资源损耗、能源浪费及环境污染的影响，而环境的污染严重影响着人们的身体健康。近几年节能环保理念的提出，受到了人们的广泛关注和欢迎。在我国的经济发展中，建筑行业在一定程度上是我国国民经济的支柱产业，而建筑行业的蓬勃发展也随之带来了严重的资源损耗和环境污染，是人们的生活环境质量产生了不利影响。因此，为了实现建筑行业的可持续发展，提高人们的生活质量，必须大力发展绿色建筑。使绿色建筑在建设发展的过程中与建筑信息模型充分融合，从而实现绿色建筑行业的可持续发展。
1 建筑信息模型与绿色建筑概述
1.1 绿色建筑概述
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内最大的节约资源，这包括节能、节地、节水以及节材等方面。节约资源能够最大限度的减少环境污染和保护环境，使人们的建筑使用空间更加绿色健康，使建筑行业能够得到持续发展，并且有利于达到与自然和谐共生的目标[1]。把建筑行业融入绿色建筑理念能够大大地降低建筑过程中的各种不利因素。
绿色建筑的重要特点之一便是能够实现建筑物的全生命周期性。全生命周期主要由建筑的规划阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段以及维护阶段组成。
1.2 建筑信息模型在绿色建筑中的应用基础
建筑信息模型与绿色建筑是当今建筑行业的量大发展趋势，两者在理念上具有诸多相同点，主要表现在三个方面：
第一，建筑信息模型与绿色建筑都注重建筑的整体设计[2]，绿色建筑设计对来自环境、材料、构造及造价方面的信息进行系统的分析，并对各类绿色建筑的信息进行整合。而建筑信息模型具有系统全面的信息，二者的有效结合能够使信息得到有效整合和协调，大大提高了工作速度和工作质量。
第二，建筑信息模型与绿色建筑都注重建筑的全生命周期。绿色建筑的设计理念和技术实现了建筑全程的节能和环保，而建筑信息模型注重建筑的具体设计、建造和运营。两者都注重对建筑的全生命周期进行优化。
第三，建筑信息模型与绿色建筑都重视信息反馈和模拟分析，绿色建筑在设计和建造的过程中需要对建筑的采光、通风、节能以及舒适度等方面进行模拟分析，从而使设计方案得到优化。
绿色建筑的“绿色”不是一般意义上的立体绿化、屋顶绿化、屋顶花园，而是指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下，进行建造的一种建筑模式；绿色建筑在运维阶段可通过环保技术、节能技术、自动化控制技术等一系列先进的理念和方法来解决节能、环保，以及使用、居住环境舒适度问题，使建筑物与自然环境共同构成和谐的有机系统。而BIM建筑信息模型恰恰具备强大的模拟能力和技术，有助于绿色建筑方案的优化，并能够将结果直观的体现出来[3]。
2 建筑信息模型在绿色建筑中的应用前景分析
建筑信息模型与绿色建筑在不同的阶段有各自的工作和侧重点，二者在工作上也能相互协调配合，并体现在建筑生命周期的四个阶段。
2.1 项目规划阶段
在建筑的规划布局阶段首先应对建筑的建设有一个整体的把握，在这一阶段应该帮助业主认清楚市场和产品之间的关系。在建筑信息模型中对建筑工程的名称、属性及描述等信息进行准确的记录，并在建筑信息模型中录入建筑的地理位置。周边环境和气候条件等因素，运用建筑信息模型技术对建筑的通风、采光和日照等条件进行分析，从而初步建立起总体的建筑模型，并严格把握建筑的位置、朝向、大体形状尺寸以及建筑高度等要素[4]。通过建筑信息模型，业主不仅可以对建筑的整体造型及周围环境进行初步的了解，还能够通过建筑信息模型的分析数据做出决策，从而实现市场收益的最大化，满足客户的需求。
2.2 设计阶段
设计阶段需要建筑设计师具备快速、合理、准确和有效的将业主意图反映在图纸上的能力[5]。我们知道传统的设计阶段由于各专业之间缺乏良好的沟通，缺少信息交流的渠道，因而在设计阶段往往经常出现错、漏、碰、缺的现象，设计图纸之间缺乏一定程度上的联动。而绿色建筑的全生命周期性与普通的建筑设计相比，正好合理地解决了这一短板。这有赖于绿色建筑信息模型具备可视化、模拟性、协调性、优化性和可出图性的特点，绿色建筑模式对传统建筑设计模式的变革可以分为三个方面。
（1）使设计创作得以更好的体现
近几年来，建筑行业发展迅速，建筑形式也以各种形式存在，因此只利用平面图纸来表达设计意图的方法已不太适用。因为绿色建筑信息模型具有可视化优势，其可将传统的平面二维设计转化呈三维立体设计[6]。虽然传统的建筑也可以将设计效果图分包给专业的效果图制作团队，但是这种设计方式在很大程度上缺少互动性和及时反馈性。而绿色建筑信息模型不仅可以将可视化的结果进行效果展示，还能够使整体的项目设计、建造和运营都能在沟通、讨论及决策的直观状态下进行。
（2）各专业分析
建筑信息模型能够使结构、给排水和空调等各个专业在同一个模型进行工作，从而真正实现三维集成协同设计[7]。在以往平面图纸时期各个专业的管道综合是一个极为复杂的工作，任何一个环节的错误都会影响到整体的施工进程。而建筑信息模型将各个专业的设计融合到一个统一的模型中，工程师可以直观的观察到结构与设备或设备与设备间的合理性，并且能够迅地速找到解决方案，对设计进行调整，从而大大地降低了资源的浪费。
在智能型建模软件工具中使用已经建立的建筑信息模型，以建筑设计规范及各专业技术规范为基础，对建筑物的有关各项专业技术要求进行检测分析，由此发展出来的信息将会是建筑物的业主及运营者将来运用在能源分析、结构分析以及紧急疏散规划等建筑物系统中的基础。这些分析工具以及性能仿真工具能够在建筑物全生命周期中发挥出重要作用，并能大大减少设施的能源消耗。另外，相关建筑设计公司也可以利用建筑信息模型、分析软件等进行公正客观的数据分析，从而满足于业主与投资者的后续使用。
（3）提高沟通效率
建筑信息模型的执行团队利用该模型向建筑物的业主、施工单位以及监理等，展示其设计内容的过程，并针对该工程项目的布局、采光、照明、安全、人体工学、声学、文理和色彩等重要议题制定决策。另外，通过建筑信息模型，建筑设计师能够清楚的将设计理念传达给业主及施工团队，在很大程度上提高了沟通效率和工作效率。
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2.3 施工阶段
绿色建筑集成了工程量信息、工程进度信息和工程造价信息的5D-BIM技术，能够对建筑工程的施工组织、材料信息、可再利用建筑材料、用量和运输成本进行全程监控，有效的降低了施工过程中的能源消耗。通过建筑信息模型不仅具备自动生成施工图的平面剖面图和详图的功能，还能够自动生成材料表格与门窗表格，以及根据相关数据计算出施工成本[8]。同时，利用建筑信息模型技术可以对施工项目进行管理，并对施工计划的可行性和进度优化进行分析，对项目进度进行跟踪。虚拟建设模式能够对施工现场进行模拟，并且通过施工设计可以使物料的运输路径、堆放位置与施工机械位置得到合理布置。利用BIM技术，可以对施工现场废弃物的排放、放置进行模拟，以达到减排的目的。
5D-BIM技术是建筑业信息化技术与虚拟建造技术的核心基础模型。利用5D-BIM技术能够以“进度控制”、“投资控制”、“质量控制”、“合同管理”与“资源管理”为目标，实现数字化三控两管项目总控系统[9]。
2.4 运维阶段
所有的绿色建筑的建设最后都需要进行运行维护，维护对绿色建筑至关重要，只有将绿色建筑维护好才能保证其能够有效运营。绿色建筑在运行维护阶段会损耗大量的能源及成本，在其整个生命周期中占一大部分，主要包括物业的管理体系、节能设施的使用及设备的运行和维护。因此如何对绿色建筑进行持续性维护对建筑信息模型来说是一个至关重要的问题。
建筑信息模型提供完整准确的数据信息能够很好的满足绿色建筑在运维过程中的需求[10]。例如，绿色建筑在投入使用前可以先利用建筑信息模型进行前期的测试和调整，这些测试数据在进行移交时也可以和建筑信息模型一起转移。在绿色建筑运营的过程中，各个设备和系统需要进行调整时需要制定科学合理的维护方案，而建筑信息模型完全可以满足绿色建筑在运营过程中的各项需求，其能够最大限度的提高各个设备系统的运行效率，并降低能源的消耗及节省维护费用，达到节水、节能的效果，实现楼宇智能化管理和能源消耗的实时监测。建筑信息模型不仅能够应用在维护计划、建筑系统分析、资产管理及空间管理方面，还能使建筑信息模型与相应的灾害的分析模拟软件相结合，可以在灾害发生时对灾害发生的全过程进行模拟，从而帮助相关人员做好预防措施。
3 建筑信息模型在绿色建筑全生命周期应用中的问题及对策
近些年来，建筑信息模型在我国的建筑业中得到了蓬勃的发展，但是到目前为止还未能够建立起一套合理的和成熟的建筑信息模型应用体系，因此建筑信息模型应用技术在建筑行业中还应有一段长的路要走。据相关调查显示，我国国内的不少大型设计院和施工单位正在尝试利用BIM建筑信息模型技术进行协同设计，在建筑设计和施工中，我认为建筑信息模型技术应用于绿色建筑中的问题主要有以下几个方面：
3.1 应用软件问题
基于建筑信息模型技术的软件在西方发达国家的发展已经非常成熟，很多基于建筑信息模型技术的软件已经被引入我国建筑行业，比如Autodesk Navisworks与Revit建筑软件等，但是在我国庞大的建筑行业中，仅仅依靠这几种软件是不够的。我国绿色建筑信息模型软件体系不健全，及推广技术不到位等问题在一定程度上影响着我国绿色建筑事业的发展进程。主要可以分为三个方面：首先是这些软件并不能完全满足我国绿色建筑设计的规范要求；其次是，现有软件的兼容性易操作性欠强；再就是，建筑信息模型软件的供应商不能保证长期的技术支持。所以，我国应该加大建筑信息模型软件的研发力度，在各大设计院和施工单位建立我们自己的建筑信息模型技术研发中心。从而使我国的建筑信息模拟技术越来越好，形成我们自己的知识产权和技术支持体系。
3.2 应用模式问题
绿色建筑信息模型的应用主要分为技术应用与实践应用两个方面。在技术应用模式中有两个极端的情况，其一是建筑信息模型技术只应用在建筑工程的局部环节中，这样很难发挥出建筑信息模型技术的真正价值；其二是在应用模式中企图仅利用一个软件解决建筑全生命周期的所有问题。解决这些问题应注重实践，站在实际的角度出发。在实践应用模式中，西方发达国家习惯于将设计方、总承包商、分包商以及业主集合在一起，并基于建筑信息模型开发出了IPD模式，受到了业内的广泛推崇。现阶段，在我国的建筑行业中，相关政策法规与建筑工程的发包模式与西方发达国家有较大的差异，并且难以取得良好的应用效果。因此，绿色建筑信息模型应结合我国具体国情不断探索，创造出具有中国特色的应用模式。
3.3 建议加大相关政策支持
到目前为止，在我国的绿色建筑行业的发展建设中，政府部门提出了严格的建筑绿色环保要求。众多企业因人才以及资金原因，很难达到此要求。建议政府在政策以及资金方面加大扶持力度，特别是加大BIM绿色建造方面的技术支持。政府和企业都需要加强并注重绿色建筑业的发展。政府鼓励企业大胆创新，并调集相关专业人才，研发出易用性好、兼容度高、运行稳定的信息化软件。
结束语
综上所述，建筑信息模型技术和绿色建筑的结合，能够极大的促进我国建筑行业的发展。这其中可持续发展和节能减排的绿色理念在绿色建筑事业的发展中起到了至关重要的作用。建筑信息模型技术可以为绿色建筑行业的发展提供充足的技术支持，并且能够充分考虑到绿色建筑的全生命周期，两者的有机结合能够最大限度的实现建筑行业可持续发展，提高人们的生活质量。
参考文献：
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[5]张国华，郭敏，霍婕，马秀琴，张顺佳.BIM技术在绿色建筑全生命周期的应用——以北京市某医院建筑为例[J].智能建筑与城市信息，2015（12）：82-84.
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[7]李月香，李超刚.BIM技术下绿色建筑全生命周期的增量经济效益分析[J].智能建筑与智慧城市，2017（11）：60-62.
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[9]范运昌.基于IFC的BIM模型与绿色建筑分析软件互操作性研究[D].郑州大学，2017.
[10]李骁.绿色BIM在国内建筑全生命周期应用前景分析[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（02）：52-57.
论文作者:叶祖立
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：建筑论文; 模型论文; 信息论文; 生命周期论文; 技术论文; 阶段论文; 建筑行业论文; 《基层建设》2018年第25期论文;