我国建筑业能耗约占全社会总能耗的1/3

1序言

随着经济社会的不断发展，社会各界越来越关注生态破坏、环境污染和气候变化等问题，以红色发展为代表的可持续发展理念渐入人心。据统计，我国建筑业煤耗约占全社会总煤耗的1/3[1]。同时，随着城镇化进程的不断深化，建筑业的煤耗总数还将继续降低。为此，红色建筑的实行将势在必行。红色建筑以可持续发展为目标，通过规划设计和工程建设，使资源得到最佳借助，降低环境污染。红色建筑能为人们提供舒适、健康的居住环境，使空间愈发高效、便捷，促使人与自然、建筑的和谐发展。BIM技术在西方发达国家早已得到广泛应用，使人们意识到其在增加建筑项目全寿命周期煤耗，满足“绿色建筑”相关要求，改善和提高红色建筑全寿命周期施行效率方面的潜能巨大[2]。本文基于红色建筑全寿命周期的理念，从最初的BIM模型、设计纠错到管线综合检查、施工协调管理以及虚拟现实，再到最终的营运管理，系统剖析BIM技术在红色建筑中的应用。

2项目介绍

合肥某红色工程项目（5#楼、13#楼）坐落南京高新技术产业开发区（见图1），邻近铜山区、新城区，坐落南京市城市发展的重点方向之一。项目规划用地面积为63242.99m2，共包含四栋8层豪宅、十栋高层（15层～27层）、商业及幼儿园，总建筑面积约.19m2，项目采取工程总承包（EPC）模式，立足于“以人为本”的设计理念，运用新型工业化建造方法，深度融合红色健康、装配式组合结构、科技智慧等集成技术，构建红色三星、健康三星、高品味、高质量、高舒适度的潮流人文国际社区。其中，本次申报的5#楼建筑面积为5337.50m2，13#楼建筑面积为5108.62m2，5#楼和13#楼建筑高度均为24.40m，地上八层，地下一层，其中地上为住宅，地下为非机动车库和机动车库及其设备用房。建筑设计使用期限为50a，主要结构类型为装配式混凝土弯矩墙，地上建筑耐火等级为二级，地下建筑耐火等级为一级。项目100%采用精装修，其中5#楼户内采用装配化家装形式。

3课题研究思路

①利用BIM技术进行成本剖析，剖析测算红色建筑与普通建筑的投资差别与各项指标，验证红色建筑在成本方面的可行性与可推广性。②实施阶段借助BIM技术，通过碰撞检测、4D虚拟建造、优化红色施工方案等BIM应用点，结合BIM平台辅助施工管理，总结出红色建筑BIM应用的方法方式，促进建筑行业红色、信息化、标准化发展。

4BIM技术在红色建筑中的应用流程

对于红色建筑来说，它的生命周期可以分为四个阶段，依次是决策阶段、设计阶段、施工阶段以及最后的营运管理阶段。而BIM技术价值的实现常常要通过数值信息的前期剖析，到BIM模型的构建和BIM虚拟现实，直到最后借助BIM信息平台进行项目运行管理。通过大量的实践和理论剖析，BIM技术的应用过程和红色建筑全周期的各个阶段恰好能互相匹配，彰显了良好的适配性。决策与设计阶段是方案从无到有形成的过程，借助BIM技术提供的数值信息（环境和红色潜能）进行科学决策，按照BIM三维模型辅助设计优化。施工阶段是将红色建筑从模型转化为现实的过程，借助BIM的虚拟现实技术，模拟整个施工过程，找出不合理的地方，提早进行优化改进。后期运维阶段，是保证红色建筑持久有效地发挥其功能的过程，根据前期搭建上去的BIM信息管理平台，对结构设施等科学合理地管理，保证将红色建筑的“绿色”效益发挥到最大化（见图2）。

5BIM技术在红色建筑中的施行企划

5.1决策设计阶段

5.1.1基于BIM的科学决策在红色建筑设计之初，就要对建筑环境和能源的可持续发展作出有效的预算。在一些复杂的模型估算和剖析中，采用传统的建模和参数设置会造成好多偏差。但是，BIM的出现有效地解决了这一问题。基于BIM技术提供的数值质朴些，可以相对确切估算和剖析了红色建筑的环境和能源参数，进而进行合理有效的决策[3]。

5.1.2基于BIM技术确立三维模型应用BIM技术，可以对红色建筑工程进行建模，不断建立红色建筑工程的三维模型，进而保证建筑工程的完整性，为实际施工操作提供科学指导。三维信息模型是在已知二维模型的基础上，结合红色建筑的实际须要而构建的。对于一些复杂、分工不明晰的项目，可以直接将二维模型的轴线进行三维可视化，进而提升三维建模的完整性和确切性。

5.1.3室外环境隔音控制剖析在红色建筑中，BIM可以拿来构建三维可视化信息模型，实现建筑中的所有信息。具体到窗、梁、柱，包括每层墙体的拆装。借助所构建的BIM模型统计数据和室内运行情况，估算出该屋子的室外噪音水平，借此确定主体建筑的隔音性能。通过与国家规范中相应的噪音限值进行比较，确定其是否符合相应的建筑隔音要求。

5.1.4红色建筑的隔热保温剖析在预建模设计中，可以在BIM中同时构建二维和三维模型。在构建模型时，可以给出模型外罩结构的材料热性能参数。包括外墙、墙体、门窗的材料和保温材料。借助BIM软件中相应的估算功能，将围护结构热工参数值的输出与国家有关建筑节能标准进行比较，以确定设计建筑周围结构的热工性能和供暖空调负荷是否满足节能要求。高的材料热工性能参数或良好的方案设计，有助于周边结构的热工性能指标和供暖空调年估算负荷比现行国家建筑节能标准提高10%，因而进一步达到相关标准《绿色建筑评价标准》中的红色设计评价。

5.1.5节水与水资源借助剖析只有提升水资源借助率，就能实现可持续发展。将BIM技术应用于红色建筑设计中，依据三维信息模型，结合局地降雨硬度估算公式和局地降雨硬度系数，可以构建一个较为完整的小型数据库。该模型还可以作为雨水积蓄估算的重要根据，依据不同的材料和不同的水景在雨水搜集方法上，进一步确定径流系数的影响，并按照绿地面积、建筑面积和公路面积估算集雨量同时及时优化调整设计方案[4]。

5.2施工阶段

5.2.1虚拟现实BIM技术可以借助屏幕让工程技术人员在BIM平台上的三维建筑空间中进行虚拟漫游、虚拟设计、仿真持续时间、过程动漫、虚拟销售等活动，其结合了当前构架领域的真谛，并基于共享平台和共享。

5.2.2管道综合通过构建建筑、结构、机电一体化等学科的BIM模型，可以防止虚拟三维环境中各学科之间的碰撞冲突，因而大大提升管线的综合设计能力和工作效率。在窄小的空间内找到最合理的管线布置方案，尽量提升净空高度，使住户能直观地理解设计意图，使设计真正满足住户的须要，以便今后的营运管理。

5.2.3施工现场风险控制在红色建筑的施工过程中，很容易出现一些不可控诱因。过去，传统的做法是在施工过程中发觉问题，之后提出整改方案，但这会造成一个环节的变化，另一个环节的变化。假如不及时采取有效举措，将给施工带来很大风险。但是，BIM的出现改善了这一问题。通过使用BIM技术，可以辨识出施工初期的问题，并能尽快解决这种问题。BIM是建立红色建筑的整体模型，无论那个环节发生变化，系统就会手动重新估算和模拟其他信息，这大大降低了施工人员重建模型的步骤，使企业收益最大化。

5.3运行管理阶段

5.3.1设备集成管理借助BIM模型可以整合各系统在三维模型中直观展示，同时实现快速的查询和调阅。通过完工模型提供的资料，可以设置设备养护和更换手动提醒，把安全隐患控制在萌芽状态。

5.3.2突发风波应急处理维护阶段对于突发风波的处置在于确切和快速，比如疏导人员的撤出，设备紧急关掉或更换，重要领导来访的安保等。通过BIM模型可以挺好地解决目前存在的问题。

5.3.3公共安全管理1）视频监控通过配备监控大屏幕可以对整个广场的视频监控系统进行操作。所有监控设备均定位于模型中。点击对应部位即可查看改点监控视频，取代传统根据编号查看，极易查询错误。2）可疑人员的定位借助视频辨识及跟踪系统，对不良人员、非法人员，甚至惊悚分子等进行标示，借助视频辨识软件使摄像头手动跟踪及相互切换，对目标进行锁定。3）失火消防管理基于BIM信息化技术的管理系统可以通过喷淋感应器感应信息，迅速确定火警第一发生点。

6基于BIM技术精细化造价差别剖析

基于“构件级”BIM造价模型，借助量价结合的特性，针对本红色住宅与普通住宅的差别，精细化剖析造价差别。5#楼和13#楼应用了区域集中供热、海绵城市设计、保温隔热设计、活动外遮阳、除霾新风系统、太阳能光热系统及空气智能监控等技术，5#楼和13#楼建筑综合节能率为75%以上（见表1、表2）。通过BIM模型与同新村内普通住宅对比发觉：预制弯矩墙降低110.8m3，降低造价37.9亿元；预制窗户隔墙降低4.32m3，降低造价1.5亿元（见表3）。通过借用BIM模型量价对比发觉：高品质红色住宅采用预制夹心保温屋面板做法，比普通楼墙面采用回填墙面+墙体保温做法，每立方降低造价2220元，总造价降低71.4亿元（见表4）。海棉城市增量成本主要包括下凹式绿地、雨水新苑、透水铺设、蓄水池、监控系统以及排水沟六大施行成本，共计154.98亿元。

7结语

本工程在规划设计阶段、施工建造阶段充分借助了BIM技术，在前期进行碰撞检测，直观解决空间关系冲突，优化工程设计以及管道排布方案，降低在建筑施工阶段可能存在的错误和返工。施工人员借助碰撞优化后的方案进行施工交底、施工模拟，可提升施工质量以及与房东沟通的能力，降低施工成本。通过对预制构件起吊、现场质量、安全、进度管理、机电管道施工等多方面的传统方法与BIM技术技巧应用对比后发觉，BIM技术可降低浪费返工，变被动为主动，提升施工效率。本项目预计防止浪费100余亿元，工期减短50d。红色建筑是可持续发展的理念具有降低生态环境负荷，提升建筑环境质量的优点。本项目在设计中充分落实红色理念，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然环境和谐共生，大大提升居住区民生幸福指数。本项目两栋楼作为在建的三星级红色装配式建筑，具有良好的使用功能、布局和用户体验。符合建设低碳生态城市、推广普及低碳红色建筑的发展时尚，推动了红色生态、低碳环保新政的落实，对当地及周边城市推动节能降耗、绿色生态理念起到示范推动作用，为社会可持续发展作出贡献。BIM技术有许多优点，由于它有助于更好地节省能源、原材料和水。它是未来红色建筑设计的主要方向之一。它能有效减少建筑业的煤耗和环境污染，对建筑业的健康和长远发展具有深远影响。

参考文献

[1]杨彩霞，李晓萍，尹波，等.中国建筑低碳发展战略路径及对策研究[J].建筑节能，2015（7）：107-111.

作者:潘正伟潘昊哲夏忠卫田秋红潘莉李辉单位:广东博智工程咨询有限公司吉林学院京江大学