在当今信息化时代,BIM 技术作为一种先进的信息化管理工具,为绿色建筑施工阶段的节能管理工作带来了全新的机遇。BIM 技术凭借其强大的数据集成模拟分析以及协同管理的能力,为绿色建筑施工阶段的节能管理给予全面且精准的信息支撑,达成施工过程的精细化管理以及节能优化,从信息化视角探究BIM 技术对绿色建筑施工阶段节能管理的创新应用,具有重大的现实意义。
(一)数据集成与管理
BIM 技术的核心在于构建建筑信息模型,而该模型能够集成从设计到施工乃至运营的全过程信息,在绿色建筑施工阶段 BIM 模型能集成各种与节能相关的数据,如建筑材料性能参数、施工设备能耗数据、施工工艺信息等,而且 BIM 对绿色建筑工程领域有诸多用途,如图 1 所示。通过 BIM 模型对数据进行有效的组织管理及共享,从而为施工阶段的节能管理提供数据基础。在建筑材料的选用方面BIM模型能够记录各类材料的环保性能指标,像可再生材料的运用占比、材料的热工性能等,助力施工人员挑选更为节能环保的材料。
(二)可视化与模拟分析
BIM 技术具备极为强大的可视化功效,能够把建筑的三维模型清晰直观地予以展示,在施工阶段通过 BIM 模型的可视化展示,施工人员可以更加清晰地了解建筑的布局结构和施工工艺,从而更好地进行施工组织和节能管理,如图 2 所示。与此同时,BIM 技术还能够开展诸如施工进度模拟、能耗采光模拟等多种多样的模拟分析。经由能耗模拟对建筑不同施工阶段以及运行条件下的能耗情形予以预测,从而为拟定节能举措提供凭据。通过采光模拟能够对建筑的采光设计予以优化,降低人工照明的使用频率减少能源消耗。
(三)协同管理与信息共享
BIM 技术为项目各参与方搭建了一个协同工作的平台,使各方能够在同一个模型中实现信息的交流与共享。绿色建筑施工阶段各参与方借助 BIM 平台实时掌握施工进度、质量安全等方面的信息,迅速察觉并化解节能管理中存在的问题,施工单位能够依照设计师给予的 BIM 模型进行施工方案的优化,降低施工进程中的能源浪费。供应商依据施工所需能够适时供应节能环保型的建筑材料与设备。
二、绿色建筑施工阶段节能管理的需求
(一)降低能源消耗
绿色建筑施工阶段需要采取有效的节能措施,以降低施工过程中的能源消耗,这涵盖优化施工设备的选型与稳妥使用规划施工工序,降低设备的空转及闲置时长,运用具备节能特质的施工工艺以及材料,增进能源的利用效率。
(二)减少环境污染
绿色建筑施工不但要关注节能,而且要降低对环境的污染,在施工进程中要采取办法把控扬尘、噪声、废水等污染物的排放,并合理处置建筑垃圾达成施工过程的清洁生产。
(三)提高施工质量
节能管理与施工质量密切相关,在绿色建筑施工阶段需保证施工质量契合节能设计要求,防止因施工质量问题致使能源浪费,建筑围护结构的施工质量对建筑的保温隔热性能有着直接的影响,倘若施工质量欠佳就会致使室内热量散失或者外界热量传入,进而增加空调和采暖系统的能耗。
三、BIM 技术在绿色建筑施工阶段节能管理中的创新应用
(一)施工场地规划的节能优化
BIM 技术可使施工场内平面元素立体呈观,助力施工人员更直观地开展各阶段场地布置策划,见图 3。通过 BIM 模型场地布局能够依据绿色施工中节地的理念,在综合考虑各阶段场地转换的基础上得以优化。根据地形导入标高方格网提前策划整个现场道路标高系统、排水系统、塔吊施工升降机等其他临建设施的布置位置。相比二维平面施工布置图,三维施工布置图更直观,更符合施工真实情况,在绿色施工中针对施工阶段对场内布置展开提前策划以及转换预演,探寻出最优的布置方案提升场地使用效率。
(二)施工资源管理的节能控制
1. 材料管理
BIM 技术能够与材料库相结合,以提供精确的材料配置信息达成供应链管理,在建筑施工阶段里凭借 BIM 模型能够精确地算出所需材料的数量以及规格,防止材料出现过度采购以及浪费的情况,与此同时通过 BIM 模型能够针对各类材料展开绿色评估工作。这样,就可以保证所运用的材料完全符合节能环保方面的要求,在对建筑材料进行选择之际,BIM 模型能够将诸如材料的可再生性、可回收性、能源消耗等不同材料的环保性能指标予以对比,助力施工人员挑选出更为节能环保的材料。此外,材料库存情况能被 BIM 技术实时监测,并依据施工进度对材料供应予以合理安排。
2. 设备管理
BIM 技术能够将施工设备的能源数据予以结合,展开动态模拟与评估,施工团队依据能源需求拟定出对应的管理规划,减少不必要的能源浪费。通过 BIM 模型能够针对施工设备的运行状态予以实时监测,依据设备的使用情形以及能耗数据妥善规划设备的启停时间,防止设备的空转与闲置。
(三)施工能耗模拟与优化
1. 能耗模拟分析
BIM 技术能够与专业的能耗模拟软件相集成,针对绿色建筑施工阶段的能耗状况展开模拟分析,通过输入施工工艺设备参数、气候条件等信息建立详细的 BIM 模型,对建筑在不同施工阶段和运行条件下的能耗情况进行预测。在建筑施工进程中,对不同施工方案所对应的能源消耗予以模拟分析,以此为选取最优施工方案提供依据。在建筑的能耗模拟过程中,不仅能够对建筑的围护结构、采光以及通风等相关因素所产生的影响进行深入分析,还可以为优化建筑设计提供重要参考价值。
2. 节能措施优化
依据能耗模拟分析所得结果,施工人员借助 BIM 技术拟定出具有针对性的节能举措。如果模拟成果表明建筑采光欠缺致使人工照明能耗过多,施工人员能够凭借优化建筑的窗户规划、增添采光井等手段来提升自然采光。如果模拟结果表明建筑的通风成效欠佳致使空调系统能耗过高,施工人员凭借调整建筑的通风口方位、增添通风设备等手段优化通风状况削减空调系统的能耗。
四、施工安全与质量控制的节能关联
(一)施工安全管理
施工安全与节能管理密切相关,在绿色建筑施工阶段通过 BIM 技术进行施工安全模拟,提前识别施工过程中的潜在安全风险并制定相应的安全措施,具体流程如图 4 所示。利用 BIM 模型能够模拟诸如高空作业、大型设备吊装之类的危险施工进程,剖析可能存在的安全隐患,给施工人员予以安全预警。与此同时,施工安全设施诸如安全防护栏杆以及安全网等还能够借助 BIM 技术予以优化设计,以此保障施工安全设施的合理布局以及有效运用,降低因安全事故引发的能源浪费与环境污染。
(二)施工质量控制

施工质量直接影响建筑的节能效果,在绿色建筑施工阶段,BIM 技术能够对施工质量展开实时的监控以及管理,借助 BIM 模型施工人员能够直观地知悉建筑的施工细节以及质量要求,并及时察觉并处置施工质量问题。利用 BIM 模型能对建筑围护结构施工质量展开检测,诸如墙体的平整度、密封性等以保障围护结构的保温隔热性能契合设计要求。
五、应用案例分析
(一)项目概况
以某智能软件园项目为例,该项目是由某建筑科学研究设计院与某企业合作开展,该项目占地约 4.75 万平方米,总建筑面积约 21.28 万平方米,为 EPC 总承包项目。其中包括 15.41 万平方米的地上建筑以及 5.87 万平方米的地下建筑,园区主要由高层和多层建筑以及多层配套构成,其最高建筑高度达 92 米,结构形式涵盖框架结构,框剪结构以及钢结构。该项目遭遇着多专业设计以及施工的繁杂性,施工验收标准高、工期紧迫及业主迫切需要投入使用等挑战。
(二)BIM 技术应用创新
1. 施工场地规划
在项目施工阶段,施工场地规划采用 BIM技术,通过构建三维施工场地模型,将施工设备的布置、材料的堆放、临时设施的建设等因素进行综合考量,实现场地布局的优化。合理规划塔吊的位置及覆盖范畴,规避塔吊彼此间的碰撞与盲区,设置专门的材料堆放区域降低材料的二次搬运,规划临时道路的走向与宽度,保障施工车辆的顺畅通行。在通过 BIM 技术来进行施工场地规划的过程中极大地提高了场地的使用效率,同时也显著减少了由于场地不合理布置所引发的能源浪费现象。
2. 资源管理
利用 BIM 技术进行施工资源管理,在材料管理方面利用 BIM 模型精准计算所需材料的数量与规格,将其与材料库相结合进行材料的绿色评估与选用。在进行混凝土材料选择时,BIM 模型能够对不同强度等级混凝土的能耗以及碳排放情形予以对比,优先选取低能耗低碳排放的混凝土材料。在设备管理方面将施工设备的能源数据与 BIM 技术相结合,从而实现动态监控和优化调度,实时对施工电梯的运行状态以及能耗状况予以监测,依据施工的进度科学合理地安排电梯的使用时间,防止电梯出现空转以及闲置的情况。
3. 能耗模拟与优化
利用 BIM 技术和能耗模拟软件的集成,针对项目施工阶段的能耗情形展开模拟剖析,通过构建详尽的 BIM 模型输入施工工艺、设备参数、气候条件等信息,预测建筑于不同施工阶段的能耗状况,根据模拟结果,制定针对性的节能措施。在夏季施工期间模拟分析结果表明,空调系统的能耗过高,为了降低空调系统的能耗,采取了优化空调系统运行参数,增加遮阳设施等措施。与此同时,针对节能举措的施行成效予以跟踪以及评估,以保障节能举措具备有效性。
4. 施工安全与质量控制
通过 BIM 技术展开施工安全模拟以及质量控制工作,在施工安全方面利用 BIM 模型模拟高空作业以及大型设备吊装等危险施工过程,提前对安全隐患进行识别并制定安全措施。在高空作业区域设置安全防护栏杆和安全网,为施工人员配备安全带等防护用品。在建筑施工质量控制当中针对建筑围护结构以及机电设备安装等关键部位,BIM 模型能够实施质量检测工作。通过 BIM 模型对墙体保温层的厚度和平整度予以检测,以保障保温层的施工质量契合设计要求。通过 BIM 技术对施工安全和质量进行控制,保障了施工过程的安全以及建筑的节能效果。
六、结论
从信息化视角而言,在绿色建筑施工阶段的节能管理方面,BIM 技术具备极为显著的创新应用价值。BIM 技术的数据集成与管理、可视化与模拟分析、协同管理与信息共享等信息化特性,为绿色建筑施工阶段的节能管理提供了强大的支持。通过施工场地规划的节能优化、施工资源管理的节能控制、施工能耗模拟与优化、施工安全与质量控制的节能关联等方面的创新应用,BIM 技术能够实现绿色建筑施工阶段的精细化管理和节能优化,降低能源消耗、减少环境污染、提高施工质量。在某智能软件园项目中,BIM 技术的应用带来了极为突出的节能成效以及经济收益,为其他绿色建筑项目在施工阶段的节能管理提供了极有价值的参考。未来伴随 BIM 技术的持续发展与完善,对于绿色建筑施工阶段节能管理的应用将会愈发广泛且深入,为促进建筑行业的可持续发展贡献更大力量。

