BIM技術背景下綠色建筑與裝配式建筑融合發展的趨勢研究

侯斯婕 陳 蓉 王 震

（1.中國兵器工業規劃研究院，北京 100053；2.陜西國防工業職業技術學院，陜西 西安 700300；3.北京辰安科技股份有限公司，陜西 西安 700300）

與其他行業相比，建筑業能耗非常大，為了符合當前低碳發展理念，加強建筑業綠色生態化建設十分必要。目前，許多建筑企業在實際發展過程中，已經認識到這一點，并將BIM技術、裝配式建筑等綠色生產技術應用于建筑行業，以期實現綠色建筑建設。在此背景下，研究綠色建筑與裝配式建筑的融合發展具有重要意義。

1 建筑技術融合發展的必要性

當前，我國正處在經濟快速發展階段，從建筑業發展狀況來看，傳統的建筑理念和施工方法已不能適應社會發展的需要。從2008年至2020年，我國建筑業從最初的高速發展轉向中速發展（見圖1），發展速度放緩迫使建筑業進行相應的產業升級和技術轉型。此外，建筑工業化對信息化的要求也推動了建筑技術的融合。隨著信息化技術的迅速發展，許多行業進入加速發展階段，建筑企業對信息技術的要求也越來越高。同時，隨著人民生活水平的提高，人們對居住環境要求也越來越嚴格，希望通過綠色建筑創造一個良好的居住環境。因此，加強建筑技術融合十分必要。

圖1 2008～2020年全國建筑業總產值及增速

2 BIM技術在綠色建筑中的應用

BIM技術作為一項新技術，在綠色建筑中的應用可以從建筑工程設計階段、施工管理應用階段、施工后期運營階段三個方面來分析。

2.1 BIM技術在綠色建筑設計階段的應用

應用BIM技術可以及時優化遇到的問題，從而避免工程后期出現整修、返工現象，減少建筑工程中的浪費，符合綠色建筑理念。同時，BIM技術可以通過對建筑結構進行建模來更好地分析能耗（見圖2）。該過程中，可以優化如空調、給排水等不同系統，提高空間利用效率。另外，BIM技術還可以進行日照、風能、建筑能耗和聲環境的設計分析，具體流程如圖3所示。

圖2 建筑BIM模型

圖3 基于BIM技術的綠色建筑設計流程

2.2 BIM技術在建筑施工管理中的應用

BIM技術在建筑施工管理中的應用主要表現在模擬場地平面布置、精細管理建筑材料、施工模擬三個方面。首先，設計者在設計階段利用BIM技術就可以模擬場地布置，從而實現辦公場所、道路、出入口等場地的合理布置。其次，設計人員可以根據工程實際情況，進行BIM5D建模。利用此模型可以精確地生成建筑材料計劃，保證能夠充分準備建筑材料。最后，模擬施工過程。傳統的施工方案多以二維圖紙為基礎，施工與優化也是同步進行，一旦施工方案出現問題，會給工程建設帶來很大影響。而利用施工模擬軟件，對項目全過程進行施工模擬，就能夠獲得最佳施工方案，以此降低工程成本。

2.3 BIM技術在施工后期運營階段的應用

實踐證明，運用BIM技術，能及時發現工程后期維護中存在的問題，在快速維修施工現場的同時，實時監測與施工有關的設備、設施使用情況，從而保證機械設備處于正常運行狀態，實現全面管理。在施工后期運營階段，BIM技術最主要的應用價值是能管理和利用施工信息，為后期施工維護和管理提供相應的數據支持。

3 裝配式建筑與綠色建筑融合發展的制約因素

3.1 相關政策、法規及行業標準不夠完善

我國是一個發展中國家，在一些行業的法律、法規和政策方面還不夠完善，尤其是一些新技術、新概念。作為一種較新的建筑結構形式，裝配式建筑與綠色建筑的融合發展在與相關政策、法規的銜接方面還存在一些不足。盡管目前國內許多地區都出臺了相關政策，對實施裝配式建筑的施工企業給予扶持，卻無法惠及構件企業。此外，當前綠色建筑與裝配式建筑的標準化水平較低，缺乏統一的標準，導致裝配式建筑構件在工廠內無法統一生產，影響裝配式建筑的發展。

3.2 協調機制不健全

建造裝配式和綠色建筑時，不僅要考慮到建筑本身，還要在設計初期考慮到建筑與周圍環境的關系，比如，建筑工程選址對周圍環境的影響等等。但在現實中，很多建筑工程設計人員在進行建筑設計時并沒有注意到這一點，也沒有將其納入重點考慮范圍內，從而影響綠色建筑建設。此外，在市場引導和監管機制方面也存在機制不健全的問題。目前，各參建單位仍是采用傳統的現澆方式，沒有將預制構件深化設計與現澆部件兩部分有機結合。

3.3 產品質量和物流運輸限制

裝配式建筑構件施工技術對預制件的質量、結構、尺寸、外觀等都有嚴格的要求。目前，許多模具制造企業的模具質量還達不到相應要求，往往存在很大誤差，對實際的裝配式建筑建設造成不利影響。同時，部分企業存在對預制件標識不清晰、預留孔位置不準確等問題，給實際的裝配式建筑施工帶來不利影響。此外，相對于傳統現澆混凝土建筑，現今預制構件生產廠家數量相對較少，這也給裝配式建筑與綠色建筑的融合發展帶來了不利影響。最后，就是物流體系，完善的物流體系既能實現快速運輸，又能避免運輸過程中發生部件損壞的情況，以降低工程生產成本，提高建設項目經濟效益。但目前材料運輸體系不夠完善，生產廠家和施工現場兩者配合不到位，導致運輸成本越來越高。

3.4 缺乏專業人員

除上述三個方面的影響因素外，在綠色建筑與裝配式建筑的融合發展過程中，還存在專業人才不足的問題。作為一項較新的技術，裝配式建筑技術在我國剛剛起步，許多開發企業缺乏熟悉裝配式生產管理流程的專業人才，而施工單位相應的管理人員對裝配式建筑的認識還不夠充分，缺乏相應的人才培養機制，這些都導致該領域人才短缺，影響裝配式建筑與綠色建筑的融合發展。

4 裝配式建筑與綠色建筑融合發展的對策

4.1 健全法律法規，完善行業標準

通過以上分析可以看出，法律法規與行業標準的不完善嚴重制約著裝配式建筑與綠色建筑的融合發展，因此，要想得到良好發展，相關部門需要對現行的法律法規進行完善。在具體操作上，需要國家有關部門給予政策支持，如稅收優惠、一次性技術改造補貼等。這樣可以有效地惠及建筑企業，鼓勵企業努力提升生產工藝水平，實現裝配式建筑與綠色建筑的融合發展。同時，建筑行業應了解當前相關技術體系中存在的問題，加以改進，從而形成一個完整的行業標準體系，以保障裝配式建筑的順利施工。

4.2 改進協同機制

為使綠色建筑與裝配式建筑更好地融合發展，相關部門可從以下幾個方面完善協同機制。一是建立一體化的總承包模式，形成裝配式設計、施工和構建生產三個環節一體化承包模式。積極培育集三者于一體的企業，實現裝配式建筑企業良性發展。二是提升裝備制造業的生產能力，以此為整合企業提供相應的發展動力，大力提倡綠色建筑總承包責任制，建立一支高素質的專業技術人員隊伍，同時，全面設計和研究組織系統，找出其中缺陷進行完善。

4.3 加強后勤管理

在綠色建筑與裝配式建筑融合發展過程中，項目管理人員應加強BIM技術應用，結合施工方案應用BIM技術制定構件供應計劃，以確保二者良好配合。生產預制件時，要做好與施工單位的信息交流工作，嚴格執行“一層一層使用”的原則，以提高現場與運輸的銜接性，避免出現運輸效率低下的情況。同時，要做好相應的溝通與協調工作，盡量保證組件運輸到現場直接進行安裝，這樣既能提高施工效率，又能有效避免現場堆料以及在堆料過程中發生構件損壞的情況。另外，安裝預制構件時施工人員要嚴格按照有關規定規范操作，以保證裝配式建筑施工質量。

4.4 加強人才培養

4.4.1 加強BIM技術人才培養

可從施工單位的各個方面入手，對施工單位全員進行 BIM技術培訓，并將 BIM能力考核作為人才培養的一項重要內容。同時，對新入職員工，施工單位要進行 BIM技術培訓，培訓完成并達到崗位要求后方可允許正式上崗。

4.4.2 加強管理人才培養

通過定期開展培訓活動，提高管理人員對裝配式建筑的認識，幫助施工單位人員熟悉裝配式施工的操作流程，實現對裝配式建筑建設的良好管理。另外，可以聘請相關技術工程師現場指導，快速提升管理人員的業務水平。

5 結語

總之，綠色建筑與裝配式建筑的融合發展是未來建筑業的發展方向，對建筑與自然環境的協調發展具有積極意義。建筑行業要積極轉變傳統生產方式，加大綠色建筑建設力度。為確保二者協同融合發展，國家有關部門需要完善現行的政策法規和行業標準，通過制定相應的扶持政策，推動建筑企業向裝配式建筑方向發展。在此基礎上，完善協作機制，形成裝配式設計、施工、建造生產三位一體化的承包模式，實現全方位良好協作。在此過程中，項目負責人要加強構件的質量和物流管理，做好預制工廠化與施工單位的溝通交流，使二者緊密配合。此外，要加強專業人才培養，通過定期開展培訓活動提高員工 BIM技能和管理水平，促進裝配式建筑與綠色建筑融合發展。