BIM技術在綠色建筑材料管理工作中的應用研究

范 立

四川省醫學科學院

四川省人民醫院

1 前言

在綠色建筑建設的過程中，需要使用大量的綠色建筑材料，要求通過科學管理充分展現建筑節能、環保等特點，推動建筑的可持續發展。而BIM技術為建筑信息模型，將工程相關數據當成是基礎，能夠反映建筑整個生命周期信息，因此能夠為綠色建筑材料管理提供有力技術支撐。

2 綠色建筑材料管理問題

使用綠色建筑材料施工，要求材料達到綠色標準。目前，市面上綠色建筑材料多為新型材料，從材料生產開始，需要確立嚴格質量標準，同時結合施工需求選擇不同產品，確保材料生產量、庫存量等指標可以達到管理要求。采取傳統的粗放化管理模式，供應商或材料生產方難以全面把握綠色建筑項目運行情況，導致供應的材料難以達到后續施工要求。在現場施工活動中，未能嚴格按照綠色材料標準進行分類存放和管控，也容易導致材料出現質量問題或引發嚴重材料浪費現象，造成工程建設材料成本不斷提升，給建筑發展帶來不利影響。

3 BIM技術在綠色建筑材料管理中的應用意義

3.1 推動材料管理模式創新

BIM技術作為貫穿工程設計、施工等各個過程的數字化工具，可以借助模型全面描述建筑信息，并且實時傳遞和共享信息，確保相關管理人員準確把握有關信息。在模型支持下，能夠實現施工方案可視化處理，確保采購人員能夠對照施工指標合理篩選材料，并根據施工進度做好材料進場時間等內容規劃，防止材料因長時間在現場堆放出現受損問題[1]。根據三維模型圖，可以反映建筑結構戶型，完成施工構成模擬，為人員合理堆放和運輸材料提供依據。而根據綠色建筑施工提出的施工工藝和材料標準，可以實現材料精細化管理，即將材料信息全部輸入至模型數據庫中，通過軟件設置材料型號、質量、數量等信息，在工程建設期間做到自動化計量。根據計量結果，管理人員可以科學確定材料數量，提高材料利用率。

3.2 實現材料全程追溯管理

材料管理并非針對單獨某個環節，而是需要貫穿整個建筑建設過程，在任意環節發現問題能夠追溯問題產生原因，防止類似問題發生的同時，及時追究相關人員責任，達到控制工程質量的目標。但在材料管理方面，涉及供應商、設計方、施工方等多個主體，單純依靠過去管理方式難以保持信息協同，一旦出現問題容易出現責任相互推諉問題，給材料信息追溯帶來困難。而應用BIM技術建立數據庫，收集材料屬性、生產日期、入場日期等各種信息，詳細記載各批次材料應用部位和使用量，能夠為材料追溯提供有力支持[2]。在實現各參與方信息共享的基礎上，形成完整的生產鏈，在工程發生變更時，同步更新系統中的信息，后續一旦出現質量問題即可及時確定原因，科學處理缺陷部位，為管控建筑質量提供支持。

4 BIM技術在綠色建筑材料管理工作中的應用途徑

4.1 打造材料管理平臺

在綠色建筑材料管理方面，考慮到需要管理的材料種類、規格繁多，實施系統管理才能全面提高材料利用效率，為材料質量管控提供有力支持。為此，需要利用BIM技術打造相應管理平臺，運用信息化手段實現高效、高質量管理，使材料管理貫穿全壽命周期。從平臺架構上來看，包含基礎信息層、數據交換層和應用管理層，能夠發揮各自管理作用。

基礎信息層用于對工程各方面信息進行匯集，需要利用IFC格式調整不同軟件結構信息，實現BIM基礎數據統一管理。在各種載體上，需根據應用要求調整結構數據，通過基礎信息層統一文件數據格式，促進信息循環反饋，為工程管理提供信息支撐[3]。

數據交換層用于對平臺信息進行協同，依靠網絡和終端傳遞信息，并利用云平臺實現數據統一存儲管理。在日常管理中，各單位需要定期向平臺上傳工程施工有關信息，同時也可以通過網絡和移動終端設備等從云端下載數據，保證各方獲取的信息具有較強時效性，能夠為實踐管理工作開展提供指導。

應用管理層可以實現各種信息資源整合、提取，滿足項目管理需求。利用數字化模型，能夠查看樓層、窗戶等各種施工細節，反映施工工藝和方案內容，通過數據統計、分析確定材料消耗量，為各項管理決策制定提供依據。通過對各種方案進行整體性分析，并借助平臺的碰撞功能等確認方案是否符合規范，提前發現和解決問題，做到實現資源節約管理。

4.2 實施全過程管理

應用BIM平臺實現綠色建筑材料管理，要求滲透至材料采購、生產運輸、使用等不同階段，做到全面實施精細化管理，提高材料管理水平。

4.2.1 在材料采購階段的應用

從材料采購開始，應用BIM技術能夠提供完整施工圖、設計方案等各項資料，為材料采購計劃制定提供科學依據。針對綠色建筑施工方案，利用BIM技術對光照、風力等各種條件進行模擬，分析氣候、環境給施工材料帶來的影響，可以優化建筑構造設計圖，確保篩選的材料能夠達到構造建設的性能要求，確保建筑能夠取得可持續發展。不同綠色材料產品屬性不同，在工程發生變更時可能出現無法使用問題，引發工程造價迅速增加情況。通過BIM平臺加強設計、施工等各方的信息溝通，輔助各專業協同分析施工方案可能存在的問題，能夠編制科學施工方案，避免后續因變更發生引發材料浪費問題。依靠BIM對各種構件數據進行統計，通過碰撞檢查確認是否存在相互干涉情況，能夠保證施工方案有效落實，盡可能保證分析出的材料用量精準。在完成材料信息匯總后，可以應用API插口將造價軟件和平臺對接，快速導入工程信息，根據定額計劃規則獲得詳細工程清單[4]。配合采用BIM進行施工模擬，將模型和工程進度緊密結合，確定不同時期需要的建筑材料用量。

4.2.2 在材料生產運輸中的應用

在材料生產環節，需要在材料上打印RFID標簽，確保后續在材料入場時能夠利用掃描儀器掃描標簽信息，獲取和存儲材料詳細信息。通過將信息統一上傳至BIM平臺，為材料質量檢驗、現場管控提供依據，實現材料零缺陷管理。在材料運輸方面，也可以通過平臺進行實時跟蹤，根據材料使用部位、數量等確定存放區域，保證材料到達指定區域堆放，避免后續出現錯用情況。根據各環節施工材料耗用量，也能合理制定運輸計劃，確定材料運輸時間、路線和交通工具，確保相關活動有序開展。使用RFID閱讀設備，可以對材料吊裝、存運等過程進行實時監督，將信息及時錄入到云平臺中，避免人工錄入產生誤差。通過平臺獲取施工場地布局計劃和實時信息，匯總工程建設內、外信息進行綜合分析，從材料取用便利性、運輸成本、場地空閑區域分布等各方面進行考量，在場地有限的情況下將材料放置在臨時搭建區域中，減少反復搬運產生的費用和占用空間，并為后續高效施工提供支持。通過科學組織材料儲運過程，避免材料在二次搬運期間受損，確保材料質量合格。

4.2.3 在材料使用階段的應用

在材料使用階段，要求人員根據BIM平臺信息做好材料檢查，通過信息比對確認材料有效性。發現與平臺數據庫中的信息不符，需要立即封存材料，通過平臺追溯問題產生原因和源頭，做到高效處理相關問題，避免給施工帶來過多影響。為避免現場施工產生過多材料浪費問題，根據模型確定各道施工工序中的各類材料用量，在每個階段通過用量分析和比對確認是否出現材料浪費問題，并通過現場糾正減少浪費。將各階段實際材料用量上傳至平臺上，監理人員也可以聯合技術員、質量員等各方面確認施工存在的問題，通過強化現場監督及時應對問題。對于施工單位來講，也可以根據平臺信息開展人員教育、專業監督、責任劃分等各項工作，為材料管理工作落實提供保障。從材料節約角度進行考量，需要實施施工動態管理，嚴格按照綠色建筑評價標準加強現場管理。如在現場施工期間，要求500km范圍內材料重量占整體60%，可再循環材料使用量不超總體10%。利用BIM技術進行各類材料用量的精準計算，能夠加強各專業的用材管理，并通過數據模擬分析為人員施工提供指導，真正達成資源節約目標。在工程發生變更時，需要通過平臺模型安排設計、施工等各方完成協同設計，確保重新確定的方案盡可能利用原有建筑材料，同時保證建筑質量達到要求。將變更信息錄入到平臺中，確保參與建設的各方及時獲得變更后的施工方案和圖紙，避免出現返工問題。對于造價人員，可以根據平臺獲得各種材料使用情況、剩余量等信息，把握各節點材料實際用量和計劃用量差異，通過完善管理計劃避免出現材料使用不當的情況。

4.2.4 在材料運維階段的應用

綠色建筑施工仍然處于初期發展階段，需要做好各種綠色材料應用和運維管理，保證建筑功能、性能達到要求，為建筑安全、可靠使用提供保障。在開展運維工作期間，人員可以掃描材料上的RFID標簽，及時通過平臺獲取各類材料性能、批號等各項參數，對材料容易發生的缺陷和使用壽命等展開分析，有針對性地制定運維管理計劃，提高材料維護效率和質量。將BIM平臺與物業管理系統對接，將運維信息等輸入至物業系統中，確保物業人員后續在開展運維工作時可以及時掌握各種材料使用情況和缺陷信息等，快速確認需要維修的材料類型、部位等信息，根據嚴重程度合理分配運維資金，使建筑維持最佳狀態。在持續調整和優化運維方案的基礎上，材料能夠得到最大限度的利用，直至達到規定使用年限后進行材料拆解。利用BIM技術對材料使用部位進行精準定位，做到快速拆除。而圍繞材料歷史信息展開分析，可以判斷能否進行材料的回收利用，在節約資源和減少建筑損耗的同時，有效保護環境。根據平臺顯示的綠色建筑材料最新信息，也能在運維階段合理選擇替換材料，體現建筑環保、節能等特性的同時，推動建筑的健康、穩定發展。

5 結束語

綠色建筑材料需要達到較高質量標準，并通過充分利用減少資源浪費。應用BIM技術實施管理，需要搭建信息化平臺收集材料采購、進場等各階段的信息，做到從質量和效率兩方面強化材料全方位管理，確保材料使用與綠色建筑施工相協調，為資源友好型社會的建設做出貢獻。