綠色建筑全壽命周期的技術應用及功能提升

王 韜

(浙江搏鴻建設工程有限公司 浙江 溫州 325000)

建筑行業的發展消耗了大量的資源,因此為了能夠實現綠色建筑的可持續發展,將BIM 技術應用到建筑設計、施工等環節中,一方面能夠提升工作效率,一方面能夠降低施工成本,具有極高的實用價值。

1 綠色建筑的概念界定

在新時代中,大眾的生活得到了很大的變化,使得大眾對自身的生活環境與工作環境有了新的要求。在可持續發展的理念下,節能環保已經成為了世界各種未來的發展目標,綠色建筑既能夠滿足大眾對生活環境與工作環境的要求,同時也能滿足綠色可持續發展的要求。

綠色建筑指的是在人類的生產和生活過程中能夠對資源進行最大限度的使用,同時能夠將對周邊環境的影響降到最低,對周邊生態環境平衡起到了積極的促進作用的建筑。綠色建筑重點強調了環保節能,環保節能的理念一直貫穿在建筑設計環節、施工環節以及拆除環節等中。綠色建筑提倡建筑的使用者要高效的利用資源和能源,降低對于生態環境的污染。同時,一方面不能增加生態環境的壓力,一方面能夠為大眾創建優勢的生活空間與工作空間[1]。

2 BIM 技術在綠色建筑全壽命周期的應用優勢

2.1 BIM 技術能夠將綠色建筑的全壽命周期進行高度覆蓋

將擬建的綠色建筑與BIM 技術結合后形成建筑模型,同時構建BIM 技術信息平臺,利用平臺的優勢實現項目資源和所有的信息數據的共享的狀態,一方面能夠為數據的準確性提供保證,一方面能夠提升了建設項目的信息化程度,另一方面能夠提升了信息技術在建筑施工領域的應用。BIM 技術的應用會從項目的設計規劃階段開始到建筑項目壽命結束為終點,能夠準確的進行規劃、設計與模擬,同時在建筑爆破拆除過程中也能發揮出BIM 技術的作用,達到綠色拆除的目的。

2.2 BIM 技術具有較強的模擬和分析功能

在建筑項目的建設和后期使用過程中,如果不能對這些環境進行全面性的模擬和分析,僅憑借以往的經驗很容易出現較大的誤差。BIM 技術能夠為建筑項目提供可視化效果,根據綠色建筑在不同階段的變化真實的反映出建筑的實時效果,能夠為綠色建筑的建設環節提供更加詳細的數據資料,各個參與單位能夠利用數據資料對建筑項目各個環節的進展情況進行實施觀測,一旦出現突發情況能夠及時的、高效的實施應對措施,然后根據建筑項目反饋信息進行策略調整,為綠色建筑的施工建設提供了技術支持[2]。

3 綠色建筑全壽命周期的技術應用情況分析

3.1 BIM 技術在綠色建筑設計階段的應用情況

建筑設計一項非常復雜的工程,由于它設計的方便非常多,因此具有很強的綜合性。在綠色建筑項目的設計階段,設計隊伍需要對建筑項目的使用功能進行全方位考察,綜合各方面因素后對建筑項目的質量、成本方面進行設計,滿足利益相關者的各種要求。在設計的過程中,建筑項目的整個壽命都要考慮環境因素與經濟因素,從而能夠有效的控制建筑施工的成本支出。在設計階段中主要包含以下幾點內容:第一,要減少室外環境污染;第二,要節約資源和能源的利用率。

3.1.1 減少對室外環境造成的污染

綠色建筑必須要降低室外環境污染的情況,因此設計團隊必須要將如何防治污染放在設計的首要位置。在綠色建筑的整個壽命周期內要將廢棄物與污染物的排放量降到最低的程度,同時在建筑群眾合理的設計垃圾分類回收利用中心,將各種垃圾進行分解。在施工期間工地的臨時廁所和化糞池必須要實施防滲漏措施,做好防蠅工作,從而能夠有效的避免出現污染水體和污染環境的情況。

3.1.2 能夠有效的節約資源

在設計階段,要利用建筑施工場地的自然條件與資源條件來保護周圍的生態環境。在節約水資源方面必須要制定出科學詳細的用水規劃措施,一方面要考慮如利用雨水,一方面要考慮利用新型的排水系統,從而加大節約用水的效果。在施工中出現的污水必須要經過沉淀等處理后排放,在排放時可以考慮將沉淀處理水用來灑水降塵,或者用來回收進行二次利用。對建筑施工過程中使用的施工設備要采取保護措施,使之能夠進行循環利用[3]。

在土地資源方面,應當降低建筑的密度,在一定程度內增加層數,能夠有效的降低土地占用面積。與此同時,要減少由于過設計及或者出現不必要的設計造成的資源消耗,提升建設資金的使用率。

3.1.3 提高能源的利用率

由于我國幅員遼闊,各個地域中間的氣候條件有很大的差異性,因此在進行室外設計時要對建筑的配置、朝向、間距等方面進行優化,加強對太陽能與風能等資源的利用,提高可再生資源的利用率和利用效果。

3.1.4 改進建筑材料的使用

在設計建筑項目的過程中,要考慮到周邊的生態環境,盡量保持周邊生態環境的原狀態,如果周圍有古代建筑物或古樹等要進行充分利用和保護,將古代建筑物或古樹巧妙的融入到設計圖中。在設計建筑項目時要使用綠色施工材料,并考慮材料的可回收性,同時要擴大綠化面積,重視建筑與環境之間的和諧發展狀態。

3.2 BIM 技術在綠色建筑施工階段的應用情況

在建筑施工階段中,傳統的工程項目會將各個建筑團隊進行分割,使得各個團隊之間的交流不足,導致建筑施工項目質量不夠理想,施工工期常常出現延誤等問題。在建筑的全壽命周期中,可以在施工階段采取以下應用措施,

第一,要加強組織管理。建筑施工項目中的各個參與方,比如所發包商、承包方以及后期的運營方等都要積極的參與到建筑項目的施工過程中,并通過協作的方式完成施工任務,一方面要發揮出各個參與方的作用,一方面能夠加強各個參與方之間的聯系。在建筑項目施工建設中要構建科學的管理層次,實行統一的指揮,并明確各個參與方的責任,提升建筑項目施工的管理能力,優化管理方法,提升管理水平。

第二,要減少材料的浪費情況,對各種邊角料進行回收,并進行多次利用。首先要合理的安全工作,制定出流水作業計劃,有效的降低材料的消耗,避免出現材料浪費的情況,從而能夠提升材料的使用率。對建筑材料的邊角料要進行回收,同時要實施合理的利用,比如所廢鋼可以按照施工的需要做為原材料使用等等,從而達到綠色環保施工的效果。

3.3 BIM 技術在綠色建筑運營和回收的應用情況

建筑項目施工的各個參與方應當進行聯合作業,其中包括業主方、運營方、開發管理方等等,將建筑項目的整個生命周期進行管理和維護,達到資源環境與經濟效益平衡的狀態,實現和諧的管理目標。

3.4 BIM 技術在綠色建筑爆破才出的應用情況

當建筑達到使用年限或者發生嚴重破壞后不能進行正常的使用,就必須要進行爆破拆除,建筑項目的生命終點就是爆破拆除階段。BIM 技術可以將爆破拆除畫面進行模擬,為拆除人員選擇爆破點提供助力,從而制定出最優的爆破方案。

4 綠色建筑運營維護期面臨的問題

從項目全生命周期分析,相比項目的設計與建設階段,運行維護階段通常情況下需要持續十幾年乃至幾十年,所以我們說項目的重點是運行維護階段。研究發現,綠色建筑處于運維階段常見的主要問題是:一是綠色建筑處于運維時期常常會出現一些安全隱患問題,一般問題的產生是由于設計時期綠色建筑的技術選擇不合理造成的[4]。比如,雨水花園技術廣泛應用于綠色建筑,在特殊的喀斯特地貌環境中,雨水花園滲入的雨水進入地下,沖刷地表土使之進入地下巖溶洞穴,造成地面沉降,從而對地表建筑物造成嚴重的破壞。二是綠色建筑系統投入產出較低,所以我們經分析發現,經濟效益并不十分明顯。當前,綠色建筑運用的系統缺乏集成和優化,采用的系統設備運行成本相當高,導致綠色建筑后期運行中設備發生閑置,達不到應有的預期效果。三是綠色建筑設備運維技術難度相當大。

目前,綠色建筑所使用的設備,無論是施工方面,還是運行、維護方面的專業性都強,技術要求高。然而,我國目前尚缺乏這方面的高科技人才,導致綠色建筑在運行維護方面難以達到理想的要求。為解決綠色建筑今后很長一段時期運維方面的問題,我們要在對綠色建筑運維管理模式優化的同時,還要從根本上提升綠色建筑的各項功能,以此來促進綠色建筑后期運維問題的有效解決。

住建部于2015年提出建立基于BIM 技術的運維管理模式。通過BIM 技術可以為人們提供重要的建筑信息和可視化模型,從而更加便于管理人員深入了解并熟悉建筑物的內部結構,便于建筑專業人員更好地進行維護和管理。例如,建筑可視化模型可以幫助管理人員在一些大型商業寫字樓運營管理中更好地進行消防演練。其次,通過科學先進的BIM 技術,能將建筑設備位置信息進行精準定位,顯示設備與其他設備間的位置以及關聯情況,為設備維護與檢修工作提供重要支持。最后,使用性能分析軟件,同時依據BIM 模型提供的科學信息,模擬計算能耗、照明、光熱系數、溫度分布等各種信息,利用物聯網對建筑項目實施遠程監控建筑,選擇最科學合理的節能管控方案。

5 綠色建筑的功能提升

為了從根本上促進綠色建筑在后期運維的問題的解決,推動綠色建筑功能提升,我們需要在設計階段進行科學合理的優化管理,以此確保綠色建筑無論從性能方面還是功能方面都能滿足各項要求。綠色建筑優化設計,人們要重點考量健康化、系統化以及因地制宜等多個不同方面。

第一,綠色建筑系統化,主要是為了提升建筑物自我調節能力,利用對建筑物外部形狀和內部空間結構的改變,以此來有效改善建筑物體形系數以及朝向等,利用建筑物本身特點來對室外環境以及室內環境進行有效調節,以此來實現環境系統的有機統一,實現全面平衡,最終不斷增強建筑物整體的利用率,同時還能達到減少外部設備使用的目的。

第二,綠色建筑健康化,主要就是為人們打造一種健康舒適的生活空間,不能簡單理解為保障人體的安全性與無害性,健康化還可以為人們的精神創造一種安逸舒適的狀態,另外,我們還要同周邊的自然環境融為一體。為了實現綠色建筑全壽命周期功能提升的目的,我們需要全面分析建筑空間、技術以及資源投入的有機協調。

第三,綠色建筑的因地制宜,能夠將建筑技術、建筑功能以及材料等與當地的人文環境、地理環境、當地氣候和能源相協調,尊重建筑物本身的地域特點,實現與其相互融合,能耗下降的效果[5]。

6 結語

綠色建筑是建筑行業未來最主要的發展方向,科學建筑技術的應用與功能提升是未來提高項目建設速度和質量的有效途徑。將綠色建筑理念與先進的建筑模式相結合,構建高效的項目發展模式,是未來我國建筑業發展的重要趨勢。本文結合先進的技術構建了綠色建筑背景下建筑工業化的發展模式和實證分析。為我國建筑功能提升提供重要的思考,進而為完善我國綠色建筑化研究體系提供重要的參考。