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绿色建筑的碳排放管理中BIM技术应用研究
摘 要:加快降低碳排放步伐,有利于引导绿色技术创新,提高建筑产业的全球竞争力,随着BIM技术的进一步发展和行业对技术的深入理解,其在建筑碳排放管理应用将更加普遍,对提高建筑工程的质量、安全和可持续性将产生全面的影响。本文从探讨BIM技术的概念与特征入手,进一步分析了如何在工程建设各阶段应用BIM技术进行碳排放管理的措施,最后提出了全面加强碳排放管理的策略。
关键词:绿色建筑;碳排放管理;BIM技术
前言
绿色建筑的建设,致力于在建筑的全寿命期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,打造可最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。BIM技术对建筑业的助力显而易见,为双碳目标的实现奠定了扎实的基础。
1.BIM概述
BIM是一种体现科技发展创新成果的现代化信息技术,它利用数字技术构建建筑工程虚拟信息模型,支持建筑项目决策过程中的建筑设计实践,以及项目施工阶段的信息集成管理。BIM模型包含了建筑物的几何信息、空间关系、地理信息,以及属性信息等多维数据,从而涵盖从设计到施工再到运维全生命周期的信息资料。值得注意的是,BIM技术并未停留在审视模型、检查空间和碰撞测试等基础的功能层面,而是开发了更具综合性的价值,例如利用BIM模型减少资源浪费,快速精准地完成项目造价控制,最终为工程创造更大的价值。目前,BIM技术已经逐步实现了建造对象数字化,其所含的各种静态数据和动态数据,为碳排放管理、节能运营提供了数据支撑。
2.BIM技术在工程建设各阶段的碳排放管理措施
2.1施工设计阶段
2.1.1图纸设计
施工阶段BIM技术先行,通过三维模型搭建,可以实现数字化信息化构件间的无缝衔接,对二维图纸进行验证,就图纸中的问题形成报告反馈并辅助解决。深化后的各种模型,可以在电脑端虚拟施工,大大减少了施工过程中的二次返工问题和相关费用。在设计完成后,借助BIM技术,还可以使用计算机模拟和物理模拟相结合的方式,进行多种工况和极端情况下的测试,确保设计方案在实际施工应用中的科学性和可靠性。
2.1.2能源分析与测量方面
一直以来,我国在工程建设中的能源分析研究,都倾向于传统手工量测计算,但这样的评估模式,如果遇上建筑信息庞大且图面变更性高的项目时,是相当耗时耗力的。随着BIM建筑信息模型风潮的兴起,BIM技术、建筑3D模型对建筑项目进行参数化处理,不仅能自动计算对象数量、检视设计冲突、图面相关信息产出等问题,使建筑物相关数据透明化、数字化,还可以在智能化分析基础上,准确查找出建筑管理、维护工程、管线设备以及结构设计方面的问题,帮助工作人员探讨解决方案。
2.1.3建材碳排放数据库的建立方面
就目前而言,BIM技术在国内建筑产业碳排放的评估方面已逐渐发展成熟,建材碳排放数据库逐步得到建立,但碳排放评估还处于图面数据与数据个别分开的作业方式,当图面数据增多时,数据信息容易产生遗漏与错误的情形。为此,运用BIM面向对象的特性与建筑数据库等特点,将建筑3D模型与施工相关信息、建材碳排量数据结合于软件内,可以弥补缺陷,用成本估价的概念科学探讨出可计算碳排放的方法。
2.2建筑施工阶段
2.2.1节能设施的应用方面
建筑工程是能耗大户,为实现双碳目标,建筑业必然会在勘察、规划与设计、生产、施工、监管与验收、运维与管理等建筑施工环节过程中应用新技术。例如,在施工阶段,BIM技术可助力改善建筑房间的天然采光效果,降低照明能耗;将BIM与太阳能热水系统进行合理融合,可以进一步减少建筑运营的温室气体的排放。在此基础上,综合应用多种环保技术和节能设施,形成一整套的环保方案,可以从整体上优化建筑结构的布局设计,减少能耗,实现资源的优化利用。
2.2.2施工现场管理方面
BIM技术可以说是一种可以应用于建筑全寿命周期内的新技术,利用三维建筑模型验证及动态施工组织预演,可以更好地诠释建筑设计及施工的合理性。BIM相关的技术软件在施工现场,可以对建筑做科学的性能化分析并评估设计决策,从而更好地提高建筑工程安全、质量和效率,大幅减少工地垃圾和废弃物,减少碳排放。此外,BIM协同平台可精准高效运维和管理,借助数字化手段减少返工和材料浪费,实现最大程度地降耗,助力国家实现“双碳”目标。
2.3建筑运行阶段
在建筑建成后,投入长期的运营使用期,此时,借助BIM技术可以对建筑内部的电气自动化设备等进行长期管理。例如,对水电系统运行状态做严密实时监控,可及时发现可能系统运行所产生的环境污染,进而采取措施提高设备环保节能性。通过设置在线监测系统,如安装传感器,可进行温度、压力、流量等参数的实时监测,及时检测出意外情况及其可能给环境带来的不利影响。而在建筑高度智能化的情况下,建筑物配备的系统可以在外部网络(例如互联网)的帮助下相互连接,这本身就降低了人工管理的资源消耗程度。
3.科学应用BIM技术以加强碳排放管理的措施
通过建设基于BIM技术的数字化平台,优化绿色建筑建造的传统工作流程,可以提升相关工作的效率。在前期,可利用智慧BIM技术和大数据分析功能,对建筑图纸进行数字化处理、建模,并通过三维可视化方式展示给客户以及项目经理,在项目方案设计阶段就将各专业的沟通和协调成本降到最低,将施工中发现的问题解决在前。施工阶段,可以用BIM技术模拟建筑施工期间和投入使用后的碳排放和污染物排放值,并对这些排放污染物的成因进行评估,分析改进措施,以遴选出最低能耗、最小排放的建筑施工和日常运营方案。不仅如此,还可以在BIM系统中设置外部接口,与其他数字化平台对接,将系统内的建筑信息模型和污染物排放数据进行共享,实现业主、设计师、监理等各方之间协同工作及全过程管控。
结语
综上所述,为全面加强碳排放管理效果,要将BIM技术应用在绿色建筑的设计、施工、管理各项工作中;并且在未来持续关注新的技术、材料的应用,以及对复杂环境下绿色建筑进行碳排放管理的深入研究,为建筑的可靠环保运行提供持续的技术支持。
参考文献:
[1]周蕾.浅析基于BIM技术的建筑绿色施工安全管理运用[J].智能城市,2018,4(07):75-76.
[2]吴建亮,穆新盈.基于BIM技术的高层建筑施工安全管理研究[J].工程技术研究,2016(5):158,160.