基于BIM的工程项目模型构建及绿色建筑标准自动化关联文献综述

 2023-08-25 06:08

文献综述(或调研报告):

人们对环境的关注,对建筑物的需求增加以及更高质量的室内环境之间的相互作用影响了建筑物的设计和建造方式。为了应对这一趋势,全球范围内制定并实施了绿色建筑评估方案,如LEED,BREEAM,BEAM Plus,CASBEE以及中国的《绿色建筑评价标准》等。他们被认为是从概念设计到建筑物的运营,翻新和拆除的综合可持续性衡量标准。绿色建筑评估方案的好处不仅限于认证,还可以为建筑从业人员提供对建筑物性能的合理预测[1]。然而,当评估不够准确,参考标准前后不一,并且在时间和成本方面对资源的要求很高的时,绿色建筑从业者在建筑设计阶段要满足这些标准时面临着重大挑战[2]

为了促进绿色建筑设计,建筑信息模型(BIM)作为一种可以在建筑物的整个生命周期中进行3D建模和信息管理的技术和手段出现[3]。众所周知,BIM是一种数据丰富,智能且面向对象的参数化建筑建模工具[4]。它可以将各种类别的信息输入3D模型并进行管理以满足用户的需求。近年来,BIM的创新发展提供了支持绿色建筑实践的机会,被归类为绿色建筑信息模型。绿色建筑信息模型的核心定义是,“一种基于模型的,用于生成和管理协调一致的建筑数据的,从而有助于实现既定的可持续发展目标的过程”[5]。通过此定义,绿色建筑信息模型的应用会有助于进行各种性能分析和评估,例如声学分析,碳排放,建筑和拆除废物管理,照明分析,运营能源使用和水的使用。由于建筑信息模型包含用于各种分析的多学科数据,这表明可持续性指标可以叠加在3D模型上以支持GBAS中的信用评估[1]。在项目的早期设计阶段,通过BIM工具来存储和管理GBAS评级数据可以帮助根据实际项目数据做出有用的设计决策。

在过去十年,已经发表了大量有关绿色建筑BIM的学术研究。Johnny发现 BIM 技术主要集中应用于绿色建筑的设计、施工两个阶段 [6]。悉尼大学的 S.Gandhi 和 J.Jupp 以澳大利亚写字楼的案例为研究对象,确定了基于BIM 技术对绿色建筑评价的可行性,并讨论了 BIM 管理过程与绿建认证标准之间的映射关系[7]。Salman Azhar, Wade A Carlton 通过索尔兹伯大学的商业大楼的案例展示了 BIM 技术在可持续发展设计及和 LEED 评价过程的应用,文中分析了 BIM 软件与 LEED 绿建评价标准之间的契合度,提出绿色建筑评价中全面应用 BIM 技术的策略及方法[8]。北京建筑大学的聂鑫以某医院的建筑设计为研究对象,通过理论和实际案例的方式,分析了 BIM 技术与绿色建筑设计的结合点,讨论了应用过程的优势和策略[9]。北京工业大学的王慧琛研究 BIM 技术在公共建筑设计阶段的节约能源的应用点,分析了 BIM 技术在绿色建筑评价的应用方法,验证了 BIM 技术在设计过程的可行性[10]。西安交通大学的林亚星以绿色建筑的评价为出发点,探究了应用 BIM 技术的绿色建筑评价方式中的信息分类和建模深度的要求,并分析了实施过程中的应用点[11]。陈贵涛建立了基于 BIM 和本体技术的智能应用框架,采用Revit API、网络本体语言( OWL) API 和语义网规则语言( SWRL) API 技术实现了框架程序[12]

尽管上述研究对BIM在绿色建筑上的应用做出了显着贡献,但没有一个研究在使用BIM和绿色建筑标准评估建筑的绿建级别。此外,通过深度学习程序自动地关联BIM构件属性和绿色建筑标准,进而完成绿色建筑评估过程的技术研究也没有被涉及。

参考文献:

[1]Maltese, S., Tagliabue, L. C., Cecconi, F. R., Pasini, D., Manfren, M., amp; Ciribini, A. L. C. (2017). Sustainability assessment through green BIM for environmental, social and economic efficiency. Procedia Engineering, 180, 520–530.

[2] Zuo, J., amp; Zhao, Z.-Y. (2014). Green building research–current status and future agenda: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 271–281.

[3] Lu, Y., Wu, Z., Chang, R., amp; Li, Y. (2017). Building Information Modeling (BIM) for green buildings: A critical review and future directions. Automation in Construction, 83, 134–148.

[4] Gao, H., Koch, C., amp; Wu, Y. (2019). Building information modelling based building energy modelling: A review. Applied Energy, 238, 320–343.

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