CN113408854B - 一种基于bim技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法 - Google Patents
一种基于bim技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法，包括利用BIM技术建立不同阶段下实体项目的数字模型；根据优化选取方法从所述数字模型中选取定量评价的评估范围；结合所述评估范围建立全生命环境周期的决策分析模型；对所述不同阶段的分析结果进行整合分析对比，判定所述实体项目的关键影响因素，以获得实际的参考方案。本发明方法能够快速完成实体项目在不同阶段下，对全生命周期环境周期进行高性能分析，数据之间整合度更高，使得环境综合指数影响结果表现的更加准确；并且在BIM技术与全生命周期环境影响评价模型之间对数据进行优化选取，简化各阶段的优化过程，降低全生命周期的分析压力，提高环境分析效率。
Description
技术领域
本发明涉及工程项目环境管理的技术领域，尤其涉及一种基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法。
背景技术
全生命周期评估是一种评价从原材料采集到产品生产、运输、销售、使用、回收、维护和最终处置整个生命周期阶段有关的环境负荷的过程，生命周期分析有时也称为“生命周期评价”、“生命周期方法”、“摇篮到坟墓”、“生态衡算”等，现已成为一种具有广泛应用的产品环境特征分析和决策支持工具，生命周期分析表明，除了要把建设处理效果好的废水和污泥处置设施作为控制水污染的重要环保对策之外，还必须考虑废水处理厂整个生命周期内在其他方面所产生的重要环境影响，这涉及设施的设计、材料和能源的获取、施工过程、运行管理和报废拆除的全过程，将技术、经济、社会和心理等因素与环境保护联系起来。
BIM和全生命周期结合的显著优势使其在建筑全生命周期的评估中得到了广泛的应用，在目前建筑领域的相关研究中，通过BIM技术构建项目3D模型进一步量化全生命周期的评价结果，但是由于在建筑周期中，其涉及的材料众多，在构建模型与全生命周期的联系过程中，建模过程较为复杂，周期也较长，工作效率较低。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有环境影响管理分析方法里存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：在目前建筑领域的相关研究中，BIM数据库中的信息与LCA理念的环境影响评价分析难以整合，并且在建筑周期中，其涉及的材料众多，在构建模型与全生命周期的联系过程中，建模过程较为复杂，周期也较长，从而使得BIM模型数据及综合环境影响评价的分析结果产生差异性，降低工作的效率。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：利用BIM技术建立不同阶段下实体项目的数字模型；根据优化选取方法从所述数字模型中选取定量评价的评估范围；结合所述评估范围建立全生命环境周期的决策分析模型；对所述不同阶段的分析结果进行整合分析对比，判定所述实体项目的关键影响因素，以获得实际的参考方案。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述建立不同阶段下实体项目的数字模型包括，所述不同阶段包括规划阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述选取定量评价的评估范围包括，所述全生命环境周期进行分析时，分析过程包括日照分析、气候分析、低碳分析、能耗分析、采光分析、机电系统分析、结构分析，在所述实体项目的不同阶段下，利用优化选取方法，对各个阶段中的分析数据进行优化选取，选取变化数据作为评估范围。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述优化选取方法包括，对各项数据按顺序排列并统一单位后以数字的形式进行表示，在对所述规划阶段建立决策分析模型时，将所有分析过程所需数据作为所述评估范围，建立决策分析模型，将所述评估范围和分析结果存入数据库；对所述设计阶段进行分析时，将各项数据与所述数据库中数据进行对比，按顺序聚焦相同的数据元素，并将变化的数据作为评估范围，建立决策分析模型，并将设计阶段的所述评估范围和决策分析模型存入数据库中；所述施工阶段以及运营阶段的评估范围选取与所述设计阶段的选取方法相同。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述对各项数据按顺序排列包括，所述各项数据日照、气候、低碳、能耗、采光、机电系统、结构数据，对所述数据进行字母标号，并按顺序标记为A～G。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述决策分析模型包括，通过不同指标对全生命环境周期中的分析过程进行指标分析，评估实体项目相关材料对各类环境的影响。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述不同指标包括，五个等级的指标类型，具体包括，第一指标类型：环境酸化污染物指标、第二指标类型：富营养化指标、第三指标类型：温室效应指标、第四指标类型：臭氧层破坏程度指标以及第五指标类型：烟雾污染物指标。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述整合分析对比包括，根据所述决策分析模型的分析结果确定各评价指标的分类基准值，以指标计算结果为基础，判定环境综合指数影响大小，对于在不同阶段下相同的数据，仅需分析一次。
作为本发明所述的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的一种优选方案，其中：所述判定所述实体项目的关键影响因素为环保相关因素，包括，项目实施的规划要求、地域环境、不必要的环境污染和能源消耗。
本发明的有益效果：通过BIM技术与全生命周期环境影响评价模型建立连接，快速完成实体项目在不同阶段下，对全生命周期环境周期进行高性能分析，数据之间整合度更高，使得环境综合指数影响结果表现的更加准确；并且在BIM技术与全生命周期环境影响评价模型之间对数据进行优化选取，简化各阶段的优化过程，降低全生命周期的分析压力，提高环境分析效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
其中：
图1为本发明第一个实施例提供的基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法的基本流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法，包括：
S1：利用BIM技术建立不同阶段下实体项目的数字模型。其中需要说明的是，
不同阶段包括规划阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段。
进一步的是，规划阶段包括：BIM模型维护、场地分析、实体设施策划；
设计阶段包括：方案论证、参数化设计、性能化分析、工量统计、可视化协同设计、数字化建模；
施工阶段包括：施工模拟、物料跟踪；
运营阶段包括：维护计划、资产及空间管理、实体设施系统分析以及实体设施改造。
S2：根据优化选取方法从数字模型中选取定量评价的评估范围。其中需要说明的是，
选取定量评价的评估范围包括，进行全生命环境周期分析时，分析过程包括日照分析、气候分析、低碳分析、能耗分析、采光分析、机电系统分析以及结构分析，在实体项目的不同阶段下，利用优化选取方法，对各个阶段中的分析数据进行优化选取，选取变化数据作为评估范围。
进一步的是，分析过程中的数据包括日照、气候、低碳、能耗、采光、机电系统、结构数据，并且数据进行字母标号并按顺序排列，其字母编号按分析过程顺序标记为A～G。
更进一步的是，优化选取方法包括，对各项数据按顺序排列并统一单位后以数字的形式进行表示，例如：日照情况下，在规划阶段的日均日照时间为12h，则表示为A12。
在对规划阶段建立决策分析模型时，将所有分析过程所需数据作为评估范围，建立决策分析模型，将评估范围和分析结果存入数据库；对设计阶段进行分析时，将各项数据与数据库中数据进行对比，按顺序聚焦相同的数据元素，并将变化的数据作为评估范围，建立决策分析模型，并将设计阶段的评估范围和决策分析模型存入数据库中；施工阶段以及运营阶段的评估范围选取与设计阶段的选取方法相同。
以分析过程仅包括日照、能耗、采光分析部分为例，在根据字母编号以及数字形式，在规划阶段，日照、能耗和采光的分析数据分别为A10、D2340、E80，将这些数据作为规划阶段的评估范围，建立决策分析模型进行分析，并将分析数据和结果存入数据库中；在设计阶段，日照、能耗和采光的分析数据分别为A12、D3470、E80，将这些数据与原数据库进行对比，按顺序聚焦相同的数据元素E80，将变化数据A12、D3470作为设计阶段的评估范围，建立决策分析模型。
S3：结合评估范围建立全生命环境周期的决策分析模型。其中需要说明的是，
决策分析模型包括，通过不同指标对全生命环境周期中的分析过程进行指标分析，评估实体项目相关材料对各类环境的影响，其中不同指标包括，五个等级的指标类型，具体包括，第一指标类型：环境酸化污染物指标、第二指标类型：富营养化指标、第三指标类型：温室效应指标、第四指标类型：臭氧层破坏程度指标以及第五指标类型：烟雾污染物指标。
进一步的是在分析过程中的指标分析的计算公式可以表示为：
其中：R为指标数值一致性比率，λmax为各指标类型反馈评价变量的最大值，γ为各指标标准化数值，若R<0.3，则认为该指标类型环境综合指数影响较小。
S4：对不同阶段的分析结果进行整合分析对比，判定实体项目的关键影响因素，以获得实际的参考方案。其中需要说明的是，
整合分析对比包括，根据决策分析模型的分析结果确定各评价指标的分类基准值，以指标计算结果为基础，判定环境综合指数影响大小，对于在不同阶段下相同的数据，仅需分析一次。
进一步的是，判定实体项目的关键影响因素包括，项目实施的规划要求、地域环境、不必要的环境污染和能源消耗。
现有的决策分析方法构建建筑模型，从全生命周期角度，定义模型与建筑材料的关系，从生产、运营、回收阶段考虑建筑项目对自然环境的影响，构建模型时，搭建层次结构评价框架从环境指标、技术指标以及成本指标三个方面进行评价，能够系统地分析计算工程建设不同阶段产生的环境影响，进行有针对性的对材料进行改进和优化，但是在进行计算时，其建模与全生命周期的分析过程，由于需要对大量的数据进行计算分析，其处理过程较慢，工作效率不高。
本发明结合优化选取方法，在大量数据中挑选出适当的范围，降低在不同阶段分析时，系统的计算量，并且在进行决策分析时，将所有阶段的数据整合分析，挑选出实体项目的关键影响因素，减少了运算过程中的数据量，提高整体的工作效率，并且还能从整体全局出发，获取影响整体方案的关键因素，进一步优化决策分析结果。
实施例2
本发明另一个实施例，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统环境影响分析的决策分析方法与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。
利用bim技术建模软件，包括广联达、鲁班和revit，多个软件相互配合，完成模型建立、数据分析以及决策分析的过程，在进行工程量提取时，由于不能充分考虑现场误差，因此通常会采集现场数据进行分析对比，在进行生命周期分析时，在实验中包括规划阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段，针对各个阶段的分析情况进行传统方法与本发明的实验对比，其中本实验向从事结构设计、工程施工、环境与经济学的专家发放了现场数据，共发放100份，将两种方法的决策分析结果与专家结果进行对比，比较系统总各个部件权重划分的准确性和所用时间，实验结果如下表1所示：
表1：环境影响分析的实验对比结果。
从表1可以看出，本发明方法所测算出的环境影响因素的权重值与传统方法相比，要略接近于专家评估结果，并且在进行测算时，传统决策分析方法所耗时间约为本发明所耗时间的3倍，因此本发明方法明显降低了决策分析时间，提高了决策分析的效率。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种基于BIM技术的建筑全生命周期环境影响评价管理方法，其特性在于，包括：
利用BIM技术建立不同阶段下实体项目的数字模型；
根据优化选取方法从所述数字模型中选取定量评价的评估范围；
结合所述评估范围建立全生命环境周期的决策分析模型；
对所述不同阶段的分析结果进行整合分析对比，判定所述实体项目的关键影响因素，以获得实际的参考方案；
所述建立不同阶段下实体项目的数字模型包括，
所述不同阶段包括规划阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段；
所述选取定量评价的评估范围包括，
所述全生命环境周期进行分析时，分析过程包括日照分析、气候分析、低碳分析、能耗分析、采光分析、机电系统分析、结构分析，在所述实体项目的不同阶段下，利用优化选取方法，对各个阶段中的分析数据进行优化选取，选取变化数据作为评估范围；
所述优化选取方法包括，
对各项数据按顺序排列并统一单位后以数字的形式进行表示，在对所述规划阶段建立决策分析模型时，将所有分析过程所需数据作为所述评估范围，建立决策分析模型，将所述评估范围和分析结果存入数据库；对所述设计阶段进行分析时，将各项数据与所述数据库中数据进行对比，按顺序聚焦相同的数据元素，并将变化的数据作为评估范围，建立决策分析模型，并将设计阶段的所述评估范围和决策分析模型存入数据库中；所述施工阶段以及运营阶段的评估范围选取与所述设计阶段的选取方法相同；
所述对各项数据按顺序排列包括，
所述各项数据日照、气候、低碳、能耗、采光、机电系统、结构数据，对所述数据进行字母标号，并按顺序标记为A～G；
所述决策分析模型包括，
通过不同指标对全生命环境周期中的分析过程进行指标分析，评估实体项目相关材料对各类环境的影响；
所述不同指标包括，
五个等级的指标类型，具体包括，第一指标类型：环境酸化污染物指标、第二指标类型：富营养化指标、第三指标类型：温室效应指标、第四指标类型：臭氧层破坏程度指标以及第五指标类型：烟雾污染物指标；
所述整合分析对比包括，
根据所述决策分析模型的分析结果确定各评价指标的分类基准值，以指标计算结果为基础，判定环境综合指数影响大小，对于在不同阶段下相同的数据，仅需分析一次；
所述判定所述实体项目的关键影响因素为环保相关因素，包括，
项目实施的规划要求、地域环境。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 结合BIM 的工程项目全生命周期环境影响评价与决策分析方法研究;陈楠等;工程管理学报;第30卷(第2期);97-102 * |
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