分阶段、分类型逐步完成了①铝合金单元房；②灵活组合的多功能铝合金建筑产品；③功能完善、性能突出的“微排屋”住宅产品。图4-1三代可移动铝合金建筑产品资料来源：作者自摄。其中以第三代——可移动铝合金住宅产品最具代表性，以此作为工业化预制装配建筑的碳排放计算案例具有典型意义：①体量小：建筑面积40m2，两个主体模块的尺寸为：3m×3m×6m，3m×2m×6m。......
2023-10-09
基于BIM的工业化建筑数据信息库-全生命周期碳排放模型
【摘要】：BIM是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期的信息的可计算或可运算的表现形式，从而为决策提供支持，以便更好地实现项目的价值。基于传统的建筑工程管理，BIM建模被越来越广泛地提及。基于BIM的工业化建筑数据信息库包括三部分：参数库、清单库和运行数据库，下面具体展开阐述。
现阶段关于建筑基础数据的统计方法大致有两种：第一种是基于施工方案和工程量的统计，主要建筑材料用量的数据来源于工程决算书或造价指标中的“建材、耗能主要消耗量指标”；第二种是基于BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）的建筑碳排放计算，它与第一种最大的区别是可以随着建筑方案的调整实现碳排放的动态统计，以保证数据信息的时效性，因此本书选用第二种统计方法。
BIM是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期的信息的可计算或可运算的表现形式，从而为决策提供支持，以便更好地实现项目的价值。美国buildingSMART联盟主席达纳·D.史密斯（Dana K.Smith）先生在其BIM专著中提出了对BIM的通俗理解，他认为BIM就是把建筑相关的信息转换成数据来表达其相关的物理功能特性，利用数据知识进行智慧建造、经营建筑的过程。在对BIM众多的定义和解释中，美国的麦克格劳·希尔（McGraw Hill）对BIM的定义最简练，他在其2009年的市场调研报告The Business Value of BIM中对BIM的定义是BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程中的实体与功能特性的数字化表达［12-13］。
基于传统的建筑工程管理，BIM建模被越来越广泛地提及。它的普及应用不仅仅是在规划设计阶段有助于模型的可视化和信息化，更多的是BIM模型提供了一个信息化的平台，基于此平台，可以满足对于进度管理、成本管理、风险管理以及本文涉及的低碳管理的需求。BIM的建筑碳排放计算，可以为建筑全生命周期碳排放计算提供一种动态的思路，为规划设计阶段碳排放的预测评估提供计算的平台和方法，同时为日后碳排放交易的规范化提供依据，具有重要意义。
BIM系统为建筑全生命周期提供了一个统一的协同工作平台，使得相互之间的信息传递避免了失真和“信息孤岛”。BIM系统具有以下特点：①信息集成的可计算性，建筑信息模型集成了建筑构件的几何属性、空间关系、构件材料的属性信息、数量信息、供应商信息等，这些丰富的信息之间存在结构关联，结构化的表达使信息能被读取、计算；②一致性，BIM的信息是动态关联的，一处修改，相关的信息随之自动更改。
BIM技术自身的特点与建筑的生命周期设计具有非常好的匹配度，为解决这些问题提供了前景非常明朗的途径。BIM的核心即为信息，并且是所设计的建筑的实时数据库，任何性能分析信息都可以从中提取并反馈至统一的模型，BIM技术真正超越了计算机辅助绘图（Draw），体现了计算机辅助设计（Design）的思想。并且，BIM技术在建筑产品的环境影响评价方面也有重要的应用价值。
基于BIM的工业化建筑数据信息库包括三部分：参数库、清单库（明细表清单、数量清单）和运行数据库，下面具体展开阐述。
1.参数库
传统建造方式中，面对房屋使用者的承建商是施工单位或总承包商；而工业化建造模式，其产业链构成、工程建设和市场运行模式与传统存在明显差别，面对房屋使用者的承建商是房屋的系统集成商和营销商。集成商和营销商需要基于信息化的管理手段，为工业化建筑产品提供类似“汽车4S店”一样的运行维护和技术支撑。因此，在产业链上，材料供应商、部品制备商、房屋的集成商和营销商成为主角，而物流商、部品营销商、零配件商以及授权的房屋营销商、维护商等都是其中的重要参与者。
在工业化预制装配建筑全生命周期碳排放核算的各个阶段，房屋集成商需分阶段提供碳排放计算所需的基础参数：①建材开采和生产阶段：材料供应商提供材料参数；②工厂化生产阶段：生产制备商提供（材料—构件—组件—模块）加工工艺流程及相关工艺参数；③物流阶段：物流商和吊装商分别提供运输及吊装参数；④装配阶段：吊装商和房屋装配商分别提供吊装及装配流程及相关工艺参数；⑤建筑使用和维护更新阶段：维护商提供维护参数，其参数内容可与②③④阶段合并考虑；⑥拆卸与回收阶段：（材料、构件、组件、模块）回收商提供相应的回收参数。如图3-16所示。
图3-16 工业化预制装配碳排放计算数据信息库——参数库
资料来源：作者自绘。
在工程项目生命周期中，包括决策、设计、施工、运营、管理等各阶段，各个参与人员都可以根据自己的需求在BIM中提取自己所需要的数据来完成各自的任务。与此同时，工业化预制装配建筑生命周期各阶段的参与者（包括材料供应商、生产制备商、物流商等）提供的信息亦可反馈到BIM中去，如此使工程中各参与人员通过BIM紧密地联系在一起，实现协同工作的目的。
2.清单库
清单库包括：明细表清单和（材料—构件—组件—模块）数量清单。(www.chuimin.cn)
（1）明细表清单
Autodesk Revit作为支持BIM的建模软件，可以为建筑项目提供所需的设计、建筑图纸和构件明细表，Autodesk Revit软件直接是以建筑构件如门、窗、墙、楼板等的命令对象进行三维虚拟建模，利用Autodesk Revit软件建模的同时，同步建立构件明细表，包括构件的几何属性、空间关系等，再将房屋集成商提供的信息反馈到BIM模型中，其明细表功能可以反映对所添加的碳排放参数信息，并共同构成明细表清单，还可以将此明细表转成Excel表格形式，再结合“基础数据库”得出碳排放因子，从而可以计算得出碳排放量。如图3-17所示。
图3-17 BIM明细表清单
资料来源：作者自绘。
（2）数量清单
Autodesk Revit软件计算工程量是基于软件导出的ODBC数据库来实现的，Revit模型中所有的数据都分类存放于ODBC数据中，ODBC数据与造价软件通过API接口联通获取模型中的数据，按照造价软件中定额的工程量计算规则进行计算［14-15］。
本书的工程量清单计算对象不再局限于构件的材料量统计，而是遵循工业化预制装配模式的特点，按照“材料—构件—组件—模块”的集成化程度，有层级化的分别统计材料、构件、组件、模块的数量。另外，如此统计的另一个原因是：工业化建筑的全生命周期各阶段的统计对象是不同的，不再仅仅停留在“材料”层面，如：①建材开采和生产阶段的研究对象：材料；②生产阶段的研究对象：材料—构件、构件—组件、组件—模块的过程；③和④物流阶段、装配阶段的研究对象：模块；⑤建筑使用和维护更新阶段：构件、组件、模块；⑥拆卸与回收阶段：材料、构件、组件、模块。如图3-18所示。
图3-18 （材料—构件—组件—模块）BIM数量清单
资料来源：作者自绘。
3.运行数据库
运行数据库的建立主要针对工业化预制装配建筑全生命周期第5阶段中的“建筑使用阶段”，现阶段研究中，该阶段的数据主要有两种来源：第一种来源是实际运行的监测数据或能耗账单（预决算书等）；第二种来源是使用能耗分析软件进行的模拟估算。其中通过实测法获得的数据，需要有比较完备的能耗分析统计系统，同时需要较高的管理水平，才能确保其完整性及准确性。虽然实测法能够反映建筑真实的能耗情况，但统计工作量大，数据收集较困难，且结果因不同使用者的用能习惯不同而有主观差异［16］。第二种来源受到模拟软件的约束，比如各种输入条件对于最后的模拟结果有比较大的影响，但胜在适于建筑方案设计端对碳排放的预测，同时对使用阶段的碳源进行了简化，对碳减排更具指导意义。国内外已有不少模拟计算软件：美国DOE-2、Energy Plus、BLAST、eQuest，加拿大的Hot2000，英国的ESP-r，日本的HASP，我国的DEST、PKPM等。本书选用第二种来源中的Energy Plus性能模拟软件。由Energy Plus性能模拟软件所提供的运行数据库信息主要包括：空调、采暖和照明、设备等的年能耗。
有关工业化预制装配建筑全生命周期碳排放模型的文章
- 详细阅读
-
工业化预制装配建筑全生命周期的碳排放模型详细阅读
建筑全生命周期的碳排放即是建筑物化、使用和拆除处置各阶段的各类温室气体排放量与其全球气候变暖影响潜能特征当量因子相乘所得到的总和。能源的碳排放因子包括单位质量能源从开采、加工、使用各个环节中排放的温室气体转化为CO2量的总和。IPCC对不同种类煤进行测定，其他组织机构均把煤作为一种综合的能源对其综合碳排放因子进行测定。......
2023-10-09
-
建材开采-工业化预制装配建筑全生命周期碳排放详细阅读
完整的“可移动铝合金住宅产品”的建材开采生产阶段的BIM明细表清单参见附录二。表4-1建材开采和生产阶段——可调基脚（组件）的BIM明细表清单1、数量清单2资料来源：作者自绘。②建材碳排放量比例中，铝材和光电板最大，两者之和占统计总量的近90%。③由①、②得出：建材的碳排放量与建材用量不成正比关系。......
2023-10-09
-
工业化预制装配建筑全生命周期碳排放数据来源详细阅读
①建材开采、生产阶段碳排放计算公式：P1＝Pj1＝∑k式中：P1——建材开采和生产阶段碳排放量，t；Pj1——建材开采和生产阶段间接空间碳排放量，t；Vk——第k种考虑回收系数的建材碳排放因子，t/t、t/m2、t/m3；Qk——第k种建材用量，t、m2、m3。另一种方法是能源分析法，施工阶段主要的碳排放基本是由能源使用导致的，统计能源用量，直接计算得出碳排放量，见公式所示：Pi2＝∑k式中：W......
2023-10-09
-
工业化预制装配建筑全生命周期碳排放模型详细阅读
以“结构体—基础—可调基脚”的工厂化生产为例具体说明，如图4-11所示。完整的“可移动铝合金住宅产品”的工厂化生产阶段的BIM明细表清单参见附录三。表4-6工厂化生产阶段——可调基脚的BIM明细表清单1、数量清单2资料来源：作者自绘。代入以上公式：单个“可调基脚”工厂化生产阶段的耗能量＝0.082×10-3t＋0.0725kWh。......
2023-10-09
-
《工业化预制装配建筑全生命周期碳排放模型-基详细阅读
本书基于生命周期评价的方法，以典型建材企业生产过程中的资源消耗及废弃物排放数据为基础数据，结合国内外成熟数据库建立的基本原理，建立我国建材行业中典型企业的生命周期清单数据库框架，并将其作为后台数据库，采用网络数据库，内容包括企业、项目、行业、流程及流的信息，实现了建筑师对生命周期清单数据的在线查询及提交。基础数据库框架对工业化建筑数据库的信息提交内容做出具体的、明确的要求。......
2023-10-09
-
工业化预制装配建筑全生命周期碳排放评价详细阅读
本书选取案例为四个建筑设计相近的重型结构、轻型结构的低层住宅建筑为分析对象［136-138］，建筑占地面积250m2，地上两层，地下一层，建设期为1年，房屋使用寿命为50年。图2-17轻钢结构每年单位面积各阶段碳排放比例资料来源：作者自绘。④重型结构在建筑施工阶段和建筑拆除阶段的单位时间碳排放之和所占比例高于轻型结构。每年单位建筑面积碳排放：①重型结构＞轻型结构；②钢筋混凝土结构＞钢结构＞轻钢结构＞木结构［139］。......
2023-10-09
- 详细阅读
相关推荐