發(fā)布時間：2020-03-28 07:39

【摘要】：我國在進行快速城鎮(zhèn)化的過程中建造了大量的建筑,同時也消耗了大量的自然資源和能源,給生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞,因此控制建筑行業(yè)導致的環(huán)境影響顯得尤為迫切。隨著我國城鎮(zhèn)化進度的深入推進,建筑改造項目將會是建筑行業(yè)中很大一部分市場,因此減少這部分項目導致的環(huán)境影響是控制未來建筑行業(yè)環(huán)境影響的重要手段。生命周期評價(Life Cycle Assessment,LCA)方法可以對建筑產品全生命周期各個階段造成的潛在環(huán)境影響進行綜合分析和評價,為建筑設計和施工提供信息反饋,從而使得建筑改造設計與施工技術人員可以改進和優(yōu)化建造與后期運維的各種實施方案。但是,建筑改造項目的改造過程涉及到復雜多樣建筑材料和施工工藝,后期的建筑運營、維護、拆除、建筑垃圾處理等過程都涉及到多種類型的資源消耗和固體廢物排放,并且期間還可能存在著多種情景和處理方式,這使得建筑改造項目的LCA實施變得非常困難。近些年來,建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)的發(fā)展使得建筑的生命周期數據管理變得更加容易,這為建筑改造項目LCA的實施帶來了巨大的便利性。然而,目前基于BIM的建筑LCA主要針對新建建筑,很少有研究應用BIM對建筑改造、建筑運營、建筑維護、建筑拆除、建筑垃圾處理等過程的數據收集和處理問題進行全面而深入的研究。因此,研究BIM在建筑改造項目LCA中的應用,量化建筑改造項目的生命周期環(huán)境影響,并將這些結果反饋到建筑改造方案優(yōu)化和比選顯得尤為必要。本研究的目的是建立基于BIM的建筑改造項目LCA方法,通過量化建筑改造項目的生命周期環(huán)境影響,分析和識別導致建筑生命周期環(huán)境影響負荷的主要過程和因素,從而為建筑改造設計與施工提供信息反饋。首先,本研究通過文獻綜述對建筑LCA的研究現狀進行了全面系統(tǒng)的梳理和分析,并深入探討了將BIM應用于建筑LCA所具有的價值以及建筑改造項目LCA面臨的獨特性問題,從而為本研究奠定理論和方法基礎。其次,建立了基于BIM的建筑改造項目LCA方法,詳細分析了建筑改造項目生命周期清單分析的數據需求以及BIM在提供這些數據方面的可能性。然后,結合目前BIM在我國的實踐特點,對既有建筑BIM模型的創(chuàng)建方法進行了對比分析,并且建立了應用BIM核算改造施工、建筑運營、建筑垃圾處理等過程資源消耗的方法,從而實現了BIM模型的“一模多用”。最后,基于本研究建立的方法體系,對一個辦公樓改造項目進行了案例研究。在案例中,BIM工具被用于量化建筑改造施工、建筑運營、建筑拆除與建筑垃圾處理等環(huán)節(jié)的資源、能源以及固體廢棄物。中國本土的LCA工具eFootprint和生命周期數據庫CLCD被用于該辦公樓改造項目的LCA模型構建和生命周期環(huán)境影響評價。基于環(huán)境影響評價結果,對該改造項目的不同階段、不同分項分部工程以及不同建筑材料導致的潛在環(huán)境影響進行了對比分析,同時對使用階段為實現不同功能而消耗的能源之間的環(huán)境影響進行了比較。本研究表明,應用BIM進行建筑改造項目LCA可以有效輔助建筑改造項目的生命周期清單數據收集,從而改善建筑改造項目LCA需要大量時間和人力成本的局限性。此外,通過創(chuàng)建較為精確的既有建筑BIM模型,應用各種BIM工具對建筑改造項目生命周期的各階段進行分析和模擬,可以為建筑改造項目LCA提供更加全面準確的數據支撐。這使得建筑改造項目LCA的計算結果更具有代表性和可信度,從而更好地指導建筑技術人員進行改造方案設計和改造施工,進而提高整個建筑改造項目生命周期的環(huán)境生態(tài)效益。
【圖文】：

圖 2.3 建筑改造項目環(huán)境影響與生命周期的關系Fig.2.3 The relationship between environmental impact and life cycleBIM 的概念與技術體系 BIM 的概念美國的 Chuck Eastman 于 30 年前首次提出了建筑信息模型（Bmation Modeling, BIM）的基本概念。根據他的定義，建筑信息模型應當所有的信息，如構件幾何信息模型、功能特征信息、構建材質參數信息

圖 3.6 在 eFootprint 軟件中建立生命周期模型Fig. 3.6 Building the life cycle model in the eFootprint software3.5 LCA 結果與解釋根據以上的清單分析與生命周期清單數據庫等對相應的建筑改造項目環(huán)境影響指標進行計算，可以對建筑改造項目生命周期范圍內消耗能源和資源所導致的潛在環(huán)境影響進行評價和對比，并做出相應的解釋。應用這些評價結果可以實現一下應用：① 關鍵環(huán)境影響過程的識別。建筑改造項目的體量和改造的規(guī)模都具有很大的不確定性，，因此需要對改造項目生命周期內各階段導致的環(huán)境影響進行對比，從而識別出對建筑生命周期環(huán)境影響最大的階段和環(huán)境影響指標。在此基礎上，可以對這一過程進行更進一步分析從而找出改進方案。② 評估建筑構件或建筑材料的環(huán)境影響。由于建筑改造過程中使用的材料多種多樣，不同的建材導致的環(huán)境影響存在著巨大的差別。通過對不同建材的環(huán)境影
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：F426.92

【參考文獻】

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本文編號：2604151