绿色建筑中BIM全流程应用价值系统研究

【摘要】：建筑业作为国民经济支柱产业,对资源环境负面影响巨大。与传统建筑比较,发展绿色建筑是贯彻“四节一环保”理念,改善人居环境、降低建筑能耗、缓解能源问题和实现建筑业可持续发展有效途径。建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)作为建筑业新兴计算机辅助技术,已被认为是推进绿色建筑发展的有效手段。目前绿色建筑与BIM结合尚处于起步阶段,针对绿色建筑中BIM应用价值测量缺失、量化不足、内涵分析与系统性研究不够等问题,本文围绕绿色建筑中BIM应用的价值问题展开研究,重点聚焦BIM应用价值的本质、价值评价标准、价值评价方法、费用投入与效益产出分析、价值表现规律等方面,来界定BIM应用价值内涵,提取BIM应用价值主体的价值要素、价值标准,提出BIM应用价值评价与经济效益评估方法,并分别从理论和实践两方面验证方法的有效性。同时,在此基础上建立绿色建筑中BIM全流程应用价值优化提升模型,针对BIM应用价值关键影响路径展开分析。研究内容主要如下:(1)绿色建筑中BIM全流程应用价值系统研究。从工程价值观视角出发,在价值理论研究基础上界定BIM应用价值的内涵,通过文献归纳及问卷调研识别绿色建筑中BIM应用的价值主体及其价值要素,初步建立BIM应用价值评价理论框架。应用工程价值分解结构方法(Value breakdown structure,简称VBS)对BIM应用价值进行分解,运用因子分析法对BIM应用价值主体的价值要素进行合并得到价值标准,提取相应的价值因子,最终构建由价值主体、价值要素、价值标准、价值因子、价值子系统组成的绿色建筑中BIM全流程应用价值系统结构理论框架。(2)绿色建筑中BIM全流程应用价值评价与经济效益分析。为解决绿色建筑中BIM应用价值量化缺失问题,开发了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,简称CNN)的绿色建筑中BIM全流程应用价值评价方法,分别从理论和实践两方面验证方法的有效性,从而实现对绿色建筑中BIM全流程应用价值的精准评价,总结BIM应用实施弱点。同时,采用经济效益分析理论,通过对应用BIM所产生的费用和效益构成要素进行全面分析,识别出可货币化的指标,构建经济效益分析框架,综合分析BIM应用的费用投入与效益产出。(3)绿色建筑中BIM全流程应用价值提升路径研究。以提高绿色建筑中BIM应用价值、降低BIM投入为目标,针对BIM应用价值优化问题,应用系统动力学理论,结合绿色建筑中BIM全流程应用价值影响因素,对绿色建筑中BIM全流程应用价值进行模拟仿真,以BIM应用价值关键影响因素作为调节变量进行影响系数灵敏度检验,识别不同变量条件下BIM应用价值的变化情况,最终从动态视角找出符合BIM应用价值变化规律的优化路径。本研究结果能够丰富BIM在特定建筑领域中的应用价值内涵,拓宽BIM应用价值评价和应用价值优化提升的基本理论与方法,有助于在绿色建筑全生命期中对BIM的全流程应用进行科学决策与管理,实现BIM应用价值的最优化。