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基于BIM的建筑物生态足迹前摄性度量方法研究

周圣华  
【摘要】:建筑业为国民经济发展产生了巨大的贡献,但也对生态环境造成了严重的影响,所以度量建筑物对生态资源的消耗十分有必要。生态足迹被广泛接受为衡量人类活动的资源消耗指标之一,应用于各领域,包括建筑业。国内外学者在建筑物生态足迹方面展开了富有成效的研究,但建筑物生态足迹度量依然存在计算过程费时费力和难以在设计阶段度量其生态足迹的问题。本研究通过应用BIM技术和提出前摄性度量方法分别解决这两个问题,主要研究内容如下:(1)明确建筑物生态足迹等概念,划分建筑物生态足迹的阶段,包括物化阶段、运营阶段、拆除处置阶段,确定各阶段生态足迹的类型和形成过程;明晰前摄性度量的概念,各阶段生态足迹的计算原理,确定各阶段生态足迹的计算边界。同时,提出总体的开发方案,选择生态足迹计算中各项信息的编码方式。(2)提出物化阶段与拆除处置阶段生态足迹具体的前摄性度量方法,所采用的工序法包括生态足迹因子与工程量两部分。针对生态足迹因子部分,通过相关文献、国际组织报告等途径搜集或计算人工、能源、机械、材料、运输等生态足迹因子,并利用Access 2016建立相应的生态足迹因子数据库;针对工程量部分,采用定额预估,也建立相应工程量数据库。(3)提出运营阶段生态足迹的前摄性度量方法,所采用的是BP神经网络模型。首先,确定了包括建筑特性、建筑活动和设备、运营管理3大类的61个预测指标;其次,利用CBECS数据库搜集了 302栋建筑物运营期间的生态足迹信息及相应的指标数值;随后,利用Matlab编写程序,训练得出该神经网络模型;最后,进一步利用东南大学九龙湖校区的6栋建筑物,初步验证了该BP神经网络模型对国内建筑的适用性。(4)基于各阶段生态足迹前摄性度量的理论方法和BIM软件Revit,以二次开发的形式实现自动化计算,主要步骤有:首先,确定开发目标为依据设计阶段的BIM模型实现生态足迹的前摄性度量;其次,厘清BIM模型、RevitEF(生态足迹计算插件)、生态足迹因子库、工程量数据库之间的逻辑关系;然后,利用C#语言和Revit-API实现RevitEF的开发。最后,以南京市六合区的一栋校园综合楼为案例,建立其BIM模型,利用所开发的Revit EF插件度量其生态足迹,并分析讨论计算结果。


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