基于BIM的建筑构件LCA数据库管理系统研发

摘要

基于BIM的LCA评价方法，高效的整合了全生命周期内、三维可视的建筑的构件材料的环境影响信息。这一流程需要建立在一个完整清晰的建筑LCA数据库基础上。数据库是BIM-LCA方法的重要基础。目前，国内外建筑材料LCA数据库主要应用于设计深化阶段，与材料工程量清单结合从而得出建筑的生命周期环境影响评价结果。或基于一些常用构件在设计阶段进行较为粗略的LCA分析。这些方法的不足在于，无法支持设计全流程的方案性能分析和优化。尽管国外有一些研究已经试图解决上述问题，但在与BIM结合方面尚不完善，且难以适用于中国建筑标准。 本文首先对建筑信息编码系统和数据库的基本理论与框架进行梳理，确立建筑构件数据库的分类编码方法和使用工具。 通过对于《建筑工程设计信息模型分类和编码》以及相关文献的分析，建立建筑构件与材料分类的树状结构。并结合我国节能建筑设计标准对外围护结构常用构件进行基于传热系数的进一步分类，从而建立建筑构件库。 其次，进行数据库的总体设计、数据表设计以及表间关系设计。然后，在构件库中链接材料LCA信息，并通过添加计算公式得出构件LCA信息。并将BIM明细表导出的BIM构件编码，通过编码索引的方式与构件库信息链接，得到完整的基于BIM编码的构件LCA数据库。该数据库基于SQL Sever进行编程设计。 再次，对不同建筑设计阶段下的BIM-LCA操作流程进行分析。在此基础上，以C#编程语言对SQL数据库进行前台开发，建立建筑构件LCA数据库管理系统的用户界面。 最后，结合具体案例，测试建筑构件数据库的功能。测试结果表明，建筑构件数据库可以很好的支持建筑设计初期到建筑设计深化阶段的环境性能分析，并能够结合BIM工程信息，进行优化设计。 本文创新点在于探究了适合我国的数据库建筑构件分类编码的方法，建立了建筑构件 LCA 数据库，便于建筑师在概念设计阶段和深化设计阶段评估建筑LCA。而且，在数据库中的建筑构件属性上参考中国华北地区设计图集，使数据库适应国情。

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