基于BIM技术的建筑碳排放及无人机区域碳排放评估.pdf
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1、 绿色与节能 基于BIM技术的建筑碳排放及无人机区域碳排放评估王拓,王晓璐,蔡马勇,张萌,林派锐,成子昊,詹雅婷,陈莉莎(东莞理工学院生态环境与建筑工程学院)【摘要】文章对建筑全生命周期碳排放及区域碳排放展开研究,通过结合BIM模型与碳排放系数法等技术实现单体建筑的LCA碳排放计算;通过无人机搭载气体检测设备及红外热成像分析等技术实现区域碳排放的监测,并结合无人机倾斜摄影模型及GIS技术对施工现场进行应用分析,评估案例建筑及周边区域碳排放的相关合理性。【关键词】碳排放;无人机;BIM;LCA;气体监测【基金项目】2020年度广东省高等教育教学研究和改革项目:BIM建筑信息技术科产教深度融合的路
2、径探索;2020年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目:建筑信息化智慧仿真试验教学示范中心;2022年广东省大学生创新训练项目,基于无人机影像的应急疏散仿真以广州如意坊隧道工程及东莞理工学生社区为例;2023年广东省大学生创新训练项目,无人机影像及激光雷达技术在智慧城市三维建模中的应用中图分类号:X321 DOI:10.13655/ki.ibci.2024.03.031Carbon Emission Assessment of Building Based on BIM Technology and Area Inspection Using UAVWANG Tuo,WANG Xiao-
3、lu,CAI Ma-yong,ZHANG Meng,LIN Pai-rui,CHENG Zi-hao,ZHAN Ya-ting,CHEN Li-sha(School of Environment and Civil Engineering,Dongguan University of Technology)【Abstract】The article conducts research on the carbon emissions of the entire life cycle of buildings and regional carbon emissions.LCA carbon emi
4、ssion calculation of single building is realized by combining the BIM model with the carbon emission coefficient method and other technologies;The monitoring of regional carbon emissions is realized through the technology of UAV equipped with gas detection equipment and infrared thermal imaging anal
5、ysis,and the application analysis of the construction site is combined with the UAV tilt photography model and GIS technology to evaluate the relevant rationality of carbon emissions of the case building and the surrounding area.【Keywords】carbon emissions;unmanned aerial vehicles(UAV);building infor
6、mation modeling(BIM);life cycle assessment(LCA);gas monitoring1 引言建筑产业是全球二氧化碳排放的主要来源之一,随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,建筑领域需要大力推广低碳技术和绿色建筑理念,规范建筑行业的碳排放计算和监管,减少各阶段碳排放的产生1-2。为研究建筑碳排放计算与评估方法,提出可持续建筑设计和管理的相关策略和建议,本文从单体建筑和区域层面进行碳排放分析,运用斯维尔三维算量等相关软件建立BIM模型,根据模型工程量计算物化阶段及后运维阶段的碳排放量,并运用红外热成像影像分析施工碳排放情况。同时结合无人机倾斜摄影模型及GIS
7、技术进行分析,评估该建筑及周边区域的相关合理性,促进可持续发展和低碳经济的建设。2 工程概况本文主要围绕东莞理工学院高水平理工科大学国际合作创新区学生宿舍楼及项目施工区域进行分析,项目位于东莞市松山湖区,混凝土剪力墙结构,总建筑面积24167.56,地上建筑面积23190.81。3 基于BIM技术的单体建筑排放分析本文通过构建BIM模型,对构件进行汇总计算并导出工程量清单,基于碳排放系数法3计算建筑物化阶段产生的碳排放量,结合能耗参数和建筑物的特征数据计算建筑运维阶段产生的碳排放量,对单体建筑的全生命周期碳排放测算模型进行分析与评估。3.1 建筑物化阶段碳排放计算本文基于斯维尔三维算量软件计算
8、地上部分建103 绿色与节能 筑工程量,项目主要建设范围包括混凝土工程、钢筋工程、砌筑工程、门窗工程、装饰装修工程等分项工程,BIM模型如图1所示。图1 斯维尔BIM模型将编制完善的工程量清单文件导入斯维尔碳排放计算软件当中,完成碳排放因子匹配、单位换算、运输距离调整等相关工作,汇总单体建筑建筑阶段的碳排放量。本工程混凝土工程单方含量为0.37m/,钢筋工程单方含量为45.21kg/,结合建筑生产阶段、运输阶段、建造阶段的碳排放量进行分析,得到单方含量分析表如表1和表2。表1 单方碳排放量分析表主体建材分析类别混凝土钢筋工程量/(m、kg)8580.601048456.52碳排放量/t4026
9、.012829.78单方含量/(m/)0.3745.21单方碳排放量/(kg/)187.01131.45表2 单方碳排放分析表物化阶段分析类别材料生产阶段材料运输阶段建筑建造阶段合计碳排放量/t12487.42518.42650.2913656.13单方碳排放量/(kg/)580.0524.0830.21634.34由分析结果得知,东莞理工学院新区学生宿舍楼工程物化阶段的碳排放总量为13656.13tCO2,单方碳排放量为634.34kgCO2。物化阶段碳排放分析如图2。图2 物化阶段碳排放分析饼图3.2 运维阶段碳排放计算根据建筑物的使用性质,宿舍楼首层为公共建筑,2层及以上为居民建筑。根据
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