2675 浏览改造工作流程中所需的最后一个基本 BIM 用途是在建筑物的整个生命周期内估算成本。这个过程允许项目团队直接从 BIM 生成准确的数量计算和数量测量，并在设计和生产阶段每次发生变化时监控成本分析[ 129 , 130 ]。
一旦改造方案的 BIM 可用，就会使用软件来提取空间（空间的面积和体积）和材料数量，并在各种计划中报告它们，如图 9 所示。下一步是收集建设项目直接成本的成本数据，它基于历史数据或资源记录。最后一步是每个改造方案的成本计算。
2.5 . 概述 BIM 信息交换
一旦项目团队开发了所有 BIM 用途，就需要开发基于 BIM 的 BPM 方法（图 1）的最后一步。这样做是为了在建筑物的生命周期内建立利益相关者之间的信息交换。项目团队必须确定每次使用 BIM 所需的信息、负责的利益相关者以及信息交换的首选格式。建立技术基础设施（必要的硬件和软件）、通信程序（需要的会议和与会者的频率）和协作程序也很重要，这些程序必须结构良好、明确和明确（文件权限、文件夹结构、命名约定） 、标准内容库等）。
如雇主信息要求 (EIR) [ 131 ]中定义的，此数据交换发生在项目生命周期中的预定义关键点。EIR 根据文档、模型文件和结构化信息确定预期的信息结果，使团队能够制定 BIM 计划。
除了沟通程序，团队还必须采用标准质量控制流程，例如冲突检测和模型检查，以确保项目可交付成果所需的质量水平。近年来，随着智能技术和专用验证软件的引入，建筑行业在资产管理方面取得了重大技术进步。然而，尽管一些国家（例如英国、美国等）已经制定了官方的 BIM 政策（例如 CIC BIM 协议 [ 81 ]、美国国家 BIM 标准 [ 132 ]，但它们仍然没有验证 BIM 的标准规范。数据 [ 133 ]。
为了提供新方法的全面视图并简化对整个过程的理解，开发的BIM使用“捕获现有条件”（图 5）、“作者设计模型”（图 6）、“分析建筑性能” （图 7和8）和“作者成本估算”（图 9 ）应用于爱尔兰住宅，其中计划了几个EEM。
该建筑由位于爱尔兰西海岸的 Inis Mór 岛上的一层住宅组成。该住宅建于1998年，总建筑面积110 m 2。布局如图10所示，房间类型包括卧室、厨房、玻璃办公室、流通空间、卫生间和客厅。
建筑围护结构由两种类型的外墙组成，较新的西部部分是一个 4 × 2 m 的木框架，带有 100 毫米的玻璃棉绝缘材料，而东部部分没有羊毛绝缘材料。住宅有一个温暖的屋顶，提供平庸的热性能。所有窗户和屋顶灯都是木框架和单层玻璃，10% 的窗户开口面向东西方向，40% 面向南北方向。底层是带有聚苯乙烯绝缘材料的混凝土板。
从九月到十二月以及从一月到五月，这所房子在早上和晚上由三个人居住，下午至少有一个人居住。在假期和夏季期间，它完全由六个人占据。
除了烹饪时使用的抽油烟机外，住宅内没有空调。住宅内的温度控制仅侧重于加热而不是冷却，主要是在 9 月至 5 月之间，包括在内。该住宅配备了具有 5 kW 空气源的大金热泵，目前仅用于生活热水 (DHW) 用途。电存储加热器位于厨房、卧室和客厅。存储加热器的范围在 1.3 kW、1.95 kW 和 2.6 kW 之间，具体取决于房间大小。玻璃办公室、流通空间或厕所不使用暖气。
为了降低建筑物的能源成本，计划列出一份 EEM。这包括：用 LED 照明系统更换旧灯（A1）；用木框双层玻璃（B1）升级所有窗户和屋顶灯；在旧外墙 (B2) 中增加 50 毫米的绝缘层；屋顶隔热材料采用 150 毫米硬质泡沫 (B3) 和之前包装的一些组合（例如 B1+B2、A1+B1+B2 等）。
房屋的 BIM 不可用，原始设计和竣工图均不可用。因此，按照图 4的新型BRP中概述的正式程序，使用的第一个 BIM 用途是“捕获现有条件”（图 5）。从初始阶段开始，进行了现场调查以收集建筑数据，并使用手动激光测距技术对房屋进行几何建模（表 3）。遵循 BPM 的步骤，Revit [ 134] 被选择在 BIM 软件中，因为它在建筑行业中普遍使用。建筑模型是从创建墙、门、窗开始生成的，并以屋顶结束。没有必要为这所房子创建其他 BIM 学科（机械和结构），因为业主计划的 EEM 既没有考虑结构改造，也没有考虑机械改造。
表 3。EEM 的应用结果总结。
| 改造方案 | 年能耗 [kWh] | 每年节省 [%] | 年度电费 [€] | 年度账单节省 [€/年] | 成本投资 [€] | 资本投资 [€] a | 投资回收期 [年] b | 最具成本效益的方案 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 原样 | 17332.4 | – | 3293.1 | – | – | – | ||
| A1 | 15496.4 | 10.5 | 2944.3 | 326.6 | 520 | 520 | 2 | ✓ |
| B1 | 16606.1 | 4.1 | 3155.1 | 138.4 | 17100 | 17100 | 123 | |
| B2 | 17027 | 1.7 | 3235.1 | 59.7 | 4222.1 | 1822.1 | 31 | |
| B3 | 16198.5 | 6.5 | 3077.7 | 210.8 | 2842.6 | 2442.6 | 12 | |
| A1+B3 | 14362.5 | 17.1 | 2728.8 | 489.7 | 3362.6 | 2962.6 | 6 | |
| B1+B2 | 16248.8 | 6.2 | 3087.2 | 202.1 | 21322.1 | 18922.1 | 94 | |
| B2+B3 | 15126.5 | 12.7 | 2874.0 | 383.1 | 7064.6 | 4264.6 | 11 | |
| B1+B3 | 15612.7 | 9.9 | 2966.4 | 308.2 | 19942.6 | 19542.6 | 63 | |
| A1+B1+B2 | 14412.9 | 16.8 | 2738.4 | 483.1 | 21842.1 | 19442.1 | 40 | |
| A1+B2+B3 | 13290.5 | 23.3 | 2525.2 | 616.7 | 7584.6 | 4784.6 | 8 | ✓ |
| A1+B1+B3 | 13776.7 | 20.5 | 2617.5 | 562.4 | 20462.6 | 20062.6 | 36 | |
| B1+B2+B3 | 14363.5 | 17.1 | 2729.1 | 489.6 | 24164.6 | 21364.6 | 44 | |
| A1+B1+B2+B3 | 12527.4 | 27.7 | 2380.2 | 691.1 | 24684.6 | 21884.6 | 32 |
因此，没有必要像“捕获现有条件”中描述的那样结合各个学科并检查坐标。但是，由于流程图必须适合每个项目要求，十一个 BIM 中的每一个都使用该方法，这意味着它总是可以适应的。
在第二次 BIM 使用“作者设计模型”（图 6）之后，BIM 增加了附加信息，例如建筑结构、位置和房间定义。创建数量计划以生成材料数量计算。由于模型包含所有具有基本语义信息的对象的精确尺寸、位置和系统关系；实现了建筑原样的 BIM LOD 300。
由于该项目的范围是评估建筑的能源绩效和 EEM 的有效性，因此使用了“分析建筑绩效”的 BPM（图 7）。
因此，在 Revit 软件中，创建了房屋的热区，并将更新后的 BIM 作为.gbXML 文件导出到 IES-VE 软件 [ 121 ] 以进行能源分析的详细模拟，即建筑能源模型（边界元法）。根据 BPM（图 7），为每个房间分配内部负载值和占用时间表，并根据系统图纸指定 HVAC 系统和参数。
随后，根据 ASHRAE 指南 14 的可接受裕度标准，按照 Raftery 方法 [ 135 ]手动校准 BEM（图 8 ） ，提供 0.21% (<5%) 的 NMBE 和 7.57 的 CV (RMSE) % (<20%)。此外，正如 IPMVP 所建议的，对模拟能耗和水电费之间的每月偏差进行了比较。如图 11所示，月偏差值在IPMVP 推荐的 15% 范围内。
随着模型的校准，项目的初始阶段结束，设计阶段开始。
在设计阶段，根据“作者设计模型”（图 6）和“分析建筑性能”（图 8 ）的 BPM，建筑模型和 BEM 都基于 EEM 进行了更新。创建了具有应用 EEM 的架构模型，以评估改造工程的可行性并估计数量起飞。BEM 旨在计算每个改造方案的年度能源消耗和年度节省（表 3）。
本示例的设计阶段最后使用的 BIM是图 9的“作者成本估算” 。因此，为建筑模型的每个改造方案生成了数量计划。时间表被导出到 Excel，并使用外部成本数据库和公司报价按成本排列，以计算成本投资（表 3）。
考虑到 0.19 欧元/千瓦时的电价 [ 136 ]，评估了年度电力成本和年度账单节省。
根据表 3中报告的结果，最具经济优势的方案是照明系统 (A1) 的升级，投资回收期仅为 2 年。
改善照明系统以及改善代表“A1+B2+B3”方案的建筑围护结构（外墙和屋顶的隔热），每年可节省 23% 的能源，同时保持较低的成本投资回报（8年）。
在设计阶段结束时，选择 EEM A1+B2+B3 住宅的 BIM 作为最有效的方案，如果业主决定进行改造工程，则与设计相关的其他 BIM 用途（例如“Review需要开发图 4的设计模型”和“绘制生产文档”）和生产阶段（例如“记录模型”） 。
本文调查了阻碍现有建筑改造的障碍，包括资金可用性低、监管不确定、建筑业主缺乏兴趣、缺乏专业知识和可用技术。因此，本研究提出了一种新的方法，通过结合 BPM 技术和BIM实施在建筑改造中克服这些障碍。工作流程。BIM 在项目生命周期中提供了多种好处，例如更高的设计质量、成本和时间分析、提高效率和设计协调、数据存储、维护调度等。另一方面，BPM 允许项目团队明确地了解项目工作流程避免了供应链的碎片化（由于在建筑生命周期的不同阶段涉及众多利益相关者）、对每个成员的角色和责任的误解和个人解释。此外，BPM 增加了利益相关者之间的项目信息交流和共享，并概述了是否需要额外的资源或培训来实现项目目标。
建议的方法开始分析建筑物的改造工作流程，并确定可以在整个建筑生命周期中受益于 BIM 实施的不同活动。接下来，开发了一种新的基于 BIM 的改造流程 BPM，并确定了主要 BIM 用途的流程图。因此，所提出的方法为建筑改造过程提供了分步指南，从为现有建筑创建 BIM 到使用 BIM、能源和成本分析评估最具成本效益的改造策略。
最后，所提出的方法用于使用 BIM 的优势比较爱尔兰住宅中的不同EEM 。使用 Revit [ 134 ] 创建 BIM 案例研究，并通过 a.gbxml 文件导出到 IES [ 121 ]。然后根据ASHRAE指南 14 [ 138 ] 通过比较 2017 年的能源账单和模拟能源消耗来校准模型。使用 BIM 的定量计算，可以估计 EEM 的资本投资，并通过利用每种解决方案的估计能耗，计算每年的节省和投资回收期. 总之，本文提出的方法的应用导致选择成本最方便的改造。
预计这种方法将 (i) 为更高影响力的研究奠定基础，包括新的改造项目，(ii) 实现 BIM 的不同应用，以及 (iii) 带来利用基于 BIM 的流程工作流的更多好处。
