مراجعة بحثية لتطبيقات تقنية BIM في المباني الخضراء بالصين: من التطبيق الجزئي إلى التطور عبر دورة الحياة الكاملة

هذا المقال منقول عن الحساب العام «الإدارة الهندسية العالمية»، وهو مخصص للتبادل المعرفي والتعلم فقط، وتعود حقوق النشر لأصحابها الأصليين.

رقم هذا المقال: GLOBAL-168　يرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر: حساب وي تشات العام gipcenter

العنوان الأصلي: مراجعة بحثية حول تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء في الصين: من التطبيق الجزئي إلى التطوير على مدى دورة الحياة الكاملة

نُشر الأصل في: مجلة الهندسة المدنية والإدارة، 2024، 41 (03): 72-79

مؤلفو الأصل: Zhang Sujuan، Zhang Xiaolong، Yang Yumiao، Zheng Saina

الملخص: اعتمد هذا البحث على قاعدة بيانات China National Knowledge Infrastructure (CNKI) مصدرًا للبيانات، واستنادًا إلى 2900 مقال دوري، وبمساعدة أداة التحليل الببليومتري CiteSpace، حلَّل الوضع الراهن واتجاهات التطور لأبحاث تطبيق تقنية نمذجة معلومات البناء (BIM) في مجال المباني الخضراء في الصين. ومن خلال التحليل الببليومتري لعدد الوثائق البحثية المتعلقة بتطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء، جرى بناء خرائط المعرفة للكلمات المفتاحية وعناقيد الكلمات المفتاحية، وتحليل الوضع الراهن للبحث واتجاهات تطوره في هذا المجال من ثلاثة جوانب: الأساس المعرفي، والنقاط البحثية الساخنة، واتجاهات التطور. وأظهرت النتائج أن أبحاث تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء مرت تقريبًا بأربع مراحل، ودخلت منذ عام 2019 مرحلة التطور المستقر؛ وركَّزت الأبحاث القائمة في معظمها على تطبيق تقنية BIM في مرحلة معينة من مراحل المباني الخضراء، ويمكن مستقبلًا مواصلة استكشاف التطبيق المتكامل لتقنية BIM على مدى دورة الحياة الكاملة للمباني الخضراء.الكلمات المفتاحية: تقنية BIM؛ CiteSpace؛ المباني الخضراء؛ الاستدامة؛ انخفاض الكربون؛ كفاءة الطاقة في المباني

منذ عام 2022، ومع اكتمال بناء المنظومة السياسية «1+N» لاستراتيجية «الذروة الكربونية والحياد الكربوني»، طالبت الدولة بمزيد من التحول السريع لنموذج التنمية الاجتماعية والاقتصادية نحو الاخضرار وانخفاض الكربون. وتعد صناعة البناء صناعة تقليدية عالية استهلاك الطاقة، إذ بلغ إجمالي انبعاثات الكربون لكامل عملية البناء على مستوى البلاد في عام 2020 نحو 5.08 مليار طن من CO2، بما يمثل 50.9% من إجمالي الانبعاثات الكربونية الوطنية. وقد جعلت هذه النسبة المرتفعة من الانبعاثات قطاع البناء هدفًا مهمًا لإصلاح التنمية الخضراء للصناعات. ومن أجل تحقيق أساليب التصميم الأخضر الذكي والبناء وإدارة التشغيل والصيانة في قطاع البناء، ودفع تنميته عالية الجودة والمستدامة، أصدرت الحكومة سلسلة من السياسات لتعزيز إجراءات «الذروة الكربونية والحياد الكربوني» في مجال البناء. وفي أكتوبر 2021، أصدرت الصين تباعًا «الآراء بشأن التنفيذ الكامل والدقيق والشامل لمفهوم التنمية الجديد وأداء عمل جيد في تحقيق ذروة انبعاثات الكربون والحياد الكربوني» و«خطة العمل لتحقيق ذروة انبعاثات الكربون قبل عام 2030» وغيرهما. وتمثل المباني الخضراء والمباني منخفضة الكربون والمباني الموفرة للطاقة حوامل فعلية لترشيد الطاقة وخفض الانبعاثات في مجال البناء، إذ تمتلك إمكانات خفض الانبعاثات في مراحل إنتاج مواد البناء، وتخطيط المباني وتصميمها، والتشييد، وتشغيل المبنى، وهي ركيزة مهمة لتحقيق هدفي «الذروة الكربونية والحياد الكربوني».

أصبحت التنمية الخضراء منخفضة الكربون متطلبًا حتميًا للتنمية المستدامة لقطاع البناء وشركاته في الوقت الراهن، كما أن تقنية نمذجة معلومات البناء (Building Information Modeling, BIM)، بصفتها الحامل الأساسي لمعلوماتية البناء ورقمنته، قد دفعت بفعالية تطور المباني نحو انخفاض الكربون والاخضرار. وحظي التصميم الأمثل للمباني الخضراء وتطبيقات التشغيل والصيانة القائمة على تقنية BIM باهتمام متزايد من الباحثين. وبوصفها التقنية الأساسية والوسيلة الرئيسية القائدة للثورة الرقمية في صناعة البناء، اكتسبت تقنية BIM مفهوم التنمية المستدامة في أثناء تعميق تطبيقاتها وتطورها المستمر. ويمثل BIM في البيئة العمرانية محركًا للتحول الرقمي، وتتجلى باستمرار ملاءمته للمباني الخضراء، فبخصائصه التقنية المتمثلة في المرئية والمعلوماتية والمحاكاة والتعاونية وربط المعلومات متعددة الأبعاد، أدى وظائف متنوعة كوسيلة للمحاكاة والتحليل والإدارة في تطبيقات دورة الحياة الكاملة للمبنى التي تتسم باخضرار التصميم المعماري، وانخفاض الكربون في أساليب البناء، وذكاء تقنيات التشييد. فعلى سبيل المثال، يتيح استخدام BIM في مرحلة التصميم المعماري لإجراء تحليلات كفاءة الطاقة ومواد البناء محاكاة استهلاك الطاقة في المبنى لتقديم إرشادات لاختيار مواد البناء وإنتاجها؛ كما يمكن للتطوير الثانوي القائم على تقنية BIM محاكاة أنماط استهلاك الطاقة في مرحلة تشغيل المبنى، بما يوفر دعمًا تقنيًا لاستكشاف مسارات التشغيل منخفضة الانبعاثات؛ ويوفر دمج BIM مع وظائف التحليل البيئي ومراقبة تشغيل المرافق بيانات ومعلومات لضبط استهلاك الطاقة في المباني. وبوجه عام، وفر BIM دعمًا تقنيًا قويًا للتنمية المستدامة للمباني الخضراء على مدى دورة حياتها الكاملة. وقد قدمت أبحاث سابقة مراجعات حول تطبيق تقنية BIM، إذ حلل Hua Yuanyuan وآخرون بعمق الوضع الراهن والقضايا الساخنة في أبحاث إدارة التشغيل والصيانة بتقنية BIM محليًا، وطرحوا الصعوبات التي تواجه تطبيق تقنية BIM في مرحلة التشغيل والصيانة؛ واستكشف Volk وآخرون الوضع الراهن لتطبيق BIM في المباني، مشيرين إلى محدودية BIM في تنفيذ المشروعات؛ فيما تناول Bradley وآخرون تطبيق BIM في مجال البنية التحتية من منظور المقاولين، مطرحين أهمية دمج عمليات BIM مع عمليات الأعمال. وعلى الرغم من أن تطبيق تقنية BIM في مجال المباني الخضراء قد حظي باهتمام واسع، فإن الوضع الراهن لأبحاث BIM الخاصة بالمباني الخضراء في الصين لم يحظ بعد بتلخيص شامل ومنهجي. ومن أجل فهم أفضل لمسيرة التطور وديناميات البحث في هذا المجال في الصين، واستكشاف الاتجاهات البحثية المستقبلية لتطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء، بات من الضروري تنظيم نتائج الأبحاث ذات الصلة وتحليلها تحليلًا منهجيًا، ومواصلة تلخيص النتائج البحثية القائمة واستخلاصها. لذلك يركِّز هذا البحث بشكل أساسي على الوضع الراهن لتطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء في الصين، متخذًا من China National Knowledge Infrastructure (CNKI) قاعدة بيانات لاختيار المراجع، ومستخدمًا برنامج التحليل المرئي للمراجع (CiteSpace) ونظام استرجاع المراجع وإدارتها (NoteExpress)، لإجراء إحصاء ببليومتري لعدد الأوراق المنشورة في هذا المجال البحثي، وتحليل الكلمات المفتاحية وغيرها وتجميعها في عناقيد، ورسم خرائط المعرفة المقابلة لإجراء تحليل كمي، والتوصل إلى الصورة العامة لأبحاث تطبيق تقنية BIM في مجال المباني الخضراء ونقاطها البحثية الساخنة، واستكشاف اتجاهات التطور البحثي في هذا المجال، بما يوفر الإرشاد والمرجع لدمج أكثر فعالية بين تقنية BIM والمباني الخضراء.

1 تصميم البحث

1.1 مصادر البيانات

يستند تحليل المراجع إلى جمع البيانات النصية، وهو ما يتطلب قاعدة بيانات مراجع مناسبة واستراتيجية ناضجة للبحث عن المراجع. ولضمان دقة البيانات وشمولها، اختار هذا البحث قاعدة بيانات CNKI، الأكثر اكتمالًا لبيانات المراجع المحلية، نظامًا للاسترجاع لجمع المراجع. واستُخدمت وظيفة البحث المتقدم، بالبحث عن الموضوع بالكلمات «BIM» أو «نموذج معلومات البناء» مع احتوائها على «أخضر» أو «توفير الطاقة» أو «منخفض الكربون»، حيث يمثل «توفير الطاقة» مضمونًا مهمًا لـ«الأداء الأخضر» في «معيار تقييم المباني الخضراء»، بينما يعد «انخفاض الكربون» أحد المعايير المهمة لقياس مدى «اخضرار» المبنى/التشييد؛ وضُبطت فئات المصادر على أوراق الدوريات؛ ووفقًا لنتائج البحث الأولية، نُشرت أول ورقة ذات صلة في عام 2006، وبعد استبعاد المراجع غير ذات الصلة بالتخصص، بلغ إجمالي ما جرى استرجاعه 3501 ورقة؛ ثم جرى فحص المراجع واحدة تلو الأخرى يدويًا، واستُبعدت الأخبار وإشعارات المؤتمرات والمعلومات الإخبارية والمراجع ضعيفة الصلة والمكررة، ليتم التوصل في النهاية إلى 2900 مرجع صالح.

1.2 أساليب التحليل

استُخدم برنامج CiteSpace الإصدار v.6.1.2 لإجراء تحليل مرئي للمراجع المختارة، بتحويل البيانات القائمة لـ«الأساس المعرفي» إلى إحصاءات «الحدود البحثية»، وتوليد خريطة معرفة علمية لمجال البحث في التطبيق المشترك لتقنية BIM والمباني الخضراء. وعلى وجه التحديد، جمع هذا البحث بين التحليل الكمي والنوعي؛ فمن ناحية، أُجري بحث إحصائي للكلمات عالية التردد وتكراراتها في المجال، وبمساعدة CiteSpace وNoteExpress جرى تنفيذ التحليل المرئي والتحليل الإحصائي، ورسم شبكات الكلمات المفتاحية، وشبكات عناقيد الكلمات المفتاحية، وخرائط التسلسل الزمني للتوزيع، بما يعكس الوضع البحثي في هذا المجال واتجاهات تطوره؛ ومن ناحية أخرى، ومن خلال التحليل النوعي، نُظِّم المحتوى الرئيسي للمراجع، وقُدِّمت النقاط البحثية الساخنة في دمج تقنية BIM مع المباني الخضراء، وحُلِّلت القيمة التقنية التي يجلبها BIM للمباني الخضراء. ويوضح الشكل 1 مسار استرجاع البيانات وبناء خريطة المعرفة في هذا البحث.

الشكل 1 مسار استرجاع البيانات وبناء خريطة المعرفة

2 تحليل الأساس المعرفي

يمكن تحليل خصائص التوزيع الزمني للأبحاث استنادًا إلى عدد المراجع المتعلقة بتطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء، انظر الشكل 2 (ونظرًا لعدم اكتمال بيانات عام 2022، لم تُدرج مؤقتًا في الإحصاء؛ ويبلغ الإجمالي للفترة 2006–2021 نحو 2728 ورقة). ومن خلال تحليل مخطط التسلسل الزمني للمراجع البحثية، يمكن تقسيم تطور هذا المجال تقريبًا إلى المراحل الأربع الآتية:

(1) مرحلة التطور الأولي (2006–2009): قبل عام 2006، كان البحث في هذا المجال في حالة فراغ، وكان عدد الأوراق المنشورة سنويًا في مرحلة التطور الأولي قليلًا مع تقلبات طفيفة، إذ كان متوسط النشر السنوي في الفترة 2006–2009 أقل من 5 أوراق. وكان أول مؤلف نشر في هذا المجال هو Zeng Xudong من كلية الهندسة المعمارية والتخطيط العمراني بجامعة تشونغتشينغ، الذي طرح لأول مرة في عام 2006 في مجال التصميم منهجية تصميم المباني الموفرة للطاقة، جامعًا بين تقنية BIM وتحليل استهلاك الطاقة في المباني لتعميق تصميم كفاءة الطاقة.

(2) مرحلة التطور البطيء (2010–2014): بلغ عدد الأوراق المنشورة في عام 2010 نحو 12 ورقة، وأخذ حجم النشر يتزايد ببطء. وقد عززت السياسات الوطنية ذات الصلة تطور تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء، مثل إصدار وزارة الإسكان والتنمية الحضرية والريفية (MOHURD) في الصين «المخطط العام لتنمية المعلوماتية في صناعة البناء 2011–2015»، الذي طرح متطلبات تسريع تطوير تطبيقات التقنيات الجديدة مثل BIM؛ وفي عام 2011، طالبت الوزارة باستكمال مراجعة «معيار تقييم المباني الخضراء» الجديد. ومنذ ذلك الحين، أخذ عدد الأوراق المنشورة يتزايد عامًا بعد عام، وأصبح المحتوى البحثي أكثر ثراءً تدريجيًا، وتشكلت نتائج بحثية في مجالات مثل التشييد الأخضر وقياس انبعاثات الكربون.

(3) مرحلة التوسع السريع (2015–2018): بدأت المرحلة الثالثة تقريبًا في عام 2015 (122 ورقة سنويًا)، وشهدت هذه المرحلة نموًا سريعًا في حجم النشر. وقد وسّع المعيار الجديد «معيار تقييم المباني الخضراء» GB/T 50378—2014، الذي دخل حيز التنفيذ في عام 2015، أنواع المباني الخضراء؛ وفي عام 2016، أصدرت وزارة الإسكان والتنمية الحضرية والريفية «المخطط العام لتنمية المعلوماتية في صناعة البناء 2016–2020»، مطالبةً بتعزيز القدرة على التطبيق المتكامل للتقنيات الجديدة مثل BIM. وفي ظل إرشادات هذا المخطط التنموي، ركَّزت الأبحاث اللاحقة في معظمها على دفع التطور المنسق نحو الاخضرار والتكامل والمعلوماتية في صناعة البناء.

(4) مرحلة التطور المستقر (2019–حتى الآن): بلغ حجم النشر السنوي ذروته في عام 2019 عند 490 ورقة، وظل بعده فوق 400 ورقة سنويًا وأخذ يتجه نحو الاستقرار، وتعد هذه المرحلة مرحلة التطور المستقر. ومع انتشار BIM وتعميق تطبيقه، أصبح يوفر أداة فعالة للتكامل المعلوماتي لإدارة دورة الحياة الكاملة للمباني الخضراء، دافعًا نحو اندماج BIM والمباني الخضراء في سيناريوهات متعددة.

الشكل 2 التوزيع الزمني للمراجع البحثية

3 تحليل النقاط البحثية الساخنة

3.1 تحليل الكلمات المفتاحية عالية التردد

الكلمات المفتاحية هي تكثيف للفكرة الرئيسية للنص الكامل، ويمكن لإحصائها وتحليلها أن يبرزا المحتوى الأساسي والنقاط البحثية الساخنة في هذا المجال، كما أن رسم خريطة معرفة للكلمات المفتاحية يعكس اتجاهات البحث والبنية المعرفية. ونظرًا لأن نتائج الشبكة المرئية بعد التحليل الأولي كانت كثيفة للغاية ولم تبرز النقاط المهمة، جرى الاختيار بالاحتفاظ بالروابط المهمة لتعزيز قابلية قراءة الخريطة، مع إبراز سماتها البنيوية المهمة في الوقت نفسه. واستُخدمت طريقة تقليم الشبكة Pathfinder Network (PFNET، شبكة إيجاد المسار)، مع اختيار استراتيجية التقليم المساعدة للشبكة Pruning the Merged Network (تقليم الشبكة المدمجة)، وتظهر خريطة معرفة الكلمات المفتاحية في الشكل 3.

الشكل 3 خريطة معرفة الكلمات المفتاحية

ولتحديد أفضل للكلمات المفتاحية عالية التردد في هذا المجال، جرى التعرف يدويًا على الكلمات المفتاحية المتطابقة أو المتقاربة في المعنى، والضعيفة التخصيص، والضعيفة الصلة وفرزها، وحُذفت كلمات البحث الموضوعي مثل BIM، ونموذج معلومات البناء، وأخضر، وتوفير الطاقة، ومنخفض الكربون، ونُظِّمت الكلمات المفتاحية البحثية عالية التردد وفق تكرار ظهور الكلمات ومركزيتها، انظر الجدول 1. وكما يوضح الجدول 1، وبما يتوافق مع مراحل التطور السابقة، تقع معظم الكلمات المفتاحية عالية التردد في مرحلتي التطور البطيء والتطور السريع، مما يؤكد بدرجة إضافية أن هاتين المرحلتين مثلتا ذروة أبحاث تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء.

الجدول 1 الكلمات المفتاحية البحثية عالية التردد

كشفت الكلمات المفتاحية عالية التردد عن التطبيق الواسع لتقنية BIM في مرحلة تشييد المباني الخضراء؛ حيث حقق Ge Xianglin وآخرون لأول مرة في حالات بناء ملموسة التشييد الأخضر للعمليات من خلال بناء نموذج BIM، مما قلل الضرر البيئي الناجم عن عملية التشييد. وبعد ذلك، أخذت الأبحاث المتعلقة بتطبيق BIM في مرحلة تشييد المباني الخضراء تزداد عامًا بعد عام؛ ويشير ظهور الكلمتين المفتاحيتين «الهندسة المعمارية» و«التصميم المعماري» إلى أن الأبحاث الأولية اهتمت بدرجة أكبر بمرحلة تصميم مشروعات المباني الخضراء بتقنية BIM. فعلى سبيل المثال، اتخذ Long Wenzhi من تكامل تقنية BIM في مرحلة تصميم برج مركز شنغهاي نقطة انطلاق لاستكشاف المفهوم الأساسي لتصميم BIM. وثانيًا، وبالاقتران مع الشكل 3، يتضح أن المعلوماتية أفرزت محتويات مثل «إدارة التشييد» و«إدارة المشروعات» و«التصميم الأخضر» و«التصميم التعاوني»، مما يعكس تطبيق وظائف BIM المعلوماتية وغيرها في مراحل متعددة من المباني الخضراء. ومع تقدم الزمن، اندمج التشييد الأخضر مع «إنترنت الأشياء» و«التدفئة والتهوية وتكييف الهواء» و«الحوسبة السحابية» وغيرها، وبدأ BIM يدمج مختلف التقنيات الجديدة للتطبيق المتكامل على مدى دورة الحياة الكاملة للمباني الخضراء، ولا سيما الاهتمام المتزايد بالتطبيق الفعلي في مرحلة التشغيل والصيانة للمباني، كما فعل Ma Guofeng وSong Xue اللذين استخدما التخزين والإدارة الكاملة لمعلومات BIM لبناء منصة إدارة ذكية للتشغيل والصيانة في المباني من خلال استخراج المعلومات وتنقيب البيانات، دافعين تطور ذكاء إدارة التشغيل والصيانة للمباني المكتبية.

3.2 تحليل عناقيد الكلمات المفتاحية والنقاط الساخنة

تشير عنقدة الكلمات المفتاحية إلى تحليل عناقيد ارتباط الكلمات المفتاحية باستخدام خوارزميات محددة استنادًا إلى التواجد المشترك للكلمات المفتاحية. وتظهر خريطة معرفة عناقيد الكلمات المفتاحية في الشكل 4، حيث تبلغ معيارية الشبكة Q=0.8579>0.3، مما يدل على أن الخريطة ذات دلالة بارزة للغاية؛ وتجانسية الشبكة S=0.9737>0.7، مما يدل على أن نتائج عنقدة الكلمات المفتاحية تتمتع بموثوقية عالية؛ وكل من تجانس الشبكة ومعياريتها قريب من 1، مما يشير إلى أن نتائج عنقدة هذه الشبكة معقولة. وتظهر خريطة معرفة الخط الزمني لعناقيد الكلمات المفتاحية في الشكل 5.

الشكل 4 خريطة معرفة عناقيد الكلمات المفتاحية

الشكل 5 خريطة الخط الزمني لعناقيد الكلمات المفتاحية

الكلمة المفتاحية للفئة الأولى من فئات البحث الساخن «المباني الخضراء» هي إحدى وسائل تحقيق التحول نحو الاستدامة في مجال البناء. ركَّزت الأبحاث المبكرة بدرجة أكبر على التصميم الموفر للطاقة والتصميم الأمثل في مرحلة التصميم المعماري، فإلى جانب البحث في أساليب تصميم كفاءة الطاقة في المباني، جرى استكشاف تطوير واجهات بيانات BIM وتطبيقاتها في برامج محاكاة استهلاك الطاقة المعمارية لمختلف التخصصات، استعدادًا للتنفيذ الشامل للتصميم البارامتري لكامل عملية المباني الخضراء. وقد أدت تقنية BIM دورها في التصميم التعاوني، مما جعل تطبيقها يتدرج في التحليل الأخضر وتحليل استهلاك الطاقة وتجديد كفاءة الطاقة في المباني الخضراء، وتعمق تطبيقها في التصميم الهيكلي وتحليل الأداء.

تركِّز الفئة الثانية من الكلمات المفتاحية على كلمات مثل التقنيات الجديدة والمعلوماتية. يُدمج BIM مع التقنيات الجديدة لتطبيقه في تشييد المباني الخضراء، مثل استخدام الوسائل الرقمية الجديدة كسلسلة الكتل والبيانات الضخمة وإنترنت الأشياء والحوسبة السحابية في تحسين التحليل الهرمي وتقييم استهلاك الطاقة وإدارة التشغيل ومراقبة البيئة المعمارية وتشييد المباني الذكية وغيرها. ولا سيما في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع لأجهزة الحاسوب، أخذ اندماج BIM مع التقنيات الجديدة مثل إنترنت الأشياء في مرحلة تشغيل المباني وصيانتها يتزايد تدريجيًا.

تركِّز الفئة الثالثة من الكلمات المفتاحية على إدارة التشييد، والتشييد الأخضر، وصناعة البناء وغيرها. من الترتيب الزمني يتضح أن تقدم الأبحاث في التشييد الأخضر جاء متأخرًا عن التصميم الأخضر، وتم الدفع تدريجيًا نحو تكامل التصميم والتشييد، وركَّزت الأبحاث اللاحقة على كامل عملية تشييد المباني الخضراء، مع الدفع بأبحاث تقنيات ترشيد الطاقة وخفض الانبعاثات وتحسين التقنيات الإدارية مثل إدارة المشروعات.

4 تحليل اتجاهات التطور

4.1 تقسيم مراحل البحث

استُخدم CiteSpace لإحصاء تكرار الكلمات المفتاحية خلال فترات زمنية محددة، وعلى هذا الأساس جرى التنبؤ بتغير الموضوعات البحثية والتوصل إلى اتجاهات تطور الموضوعات البحثية، انظر الشكل 6. وبالاقتران مع مخطط التسلسل الزمني للمراجع البحثية (الشكل 2) والمراحل الأربع المحددة، يتناول هذا الجزء تحليلًا مفصلًا للكلمات المفتاحية لكل مرحلة.

الشكل 6 المناطق الزمنية للكلمات المفتاحية

(1) مرحلة التطور الأولي (2006–2009) في هذه المرحلة، كان تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء في بداياته فقط، وأدت السياسات الوطنية دورًا توجيهيًا. ففي 1 يوليو 2005، دخل أول «معيار تصميم كفاءة الطاقة للمباني العامة» في الصين حيز التنفيذ رسميًا، وفي عام 2006 صدرت النسخة الأولى من «معيار تقييم المباني الخضراء» الصيني GB/T 50378—2006، موجِّهةً تطور تصميم المباني الخضراء. وركَّزت الأبحاث ذات الصلة في هذه المرحلة بدرجة أكبر على تطبيق BIM في مرحلة تصميم المباني الخضراء، وطُرحت أنظمة تقييم المباني الخضراء استنادًا إلى مفهوم المباني الخضراء. فعلى سبيل المثال، طرح Zeng Xudong لأول مرة في عام 2006 الجمع بين تقنية BIM وتحليل استهلاك الطاقة في المباني لتصميم المباني الموفرة للطاقة. وفي هذه المرحلة، وبسبب محدودية البرامج ذات الصلة وعدم انتشار الوعي بكفاءة الطاقة في المباني بعد، كان نطاق تطبيق تقنية BIM وعمقها في مرحلة تصميم المباني الخضراء محدودًا إلى حد ما.

(2) مرحلة التطور البطيء (2010–2014) في عام 2010، دخل تطبيق تقنية BIM في المباني الخضراء مرحلة التطور البطيء، وأظهرت BIM خصائصها التقنية ومزاياها المتمثلة في المرئية والتصميم التعاوني والمعلوماتية والرقمنة، وطُبِّقت بشكل أساسي في مرحلتي التخطيط المعماري والتصميم للمباني الخضراء، فيما أشار عدد قليل من الأبحاث إلى تطبيق تقنية BIM في التشييد الأخضر. وفي عام 2013، بدأت الأبحاث ذات الصلة تذكر تقنية BIM و«التشييد الأخضر»، إذ طرح Li Xiao أنه يمكن بالاستعانة بـBIM في أثناء عملية البناء محاكاة إدارة موارد التشييد في موقع البناء مسبقًا، وتحسين سير العمل، وتقليل إعادة الأعمال وهدر الموارد. ويتجلى تطبيق تقنية BIM في «إدارة المشروعات» للمباني الخضراء أساسًا في قدرة BIM على تحقيق التعديلات المترابطة بين المشروعات، وتقليل الإدخال المكرر للمعلومات، ورفع كفاءة العمل التعاوني بين جميع الأطراف المشاركة. كما أن «الاستدامة» و«الجدوى الاقتصادية» للمباني الخضراء كانتا أيضًا هدفين سعى إليهما الباحثون، ومن ثم ظهرت «المباني منخفضة الكربون» وما يرتبط بها من التصميم منخفض الكربون وأساليب حساب انبعاثات الكربون ومعايير انبعاثات الكربون للمباني منخفضة الكربون، مثلما بنى Hua Hong وآخرون، استنادًا إلى احتياجات التصميم منخفض الكربون للمباني العامة وقياس انبعاثات الكربون، نموذجًا لقياس انبعاثات الكربون قائمًا على منهجية تحليل التصميم منخفض الكربون بتقنية BIM. ويعود جزء من أسباب بطء التطور في هذه المرحلة إلى أن تطبيق BIM في صناعة البناء لم يكن يمتلك بعد معيارًا صناعيًا موحدًا. وعلى الرغم من أن البرامج ذات الصلة أخذت تتحدث وتتطور تدريجيًا مقارنة بالمرحلة السابقة، فإن تطويرها ظل بحاجة إلى تحسين.

(3) مرحلة التوسع السريع (2015–2018) في عام 2015، بدأت تقنية BIM تُستخدم على نطاق واسع في مختلف مراحل دورة الحياة الكاملة للمباني الخضراء. وظهرت في هذه المرحلة كلمات مفتاحية أولية مثل «التشييد الأخضر» و«دورة الحياة الكاملة» و«إدارة التشييد»، وتلاها تقاطع واندماج التقنيات الناشئة مثل «إنترنت الأشياء» و«الحوسبة السحابية» و«البيانات الضخمة» مع تقنية BIM، مما عزز من الناحية التقنية تطور المباني الخضراء على مدى دورة حياتها الكاملة. وفي عام 2017، أصبح «التصنيع المسبق» إحدى الكلمات المفتاحية البحثية. ومقارنةً بمباني الخرسانة المسلحة التقليدية ومباني الهيكل الفولاذي، تؤدي المباني مسبقة الصنع الناشئة مزاياها المقابلة في عملية تحقيق المباني الخضراء، مثلما نظَّم Xu Zhao وآخرون وحللوا تحليلًا منهجيًا تطبيق BIM في مرحلة إنتاج العناصر مسبقة الصنع في المباني مسبقة الصنع، وطرحوا اتجاه تطوير المباني الخضراء القائم على دمج BIM مع العناصر مسبقة الصنع.

(4) مرحلة التطور المستقر (2019 حتى الآن) في عام 2019، بلغ حجم المراجع البحثية في هذا المجال قيمته العظمى، ودخل بعده مرحلة التطور المستقر، وأخذ الباحثون يواصلون الاستكشاف المتعمق لتطبيق أكثر كفاءة وشمولًا لـBIM في المباني الخضراء. وفي هذه المرحلة، أخذت تطبيقات مختلف التقنيات تتحسن وتتعمق وتتفصل تدريجيًا، مثل بناء منصة سحابية لمواقع البناء الذكية وتشغيلها وصيانتها، والتحسين الموفر للطاقة لتقنيات البناء وغيرها؛ وازداد تعمق تطبيق تقنية BIM في مرحلة التشغيل والصيانة للمباني الخضراء، وقام عدد غير قليل من الباحثين من المستوى البحثي بتخطيط وتصميم منصات الإدارة المقابلة لتلبية احتياجات المشروعات الفعلية مثل المباني مسبقة الصنع، والسكك الحضرية، ومشروعات المياه، ومشروعات الجسور، والأنفاق الخدمية الشاملة. فعلى سبيل المثال، درس Li Zhongfu وآخرون وحللوا منافع تطبيق تقنية BIM في مرحلة تشغيل المباني العامة الخضراء، بما يدعم مزيدًا من تطبيق BIM ونشره.

4.2 تحليل الحدود البحثية

عادةً ما يعكس تكرار المفردات في المراجع البحثية اتجاهات تطور البحث، وقد استُخدم CiteSpace في التحليل لتكوين خرائط مرئية، ثم حُلِّلت الكلمات المفاجئة ذات التكرار المرتفع للتنبؤ بحدود مجال البحث. ووفقًا لقوة الكلمات المفاجئة والفترات الزمنية لظهورها، جرى التعرف على أحدث اتجاهات البحث، ويمكن ملاحظة أن الحدود البحثية التي ظهرت في هذا المجال تركزت بشكل أساسي في «التصميم التعاوني» و«كفاءة الطاقة في المباني» و«المحاكاة بالبرمجيات» و«التطبيق المتكامل» و«الحوسبة السحابية» وغيرها.

(نظرًا لمحدودية المساحة، يرجى الرجوع إلى النص الأصلي للاطلاع على الجزء اللاحق من هذا المقال «5 الاستنتاج» وقسم المراجع.)

END

الآراء الواردة في هذا المقال تعبّر عن رأي الكاتب  حقوق النشر © Zhuwei Architectural Technology

يُحظر إعادة النشر دون تصريح

عند إعادة النشر يُرجى ذكر المصدر: Zhuwei Architectural Technology

      شركة Zhuwei للتكنولوجيا المعمارية هي شركة خدمات تقنية من طراز جديد، متخصصة في التحسين المتكامل للتصميم واستشارات BIM واستشارات التصميم المسبق الصنع. يجمع فريقنا مهندسين كبار من كبريات معاهد التصميم، ومديرين تنفيذيين سابقين في شركات عقارية، ومهندسي BIM ومهندسي تصنيع مسبق، ويقدم التحسين المتكامل للتصميم، والمراجعة الدقيقة للمخططات، واستشارات BIM مع تفصيل MEP، وخدمات التصميم المسبق الصنع.

      استشارات تحسين التصميم: نعمل امتداداً ومكملاً لإدارة التصميم لدى المطورين العقاريين، ونركز على الاستشارات والتحسين للمباني المدنية. عبر العملية بأكملها — أو في المراحل الرئيسية التي يحددها العميل — نضبط اقتصادية التصميم وعقلانيته وسلامته، ونزيل التكاليف غير الضرورية مع تحسين جودة المخططات بشكل قابل للقياس، محققين "تكلفة أقل وكفاءة أعلى".

      استشارات BIM: من خلال تقنيات البناء الرقمي، نساعد المصممين على تقليل الأخطاء ورفع الجودة في مرحلة التصميم، ونساعد المقاولين على توفير التكاليف وتخطيط تركيبات MEP عالية الجودة في مرحلة البناء، ونمد نماذج BIM إلى إدارة المرافق في مرحلة التشغيل — بالتعاون مع كبرى شركات البرمجيات.

      استشارات التصميم مسبق الصنع: تصميم كامل العملية على منصات BIM، باستخدام Revit وTekla لتفصيل مكونات PC. ترتبط هندسة المكونات وحديد التسليح بارامترياً — ما تراه هو ما تحصل عليه. نسلم مخططات جاهزة للثورة الصناعية 4.0 مع أطوال القص لكل قضيب حديد، ودعماً بإنترنت الأشياء لإنتاج مكونات PC وتخزينها ونقلها وتركيبها.

      يضم فريق خبرائنا كوادر من كبريات مؤسسات التصميم، بقاعدة تقنية راسخة وخبرة غنية في التصميم والتحسين المزدوج، مع قدرة تقنية ومستوى تحكم في صدارة القطاع.

—— هذا المقال مزامَن تلقائيًا من حساب WeChat الرسمي «Zhuwei Architectural Technology». اقرأ الأصل ——