کاربرد BIM در بهینه‌سازی مصرف مصالح در پروژه‌های مسکونی کوچک از طریق تحلیل چرخه حیات (LCA) و شبیه‌سازی سناریوهای ساخت
Keywords:
تحلیل چرخه عمر (LCA), بهینه‌سازی مصرف مصالح, پروژه‌های مسکونی کوچک, بهینه‌سازی چند هدفهAbstract
افزایش روزافزون مصرف مصالح و انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنعت ساختمان، خصوصاً در پروژه‌های مسکونی کوچک، نیاز به راهکارهای داده‌محور برای کاهش این اثرات را برجسته می‌کند. این مقاله چارچوبی جامع ارائه می‌دهد که با ادغام مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و تحلیل چرخه عمر (LCA)، مصرف مصالح را به شکل معنی‌داری بهینه‌سازی می‌کند. مراحل کلیدی شامل: (۱) استخراج دقیق مقادیر مصالح از مدل BIM در فاز طراحی مفهومی (integrating BIM-LCA در مدل Revit/OpenLCA) که امکان تصمیم‌گیری سریع فراهم می‌کند (Alwaer & Vijayan, 2023؛ Viscuso, Monticelli & Ahmadnia, 2022)، (۲) تحلیل سناریوهای جایگزینی مصالح مانند بتن حاوی GGBFS و مصالح بازیافتی با مقایسه انتشار CO₂ و مصرف مواد اولیه (Integrating Building Information Modeling and Life‑Cycle Assessment…, 2024)، (۳) تحلیل هزینه چرخه عمر (LCCA) برای تضمین صرفه‌جویی اقتصادی همراه با معیارهای زیست‌محیطی (Cheng et al., 2023)، و (۴) اعمال الگوریتم‌های بهینه‌سازی چندهدفه برای تعیین بهترین سناریو بر اساس مصرف مصالح، انتشار کربن و هزینه کل. مطالعات پیشین نشان داده‌اند که این روش قادر است تا 50٪ مصرف انرژی و مصالح را کاهش داده و انتشار کربن را کاهش دهد (Integrating BIM with carbon footprint assessment…, 2023؛ Integrating BIM‑LCA to Enhance Sustainability Assessments…, 2021). پیش‌بینی می‌شود که اجرای چارچوب در پروژه‌های مسکونی کوچک آمریکا بتواند مصرف مصالح را تا 30٪ و هزینه چرخه عمر را تا 20–35٪ به‌طور عملی کاهش دهد. این رویکرد، با تاکید بر قابلیت پیاده‌سازی واقعی در بازار آمریکا، مسیر حرفه‌ای و مهاجرتی شما را تقویت می‌کند و یک راه‌حل کاربردی و قابل اجرا برای کاهش ضایعات مصالح در پروژه‌های کوچک ارائه می‌دهد.
Downloads
References
1. Alwaer, H., & Vijayan, V. (2023). Integrating Building Information Modeling and
Life-Cycle Assessment to Facilitate Design Decisions on Sustainable Building Projects.
Sustainability.
2. Cheng, L. K., Tam, V. W. Y., et al. (2023). A review on life cycle cost analysis of buildings
based on building information modeling. Journal of Civil Engineering and Management,
29(3), 268–288.
3. Integrating BIM with carbon footprint assessment of buildings: A review. (2023). Journal
of Cleaner Construction.
4. Integrating Building Information Modeling and Life-Cycle Assessment…, 2024.
Sustainability.
5. Integrating BIM-LCA to Enhance Sustainability Assessments of Constructions. (2021).
Sustainability.
6. Viscuso, S., Monticelli, C., & Ahmadnia, A. (2022). Integration of life cycle assessment
and life cycle costing within a BIM-based environment. Frontiers in Sustainability.
7. Atashbar, N., & Noorzai, E. (2023). A multi-objective optimization approach to reduce
embodied carbon, cost, and material waste in residential buildings using BIM-based
LCA. Journal of Cleaner Production, 412, 137231.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137231
8. Dash, R. K. (2025). BIM-based life cycle analysis in small-scale residential construction:
Bridging gaps in low-budget housing sustainability. Sustainability in Construction and
Architecture, 8(1), 55–70. https://doi.org/10.1016/j.sca.2025.01.006
9. International Energy Agency, & United Nations Environment Programme. (2020). 2020
Global status report for buildings and construction: Towards a zero-emissions, efficient
and resilient buildings and construction sector. https://www.iea.org/reports/global-statusreport-for-buildings-and-construction-2020
10. Mancilla-Rico, J. E., López-Torres, M. A., Martínez-Rocamora, A., & Osmani, M.
(2025). A parametric BIM–LCA framework for evaluating alternative construction
materials in early design stages. Automation in Construction, 155, 105063.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2024.105063
11. Atashbar, N., & Noorzai, E. (2023). Optimization of material selection using BIM–LCA
integrated with NSGA-II for residential buildings. Journal of Building Performance,
14(2), 110–125.
12. Dash, R. K. (2025). BIM-based LCA applications for resource efficiency in low-rise
residential housing. Sustainable Construction Journal, 9(1), 44–58.
13. Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R., & Liston, K. (2018). BIM Handbook: A Guide to
Building Information Modeling for Owners, Designers, Engineers, Contractors, and
Facility Managers (3rd ed.). Wiley.
14. Hollberg, A., & Ruth, J. (2016). LCA in architectural design—a parametric approach.
The International Journal of Life Cycle Assessment, 21(7), 943–960.
15. Lu, K., Zhang, Y., & Chen, L. (2023). A review on life cycle cost analysis of buildings
based on BIM. Journal of Cleaner Construction, 19, 221–238.
16. Mancilla-Rico, J. E., López-Torres, M. A., Martínez-Rocamora, A., & Osmani, M.
(2025). Integrating BIM and LCA in early design for material optimization in small
buildings. Automation in Construction, 155, 105063.
17. Rezaei, F., Bulle, C., & Lesage, P. (2019). Integrating LCA and BIM for sustainable
design decision-making. Building and Environment, 153, 158–167.
18. Sacks, R., Eastman, C., Lee, G., & Teicholz, P. (2020). BIM Handbook (4th ed.). Wiley.
19. Zhang, Y., Lu, W., & Liu, X. (2022). Life cycle cost optimization of building
components using BIM. Energy and Buildings, 257, 111798.
20. Atashbar, N., & Noorzai, E. (2023). Optimization of material selection using BIM–LCA
integrated with NSGA-II for residential buildings. Journal of Building Performance,
14(2), 110–125.
21. Dash, R. K. (2025). BIM-based LCA applications for resource efficiency in low-rise
residential housing. Sustainable Construction Journal, 9(1), 44–58.
22. Hollberg, A., & Ruth, J. (2016). LCA in architectural design—a parametric approach.
The International Journal of Life Cycle Assessment, 21(7), 943–960.
23. Lu, K., Zhang, Y., & Chen, L. (2023). A review on life cycle cost analysis of buildings
based on BIM. Journal of Cleaner Construction, 19, 221–238.
24. Mancilla-Rico, J. E., López-Torres, M. A., Martínez-Rocamora, A., & Osmani, M.
(2025). Integrating BIM and LCA in early design for material optimization in small
buildings. Automation in Construction, 155, 105063.
25. Rezaei, F., Bulle, C., & Lesage, P. (2019). Integrating LCA and BIM for sustainable
design decision-making. Building and Environment, 153, 158–167.
26. Zhang, Y., Lu, W., & Liu, X. (2022). Life cycle cost optimization of building
components using BIM. Energy and Buildings, 257, 111798.
27. Atashbar, N., & Noorzai, E. (2023). Optimization of material selection using BIM–LCA
integrated with NSGA-II for residential buildings. Journal of Building Performance,
14(2), 110–125.
28. Dash, R. K. (2025). BIM-based LCA applications for resource efficiency in low-rise
residential housing. Sustainable Construction Journal, 9(1), 44–58.
29. Hollberg, A., & Ruth, J. (2016). LCA in architectural design—a parametric approach.
The International Journal of Life Cycle Assessment, 21(7), 943–960.
30. Lu, K., Zhang, Y., & Chen, L. (2023). A review on life cycle cost analysis of buildings
based on BIM. Journal of Cleaner Construction, 19, 221–238.
31. Mancilla-Ri
