ISO 220572022 建筑物和土木工程的可持续性.建筑信息建模（BIM）中建筑产品环境产品声明（EPD）使用的数据模板标准立项发展报告

ISO22057:2022《建筑物和土木工程的可持续性——建筑信息建模（BIM）中建筑产品环境产品声明（EPD）使用的数据模板》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DataTemplatesfortheUseofEnvironmentalProductDeclarations(EPDs)forConstructionProductsinBuildingInformationModelling(BIM)摘要随着全球对建筑行业碳排放和环境影响关注度的持续升温，环境产品声明（EnvironmentalProductDeclaration,EPD）作为量化建筑产品环境绩效的重要工具，其在绿色建筑评价和低碳设计中的应用日益广泛。然而，EPD数据在建筑信息建模（BuildingInformationModelling,BIM）环境中的结构化表达与无缝交换长期缺乏统一规范，导致数据孤岛、信息失真及跨系统互操作性不足等问题。国际标准化组织（ISO）于2022年4月4日正式发布ISO22057:2022《建筑物和土木工程的可持续性——建筑信息建模（BIM）中建筑产品环境产品声明（EPD）使用的数据模板》，为上述问题提供了国际公认的解决方案。该标准定义了EPD信息在BIM环境中使用的统一数据模板框架，明确了数据层级结构、属性命名规则、单位制及格式要求，构建了从EPD原始数据到BIM对象属性的标准化映射路径。本报告系统阐述该标准的立项背景、研制历程、核心技术内容及其行业应用价值，分析其对促进建筑行业数字化绿色协同发展的战略意义，并在此基础上展望标准的后续演进方向。该标准的发布标志着建筑行业环境数据管理与数字化设计工具的深度融合进入新阶段。关键词：环境产品声明；建筑信息建模；数据模板；可持续建筑；国际标准；互操作性；全生命周期评价Keywords:EnvironmentalProductDeclaration(EPD);BuildingInformationModelling(BIM);DataTemplate;SustainableConstruction;InternationalStandard;Interoperability;LifeCycleAssessment(LCA)一、引言1.1研究背景全球建筑行业贡献了约39%的能源相关碳排放，其中建筑产品（即建筑材料与构件）的隐含碳约占建筑全生命周期碳排放的20%-30%（世界绿色建筑委员会，2019年）。在此背景下，精确量化建筑产品的环境影响已成为行业绿色转型的核心议题。环境产品声明（EPD）作为基于全生命周期评价（LifeCycleAssessment,LCA）的III型环境标志，以标准化、可验证的方式披露建筑产品从原材料获取、生产制造到运输和废弃处理各阶段的环境影响数据，已成为全球绿色建筑评价体系（如LEED、BREEAM、DGNB及我国绿色建筑评价标准）的重要数据来源。与此同时，BIM技术作为建筑行业数字化转型的核心工具，已在全球范围内广泛应用于建筑设计、施工和运维管理。BIM模型中的每一个构件（如墙体、梁柱、门窗）都通过对象属性承载着几何信息和非几何信息。若能将EPD所包含的环境影响数据嵌入BIM构件属性中，则可实现建筑设计方案环境性能的实时评估与优化，从而在方案阶段即可进行低碳决策。1.2行业痛点然而，EPD数据与BIM的融合面临一系列技术障碍。首先，EPD文件通常以PDF格式发布，数据以非结构化或半结构化形式呈现，缺乏统一的机器可读数据模板，难以被BIM软件自动解析和提取。其次，各国EPD体系在数据分类、单位、功能单位定义和声明边界上存在差异，导致跨国项目中EPD数据的可比性和互换性不足。第三，BIM软件中的构件属性结构与EPD数据结构缺乏统一映射关系，设计师难以将EPD数据准确匹配到对应的BIM构件。第四，缺乏统一的数据模板导致各软件开发商各自为政，形成新的数据孤岛。正是在上述行业背景下，国际标准化组织ISO/TC59（建筑物和土木工程）下属的SC17（建筑和土木工程的可持续性）分技术委员会于2019年正式启动了ISO22057的研制工作。二、标准研制历程2.1立项阶段ISO22057的研制工作由ISO/TC59/SC17发起，经各成员国投票通过后正式立项。项目编号为ISO22057，参与研制的专家来自全球20余个国家和地区，涵盖标准化学会、科研机构、软件开发商、建材制造商、工程咨询公司及政府监管部门等多元利益相关方。2.2研制过程标准研制经历了以下关键阶段：-WD阶段（WorkingDraft，工作草案）：起草组基于现有的EPD标准和BIM数据交换标准（如ISO16739（IFC）、ISO12006系列），梳理EPD数据要素，形成初步的数据模板框架草案。-CD阶段（CommitteeDraft，委员会草案）：各成员国提出修改意见，就数据模板的层级结构、属性命名规则、必选与可选数据项等问题进行多轮磋商。-DIS阶段（DraftInternationalStandard，国际标准草案）：草案进入公开投票阶段，各国对技术内容进行最终评审。-FDIS阶段（FinalDraftInternationalStandard，最终国际标准草案）：完成最终文本修订。-正式发布：2022年4月4日，ISO22057:2022正式发布。三、标准核心技术内容3.1标准定位与适用范围ISO22057:2022规定了在BIM环境中使用建筑产品EPD数据时所需数据模板的要求和框架。其适用对象包括：-EPD方案操作者（ProgrammeOperators）：据此规范EPD数据的机器可读输出格式；-BIM软件开发商：据此开发可自动解析和映射EPD数据的功能模块；-建筑产品制造商：据此将产品EPD数据以标准化格式提供给设计方；-设计与咨询机构：据此在BIM设计流程中获取和应用产品环境数据。3.2数据模板框架标准的核心贡献在于定义了一个通用的、与软件无关的数据模板框架，该框架以面向对象的方式组织EPD数据。具体而言，数据模板采用类（Class）—属性（Attribute）—数值（Value）的层级结构：-类层级对应建筑产品的分类体系（参照ISO12006-2和IFC的分类）；-属性集定义EPD数据的字段名称、数据类型、计量单位及可选性（必选/条件必选/可选）；-数据值为具体的量化结果或描述性信息。标准对每个数据字段的属性命名规则进行了统一，采用语义明确的英文命名（如`GlobalWarmingPotential`、`DeclaredUnit`、`ReferenceServiceLife`），并规定了数据交换时的单位制（推荐采用国际单位制SI）。3.3关键数据元素ISO22057:2022将EPD数据组织为四大信息模块：-产品识别信息：包括产品名称、型号、制造商信息、生产地点、产品认证编号等。-声明信息：包括EPD方案操作者信息、EPD编号、发布日期、有效期、PCR（产品类别规则）依据等。-LCA结果数据：即各影响类别指标（如全球变暖潜势GWP、臭氧层消耗潜势ODP、酸化潜势AP、富营养化潜势EP、光化学臭氧生成潜势POCP以及不可再生一次能源消耗等），同时涵盖各生命周期阶段（A1-A3、A4、A5、B1-B7、C1-C4、D）的分阶段数据。-附加技术数据：如产品的热工性能、力学性能等有助于BIM能效模拟和结构计算的补充信息。3.4与现有标准体系的关系ISO22057在设计时充分考虑了与现有国际标准的兼容性：-与ISO21930（建筑产品EPD的核心规则标准）保持数据语义的一致；-与ISO16739（IFC标准）对接，确保数据模板可映射到IFC属性集；-与ISO12006-2（建筑信息分类框架）保持一致的产品分类逻辑；-与EN15978（建筑全生命周期评价标准）和EN15804（建筑产品EPD核心规则）形成互补。这种兼容性设计为标准的推广扫清了技术障碍，降低了各相关方的实施成本。四、标准应用价值与行业影响4.1打通数据链路ISO22057:2022首次为EPD数据在BIM环境中的表达提供了国际统一模板。通过这一标准，EPD方案操作者可将EPD数据输出为机器可读的XML或JSON格式文件，BIM软件开发商可据此开发数据导入插件，将产品环境数据无缝映射至BIM构件属性。这一数据链路的打通，使设计师在设计阶段即可获得所选用建筑产品的精确环境数据，实现"设计即评价"。4.2支撑低碳建筑设计在"双碳"目标的全球共识背景下，建筑行业的隐含碳控制成为各国气候政策的焦点。ISO22057的应用使设计团队能够在方案比选阶段快速比较不同材料方案的碳足迹，从而选择低碳替代方案。同时，该标准也为绿色建筑认证提供了便利——认证评审所需的产品环境数据可直接从BIM模型中提取，减少了人工收集与验证的工作量。4.3促进国际市场对接对于建筑产品制造商而言，ISO22057提供的统一数据模板降低了向国际市场提供环境数据的技术门槛。制造商只需按照标准模板编制一次EPD数据文件，即可被各国BIM软件兼容使用，避免了以往因数据格式不一致而需要多次转换的问题。这对中国企业"走出去"参与国际绿色建筑项目具有重要的现实意义。4.4推动信息化监管政府部门和行业监管机构可借助ISO22057建立建筑产品环境数据的数字化监管平台。通过标准化数据模板，监管部门可更高效地收集、比对和核查各企业提交的EPD数据，为绿色建材认证、绿色建筑评价和碳交易等政策的落地实施提供数据支撑。五、标准修订与推广的主要参与单位5.1主要参与单位介绍ISO22057的研制汇聚了全球多个权威机构和行业领军企业。其中，比利时建筑研究机构（BelgianBuildingResearchInstitute,BBRI，荷兰语缩写为WTCB-CSTC）在标准制定过程中发挥了重要的技术引领作用。BBRI成立于1960年，是比利时国家级的建筑科学技术研究机构，长期致力于可持续建筑、建筑物理性能、数字化建造和生命周期评价等领域的研究与标准制定。其可持续建筑研究部下设LCA与EPD专项团队，深度参与欧洲EN15804标准的修订工作，并负责运营比利时国家EPD方案（称为"EPB-EPD"）。BBRI凭借其在EPD方法论和BIM数据交换方面的深厚积累，在ISO22057的起草阶段承担了数据模板架构设计和数据字典编制等核心技术工作。BBRI团队提出了基于"对象类型-属性集-属性"三层架构的数据模板设计思路，该思路最终被标准采纳为主线框架。此外，BBRI还牵头组织进行了多轮跨行业验证测试，联合BIM软件开发商（如Autodesk、Graphisoft）和建材制造商（如DuraVermeer、Wienerberger等欧洲领先企业），验证数据模板在真实工程项目中的可用性和鲁棒性。BBRI的专家代表还担任了数据模板技术验证工作组（TaskGrouponDataTemplateValidation）的召集人，推动标准从理论文本走向工程实践。除BBRI外，还有以下机构深度参与：-ISO/TC59/SC17秘书处：由瑞典标准协会（SIS）承担，负责统筹标准制定流程。-德国标准化协会（DIN）：在数据格式定义和IFC映射方面提供了大量技术支持。-挪威标准化机构（SN）：主导了与欧洲EPD体系协调的相关研究。-荷兰应用科学研究组织（TNO）：在数据互操作性测试方案设计方面有重要贡献。这些机构的国际协作，确保了标准既具有全球通用性，又兼顾了区域EPD体系的具体实施要求。六、结论与展望6.1结论ISO22057:2022作为全球首部专门规范BIM环境中EPD数据模板的国际标准，填补了建筑产品环境数据与数字化设计工具之间互操作性的标准空白。该标准通过定义统一的数据模板框架，解决了EPD数据的机器可读性、语义一致性和跨平台可交换性问题，为建筑行业的数字化绿色协同发展提供了关键技术支撑。其发布不仅有助于提高建筑设计阶段的环境决策效率，也为建筑材料制造商、软件开发商和监管机构搭建了共同的技术对话平台。从全球标准体系来看，ISO22057是ISO在"可持续建筑+数字化"交叉领域的重要布局成果，与ISO21930、ISO16739及ISO12006系列共同构成了从产品环境数据生成、结构化表达到BIM集成应用的完整标准链条。标准在设计之初就注重与现有EPD国际规则（如EN15804）的兼容性，降低了各国采纳和实施的门槛。6.2展望展望未来，ISO22057的推广应用仍面临若干挑战与机遇。在技术层面，随着人工智能和大数据技术的快速发展，EPD数据的自动解析、质量校验和智能映射有望进一步实现智能化。未来版本的ISO22057可能引入语义网技术（如LinkedData和BIM知识图谱），以实现更高层次的数据关联推理。在实践层面，BIM技术正在向城市信息模型（CIM）拓展。ISO22057的数据模板逻辑有望延伸至城市尺度的环境数据管理，为"低碳城市"数字化治理提供标准支撑。可以预见，在"双碳"战略目标的持续牵引下，ISO22057将在全球建筑行业绿色低碳转型和数字化升级进程中发挥日益重要的作用。参考文献[1]ISO22057:2022,Sustainabilityinbuildingsandcivilengineeringworks—Datatemplatesfortheuseofenvironmentalproductdeclarations(EPDs)forconstructionproductsinbuildinginformationmodelling(BIM).InternationalOrganizationforStandardization,2022.[2]ISO21930:2017,Sustainabilityinbuildingsandcivilengineeringworks—Corerulesforenvironmentalproduct