BIM Automation: Design optioneering towards energy performance B optimization

[magistrsko delo]

Razan Rashid (Avtor), Tomo Cerovšek (Mentor)

Povzetek

Gradbeni sektor je odgovoren za velik delež porabe energije in ima posledično znaten vpliv na okolje, zato je ena izmed prioritet načrtovalcev tudi izboljšava in optimizacija energijske učinkovitosti stavb. Vendar pa je načrtovanje energijsko učinkovitih stavb kompleksen proces, kar pogosto pomeni, da projektanti ta vidik pri načrtovanju spregledajo. Številka razpoložljiva orodja se v glavnem osredotočajo na analizo energijske porabe v zaključnih fazah načrtovanja, ne v zgodnjih, konceptualne fazah, ko se sprejemajo ključne odločitve, ki vplivajo na energijsko učinkovitost stavbe. Posledično je bistveno poenostaviti začetne faze načrtovanja. Tu se izkaže BIM (angl. Building Information Modelling) kot močno orodje, ki preoblikuje celotno gradbeno industrijo, saj lahko s pomočjo orodij BIM za avtomatizacijo načrtovalci lažje ustvarijo energetsko učinkovite in optimizirane stavbe. Namen te naloge je raziskati raznolike uporabe različnih tehnik avtomatizacije BIM za potrebe optimizacije projektnih rešitev in energijske učinkovitosti. Naloga si prizadeva ugotoviti in oceniti potencialne prednosti integracije avtomatizacije BIM tekom faze načrtovanja z namenom povečati energijske učinkovitosti stavb. Raziskava je uporabila več kvantitativnih in kvalitativnih metodologij. Metodologija je strjena v tri ključne faze: analiza metodologij iz prejšnjih študij, izbira osnovnega primera za študijo in pregled predlaganih delovnih tokov avtomatizacije. Osnovni primer, izbran za študijo primera, je enostavna stavba, ki jo je avtor naloge zasnoval z namenom testiranja različnih delovnih tokov. Raziskava zajema tri metodološke ravni avtomatizacije. Prva raven vključuje uporabo ročnega dela, ki poleg časovne potratnosti in nagnjenosti k nastopu človeških napak omejuje možnost proučevanja različnih variant projektnih rešitev. Druga raven se osredotoča na uporabo delovnih tokov, ki vključujejo vizualno programiranje. Izkaže se, da se zgolj zanašanje na vizualno programiranje morda ne zadošča za celovito avtomatizacijo. Kot dobra rešitev za povečanje učinkovitosti in pospešitev delovnega procesa se pojavi integracija tekstovnega programiranja znotraj vizualnega programiranja. Zadnja, tretja raven vključuje kombinacijo vizualnega in tekstualnega programiranja, konkretneje uporabo programskega jezika Python. Ta delovni tok se osredotoča na v celoti avtomatizirano generiranje različnih variant projektnih rešitev, izvoz v datotečni format gbXML, optimizacijo in analizo podatkov. Programski jezik Python se izkaže za zelo zmogljivega z vidika avtomatizacije in analize podatkov, saj omogoča hitro in natančno generiranje velikega števila variantnih rešitev. Rezultati opravljene študije tvorijo predlagani delovni tok za avtomatizacijo optimizacije projektnih rešitev v zgodnjih fazah načrtovanja. Čeprav so omejitve zaradi uporabe zaprto kodnih programskih orodij še vedno prisotne, postaja vloga programiranja v procesu načrtovanja vse pomembnejša, saj omogoča neoviran dostop do informacij za potrebe sprejemanja informiranih odločitev.

Ključne besede

civil engineering;master thesis;BIM;BIM automation;design optimization;energy-efficiency;design optioneering;data analysis;automation workflows;Revit;Dynamo;Python;

Podatki

Jezik:	Angleški jezik
Leto izida:	2023
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	UL FGG - Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
Založnik:	[R. Rashid]
UDK:	004.946:620.9-044.963(043.3)
COBISS:	187675139
Št. ogledov:	530
Št. prenosov:	21
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Slovenski jezik
Sekundarni naslov:	Avtomatizacija BIM: Projektne možnosti za optimizacijo E energetske učinkovitosti
Sekundarni povzetek:	The building sector accounts for a significant amount of energy consumption, exerting a substantial environmental impact. Hence, prioritizing the enhancement and optimization of building energy performance is imperative for designers. However, designing such efficient buildings is a complex process, often leading designers to overlook this aspect. Many available tools primarily target energy prediction in final design stages rather than the conceptual phases, where critical decisions are made. Consequently, streamlining the initial design stage is essential. This is where Building Information Modeling (BIM) emerges as a potent force, reshaping the Architecture, Engineering, and Construction (AEC) industry. By harnessing BIM tools for automation, designers and architects can readily create energy-efficient, optimized buildings. This research aims to delve into the diverse applications of BIM automation techniques in design optimization and energy efficiency practices. The study seeks to ascertain and evaluate the potential advantages of integrating BIM automation during the design phase to bolster energy efficiency in buildings. The investigation employed several qualitative and quantitative methodologies. The methodology is concluded into three key phases: analysis of methodologies from prior studies, selecting the base-case for the study, and examining the proposed automation workflows. The study-case is a simple building designed by the author, serving as a base to assess the different workflows. The exploration encompasses three levels of methodological automation. The first level involves manual workflow application, which, while time consuming and prone to human errors, limits the design options exploration. The second level focused on visual programming workflows but struggled due to limitations and inflexibility of tools like Dynamo for automation. It's evident that sole reliance on visual programming might not suffice for comprehensive automation. Integrating textual programming scripts emerges to augment and expedite the process more effectively. The final level merges both visual and textual programming, particularly Python. This workflow focused on fully automating design options generation, exporting to gbXML, optimization, and data analysis. The use of Python demonstrates its prowess in automation and data analysis, allowing for rapid, accurate creation of numerous design options. Through these investigations, the study gauges the efficacy and best practices of BIM automation in design optimization. The outcomes of the study culminate in proposed workflows for automating design optimization during early stages. Though limitations persist due to closed-source design tools, the role of programming in the design process is increasingly pivotal, offering unencumbered access to data for informed decisions.
Sekundarne ključne besede:	gradbeništvo;magistrska dela;GR;BIM;avtomatizacija BIM;optimizacija načrtovanja;energetska učinkovitost;izbiranje možnosti oblikovanja;analiza podatkov;poteki dela avtomatizacije;Revit;Dynamo;API;Python;
Vrsta dela (COBISS):	Magistrsko delo/naloga
Komentar na gradivo:	Univ. v Ljubljani, Fak. za gradbeništvo in geodezijo
Strani:	XVI, 72 str.
ID:	23073781