Evaluating the Impact of Bulding Information Modeling (BIM) on Sustainable Architectural Designs

Year 2023, Volume: 2 Issue: 2, 37 - 54, 31.12.2023

Ceren Aydan Nasır , Saniye Karaman Öztaş , Seher Güzelçoban Mayuk

Abstract

Some significant global problems, such as global warming, depletion of the ozone layer and natural resources depletion, point out that sustainable solutions are critical in the construction sector, as in many other fields. In this context, the Life Cycle Assessment (LCA) method, which enables the determination of the environmental impacts of buildings, comes to the fore. In addition, due to the negative environmental impacts caused by the building sector, the tools developed to create sustainable designs have started to be used. The Building Information Modelling (BIM) method, which uses these tools and is becoming increasingly important, can produce solutions in different ways in design, construction and use processes from an environmental perspective. The decisions, especially in the early stages of building design, are effective for sustainability goals, and the analysis and simulation functions provided by the BIM help the designers to make sustainable design.
In this study, it is aimed to to explore and analyse the potential of using LCA in an early design stage using design tools. It was focused on researching and defining the most important aspects of LCA and BIM through a literature review. Thus, the importance of the decisions taken at the early design stages for sustainable designs and the necessity of innovative methods that the BIM method provides to the designer while making these decisions are revealed. The studies highlight the potential of integrating LCA and BIM to make sustainable design decisions early on also indicate the importance of LCA data, level of development (LoD) of the BIM model, and the knowledge of designers on the topics of LCA and sustainable design.

Keywords

Sustainable Architecture, Building Information Modelling (BIM), Life Cycle Assessment (LCA)

Yapı Bilgi Modellemesinin (BIM) Sürdürülebilir Mimari Tasarımlar Üzerine Etkisinin Araştırılması

Abstract

Küresel ısınma, ozon tabakasının incelmesi ve doğal kaynakların tükenmesi gibi bazı önemli küresel sorunlar, birçok alanda olduğu gibi inşaat sektöründe de sürdürülebilir çözümlerin kritik önem taşıdığını gösteriyor. Bu bağlamda, binaların çevresel etkilerinin belirlenmesini sağlayan Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) yöntemi ön plana çıkıyor. Ayrıca yapı sektörünün neden olduğu olumsuz çevresel etkiler nedeniyle sürdürülebilir tasarımlar oluşturmak için geliştirilen araçlar kullanılmaya başlanmıştır. Bu araçları kullanan ve önemi giderek artan Yapı Bilgi Modellemesi (BIM) yöntemi, çevresel açıdan tasarım, yapım ve kullanım süreçlerinde farklı şekillerde çözümler üretebilmektedir. Özellikle bina tasarımının erken aşamalarında alınan kararlar sürdürülebilirlik hedefleri için etkili olmakta, BIM'in sağladığı analiz ve simülasyon fonksiyonları tasarımcıların sürdürülebilir tasarım yapmalarına yardımcı olmaktadır.
Bu çalışmada, tasarım araçları kullanılarak erken tasarım aşamasında LCA kullanımının potansiyelinin araştırılması ve analiz edilmesi amaçlanmıştır. Literatür taraması yoluyla LCA ve BIM'in en önemli yönlerinin araştırılması ve tanımlanmasına odaklanılmıştır. Böylece sürdürülebilir tasarımlar için erken tasarım aşamalarında alınan kararların önemi ve BIM yönteminin bu kararları alırken tasarımcıya sağladığı yenilikçi yöntemlerin gerekliliği ortaya konmuştur. Sürdürülebilir tasarım kararlarının erkenden alınabilmesi için LCA ve BIM entegrasyonunun potansiyelini vurgulayan çalışmalar, aynı zamanda LCA verilerinin, BIM modelinin gelişmişlik düzeyinin (LoD) ve tasarımcıların LCA ve sürdürülebilir tasarım konularındaki bilgilerinin önemini de ortaya koymaktadır.

Keywords

Sürdürülebilir Mimari, Yapı Bilgi Modellemesi (BIM), Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA)

References

• Abd Rashid, A.F., Yusoff, S. (1015). Renewable and Sustainable Energy Reviews 45. A Review of Life Cycle Assessment Method for Building Industry
• AIA. (2013). Guide, Instructions and Commentary to the 2013 AIA Digital Practice Documents.
• Autodesk. (2021). What's New in Dynamo for Revit 2.12 (Autodesk support and learning). https://autode.sk/3CMCayv.
• Autodesk (2016). Discover Dynamo. Available at: http://dynamobim.org/explore/.
• Bahadır Ü. (2018). Yenileme Projelerinin Yönetim Süreçlerinde Yapı Bilgi Modellemesinin Kullanımı: Vaka Çalışması, Yüksek Lisans Tezi, KATÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, Turkey.
• Basic, S., Hollberg, A., Galimshina, A., & Habert, G. (2019). A Design Integrated Parametric Tool for Real-Time Life Cycle Assessment. Bombyx Project. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 323. https://doi.org/10.1088/1755-1315/323/1/012112.
• Bruce-Hyrkäs, T. (2021). Building Life Cycle Assessment White Paper. Discover Why You Need LCA to Build Sustainably. Retrieved from https://www.oneclicklca.com/building-lifecycle-assessment-white-paper/.
• Çavuşoğlu, Ö. H., Çağdaş, G. (2018). Enhancing Decision Making Processes in Early Design Stages: Opportunities of BIM to Achieve Energy Efficient Design Solutions. ITU A|Z, Vol 15 No 1, March 2018, 53-64.
• Duru, M.O., Dinçer, S.G, Koç, İ. (2022). Mimari Tasarım Sürecinde Çevresel Etki Hesaplanmasında Görsel Programlama Dillerinin (VPL) Kullanılabilirliğinin İrdelenmesi. Kent Akademisi Dergisi, 15.(Dicle Üniversitesi 2. Uluslararası Mimarlık Sempozyumu Özel Sayısı):072-090. https://doi.org/10.35674/kent.1013859.
• Gibbons, O. P., & Orr, J. J. (2020). How to Calculate Embodied Carbon. The Institution of Structural Engineers.
• Gomaa, M., Farghaly, T., & El Sayad, Z. (2021). Optimizing A Life Cycle Assessment-Based Design Decision Support System Towards Eco-Conscious Architecture Computational Methods and Experimental Measurements XX. http://dx.doi.org/10.2495/cmem210041.
• ISO (2006). “ISO 14040:2006 Environmental Management – Life Cycle Assessment – Principles and Framework,” Vol. 2006. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
• ISO (2006). ISO 14044 Environmental Management — Life Cycle Assessment — Requirements and Guidelines, Vol. 2006. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
• Kensek, K. (2015). Visual Programming for Building İnformation Modeling: Energy and Shading Analysis Case Studies. Journal of Green Building, 10, 28-43. https://doi.org/10.3992/jgb.10.4.28.
• Khasreen, M. M., Banfıll, P. F. G., & Menzıes, G. F. (2009). Life-Cycle Assessment and the Environmental Impact of Buildings: A Review. Sustainability, 1(3). https://doi.org/10.3390/su1030674.
• Kiamili, C., Hollberg, A., & Habert, G. (2020). Detailed Assessment of Embodied Carbon of HVAC Systems for a New Office Building Based on BIM. Sustainability, 12, 3372. https://doi.org/10.3390/su12083372.
• Koçhan, K., & Akın, C. T. (2022). İklim Değişikliği Karşısında Sürdürülebilir Binaların ve Bütünleşik Tasarımın Önemi (BIM Tabanlı Sürdürülebilirlik Analizleri), Kent Akademisi Dergisi, 15 (Dicle Üniversitesi 2. Uluslararası Mimarlık Sempozyumu) :53-71. https://doi.org/10.35674/kent.1014067.
• Lasvaux, S., Gantner, J., Wittstock, B., Bazzana, M., Schiopu, N., Saunders, T., & Gazulla, C. (2014). Achieving Consistency in Life Cycle Assessment Practice Within the European Construction Sector: The Role of the EeBGuide InfoHub. The International Journal of Life Cycle Assessment, 19(11), 1783-1793.
• NIBS (2007). The National Building Information Modeling Standarts.
• Ofluoğlu, S. (2021). BIM Destekli Tasarımlar Daha Sürdürülebilir Yapılar Yaratıyor. https://www.researchgate.net/publication/352491620.
• Özcan, U., Erol, İ. (2018). Sürdürülebilir Tasarımda Yapı Bilgi Modellemesi (BIM). International Congress on Engineering and Architecture, Alanya, Turkey.
• Özorhon B. (1018) Building Information Modelling, İstanbul, Turkey.
• Rezaei, F., Bulle, C., & Lesage, P. (2019). Integrating Building İnformation Modeling and Life Cycle Assessment in the Early And Detailed Building Design Stages. Building and Environment, 153(February), 158–167.
• Roberts, M., Allen, S., & Coley, D. (2020). Life Cycle Assessment in the Building Design Process –A Systematic Literature Review. Building and Environment, 185(August), 107274.
• Röck, M., Hollberg, A., Habert, G., & Passer, A. (2018). LCA and BIM: Integrated Assessment and Visualization of Building Elements’ Embodied Impacts for Design Guidance in Early Stages. Procedia CIRP, 69(May), 218–223.
• Savaşkan, M. O. (2015). Yüksek Enerji Performanslı Konut Yapıları için BIM Tabanlı Bir Açık Kaynak Bilgi Sistemi Modeli. Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Seghier, T., Lim, Y.-W., Ahmad, M., & Williams, O. (2017). Building Envelope Thermal Performance Assessment Using Visual Programming and BIM, based on ETTV requirement of Green Mark and GreenRE. International Journal of Built Environment and Sustainability, 4. https://doi.org/10.11113/ijbes.v4.n3.216.
• UNEP. (2020). 2020 Global Status Report for Buıldings and Construction: Towards a ZeroEmissions, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. https://globalabc.org/sites/default/files/inlinefiles/2020%20Buildings%20GSR_FULL%20REPORT.pdf.
• Van De Hoef, Joran M. (2022) Integration of Building Information Modelling and LifeCycle Analysis in Early Structural Design; a Parametric Study, Master Thesis, Eindhoven University of Technology, Structural Engineering and Design Department of the Built Environment, Eindhoven, Holland.
• URL1: https://www.oneclicklca.com/building-lca-resource-hub/.
• URL2: https://www.advenser.ae/bim-services/.
• URL3: https://knowledge.autodesk.com/searchresult/caas/CloudHelp/cloudhelp/ENU/BPA -BPAWorkflows/files/GUID-43DAB177- 3A4F-496C-BECB-2591FD04FC10-htm.html.
• URL4:https://www.yesilbinadergisi.com/yayin/696/surdurulebilir-yapilar-kapsamindatasa rim -analiz-ve-simulasyon-icin-autodesk-cozumleri_20927.html#.YVVvdZpByUk.
• URL5: https://www.ingridcloud.com/wind-simulations/wind-energy/.
• URL6: https://www.bimteknoloji.com/fikir/bim-kisayolu-yok/.
• URL7: http://www.sayisalmimar.com/kurslar/sertifikalar/surdurulebilir_bim.pdf.