BIM-EBI Simulations Energi, Bæredygtighed og Indeklima

Transkript

1 BIM-EBI Simulations Energi, Bæredygtighed og Indeklima Automatisering af energiberegninger direkte fra BIM modellen SEPTEMBER 2016 SIDE 1

2 Hvem er jeg? Steffen E. Maagaard Koncernkompetencechef Energi & Indeklima Civilingeniør, M.Sc. Mobil: Mail: dk.linkedin.com/in/steffenmaagaard Bygningsingeniør, B.Sc., m. speciale i installationsteknik Ingeniørhøjskolen i Århus Civilingeniør, M.Sc., Indeklima og Energi Aalborg Universitet Koncernkompetencechef Energidesign & Indeklima MOE Rådgivende Ingeniører A/S Ekstern Lektor Aarhus Universitet DGNB Konsulent 2012 DK-GBC, udvikling af DGNB i LCC-teknikgruppe Passivhus designer Gennemført 3 certificeringer

3 MOE BuildingDesign FORSKNING OG NYE VÆRKTØJER DER GIVER BEDRE BESLUTNINGER I DEN TIDLIGE DESIGNFASE

4 MOE BuildingDesign Specialist indenfor Energi, Bæredygtighed og Indeklima Design af bygninger sammen med arkitekter Udvikling af BR15, LCAbyg og LCCbyg Samarbejde med forskningsverden R&D Software udvikling R&D PhD

5 SEPTEMBER 2016 SIDE 5 BIM using the information a vision for the future

6 MOE Buildingdesign - Vision Brug af BIM modellen i hverdagen Førende inden for BIM EBI Smarter not Harder Værktøjer der understøtter hele processen SEPTEMBER 2016 SIDE 6

7 Målsætning Traditionel proces for bæredygtighedsanalyser Modtagelse af ARK materiale Tolkning af materiale Transformering af data Bæredygtighedsanalyse Model Tegninger Beskrivelser Geometri Rumtyper Materialer Konstruktioner Skygger Opmåling Modellering Belastning Delberegning Dagslys Energi Indeklima LCA LCC BIM-integrerede bæredygtighedsanalyser Tolkning Transformering ARK Model EBI Model EBI Toolbox Beregningsgrundlag Beregning Link Data Behandlet data Input ING-input SEPTEMBER 2016 SIDE 7

8 BIM Muligheder og Potentiale Brand Energiberegning KON Indeklima simulering Dagslys Akustik BIM VVS LCA Varmetab SEPTEMBER 2016 SIDE 8 VENT LCC

9 BIM Muligheder og Potentiale Brand Energiberegning KON Indeklima simulering Dagslys Akustik BIM VVS LCA Varmetab SEPTEMBER 2016 SIDE 9 VENT LCC

10 Udvikling af EBI Toolbox Én værktøjskasse til det hele med udgangspunkt i Revit Be15 (done) Sommerkomfort (ongoing) Varmetabsberegning Termisk indeklima / Indeklima simulering (prototype) LCA Dagslys (prototype) Samarbejde og videndeling Udveksling og genanvendelse af informationer EBI-dimensionering som grundlag for VVS- og VENT-projektering Smartere samarbejde vha. informationsudveksling på spaces etc. SEPTEMBER 2016 SIDE 10

11 Energiberegning Automatisk opmåling af klimaskærm Facader, tage, dæk Vinduer, døre, curtain walls Ventilation Belysning Dokumentation SEPTEMBER 2016 SIDE 11

12 Dagslys Integreret dagslysevaluering af opholdsrum på baggrund af forhold mellem glas- og gulvareal - Udtrukket fra BIM-model Visualisering af resultater på rumplaner SEPTEMBER 2016 SIDE 12

13 Sommerkomfort Automatisk beregning af sommerkomfort for alle rum Visualisering af resultater på rumplaner SEPTEMBER 2016 SIDE 13

14 LCA Miljøundersøgelser direkte fra Revit EPD EoL Mængder Driftsdata SEPTEMBER 2016 SIDE 14

15 Samarbejde / videndeling Informationsudveksling i Spaces EBI Dim. U-værdi Varmetab Design L/s VVS Radiator Dim. Dim. L/s VENT SEPTEMBER 2016 SIDE 15

16 BIM2Be15

17 Vision Primære mål Sekundære mål Hurtigere energiberegninger -> spare tid i dagligdagen Uoverskueligt på større projekter Eliminering af fejlopmålinger Sikre konsistens ift. mængder og opmålingsregler Linket med arkitektens model -> automatisk opdatering Hurtigere tilbagemelding til arkitekt om status på energiberegning Konsekvens af designændringer og forslag til optimering Reelt brug af BIM i dagligdagen Stor fleksibilitet i bearbejdning af output SEPTEMBER 2016 SIDE 17

18 Energiberegninger i faserne Formgivningsfase Konkurrenceforslag Dispositionsforslag Projektforslag Forprojekt Myndighedsprojekt Hovedprojekt Traditionel proces Be15 Be15 Be15 Be15 Be15 Be15 Be15 BIM proces 3D Skitsering BIM Opmåling Feedback Opmåling Feedback BIM Opmåling Feedback Opmåling Feedback Opmåling Feedback Ny proces Be15 Be15 BIM-Be15 SEPTEMBER 2016 SIDE 18

19 Problemstillinger Manuelle opmålinger Tidskrævende (og meget uinspirerende J) Uoverskueligt på store projekter -> ofte nødsaget til at starte forfra ved ny arkitektmodel Fejlbehæftede: Dele af bygningen glemmes eller overses Skjulte overflader Udkragede dæk Facadespring Passager Facade Plan SEPTEMBER 2016 SIDE 19

20 Manuelle energiberegninger Projekt Areal [m²] Varighed [dage] Kubehusene Havnecenter Aarhus Slagelse Sygehus Risskov Brynet 2a Ø-huset Kalvebod Brygge DNV Gødstrup SEPTEMBER 2016 SIDE 20

21 BIM udtræk Udfordringen i BIM vs. Danske regler og normer Grundlag for energiberegning: Bygningsreglementet (BR10/BR15) Be10/Be15 + SBi213 DS418 Brug for fortolkninger af en bygning Afvigelser mellem mængdeudtræk og opmålingsregler Utilstrækkelig information i Revit på f.eks. vinduer Kun højde og bredde på døre/vinduer Ingen orientering DS418:2011 p. 16 SEPTEMBER 2016 SIDE 21

22 BIM udtræk - Udfordringer Bygningens ydre mål? Uopvarmede rum? Vinduer og døre? Kun H * B i Revit Reelle orienteringer Curtain Walls Fortolkning af glas og blændepaneler vs Vindues- og Facadeareal Længde af linjetab på døre, vinduer og curtain walls Brutto/nettoåbning og glasandel 1,35 m² SEPTEMBER 2016 SIDE 22

23 Indgangsvinkel Behov for én generisk løsning som er anvendelig og hurtig i hverdagen Funktionel med færrest mulige krav til samarbejdspartnere En løsning der tager udgangspunkt i arkitektens BIM model Undersøgelse af forskellige muligheder, med udgangspunkt i Revit gbxml IFC Revit API Rockwool Energy Design SEPTEMBER 2016 SIDE 23

24 Konklusion på undersøgelser Eksisterende metoder stiller store krav til arkitektmodel Problematisk i forhold til faglige ansvarsområder Supplerende ydelser Øget detaljering = længere proces og senere beregning Behov for at flytte grundlaget og begrænse krav Vi er ansvarlige og kan ikke basere opmålinger på arkitektmodeller alene Vi skal være mindre afhængige af modelleringsdisciplin og detaljeringsgrad i arkitektmodellen, så opmåling og beregning kan udføres tidligst muligt Der findes INGEN produkter på marked som kan gøre arbejdet! Vi skal kunne håndtere forskellige scenarier, frem for at stille krav Bygningsmodel i sig selv, er ikke fyldestgørende i forhold til opmålingsregler og myndighedskrav Gælder både rvt, ifc og gbxml Nødvendigt at bearbejde tilgængelig data til det output vi har behov for Vi skal kunne definere og påvirke grundlaget uden at redigere i modtagne modeller SEPTEMBER 2016 SIDE 24

25 Metode i videre udvikling Revit + Dynamo + API Arbejde med arkitektmodel linket direkte ind i EBI-template Kombinere og bearbejde data fra EBI- og ARK-model Løse konkrete udfordringer i forhold til DS418 Tovejskommunikation med Excel Funktionaliteten er afgørende ikke formatet SEPTEMBER 2016 SIDE 25

26 Principielt Workflow Arkitekt Ingeniør Feedback Brugerinput ARK-Link Vinduer Døre etc. Spaces Zoner Geometrisk evaluering Dataudtræk Data Generering af Be15 Input Sortering af rådata Supplerende input Køling Varmefordeling Brugsvand Forsyning Etc. EBI Model Beregning i Be15 Iterativ proces Dokumentation SEPTEMBER 2016 SIDE 26

27 MOE Nodes Implementering af supplerende funktioner i Dynamo Samtidig interaktion med både Dynamo API og Revit API 50+ Nodes i 3 kategorier Fuldt kompatible med indbyggede Nodes Sammensættes til fagspecifikke scripts Tværfaglige anvendelsesmuligheder SEPTEMBER 2016 SIDE 27

28 BIM2Be15 - Guides Energimodel og Mass-modellering Dynamo og opmålingsproces SEPTEMBER 2016 SIDE 28

29 EBI Template: Be15 Bygningsvolumener i EBI-model Opmålingsgrundlag i egen fagmodel Menneskelig og ingeniørfaglig tolkning af bygningsmassen Automatisk bruttoetageareal ud fra valgte Levels Kontekst i det virtuelle miljø ARK-Link EBI-Model SEPTEMBER 2016 SIDE 29

30 EBI Template Overfladebaseret udtræk Overflade #1 Orient 90 Hældning: 90 Areal 45 m² Vindue 1 Orient 90 Hældning: 90 Areal 1,44 m² Vindue 2 Orient 90 Hældning: 90 Areal 1,44 m² Vindue 3 Orient 90 Hældning: 90 Areal 1,44 m² Vindue 4 Orient 90 Hældning: 90 Areal 1,44 m² SEPTEMBER 2016 SIDE 30

31 EBI Template Virtuel kontekst Mulighed for at evaluere orienteringer Gør output uafhængigt af det enkelte objekts retningsvektor, flips, etc. 1 2 Vindue Vektor Orientering Evalueret Orientering 1 Nord Nord 2 Vest Øst 3 3 Vest Vest 4 Syd Syd 4 SEPTEMBER 2016 SIDE 31

32 Be15 Vinduer og Skygger Horisont Be15 Døre/Vinduer Udhæng Venstre / Højre Be15 Skygger Vindueshul % SEPTEMBER 2016 SIDE 32

33 Be15-BIM Skyggeberegning Operation for dør/vindue Evaluering af vinkler for hver skyggetype Brugerdefineret spænd/interval Eksempel Antal døre/vinduer Evalueringer/dv (17*4) Evaluering i alt Beregningstid 2-3 min Output SEPTEMBER 2016 SIDE 33

34 EBI Template Dynamo Standardopsætning af parametre og views understøtter modellering af volumener og sammenspil med Dynamo MOE Nodes SEPTEMBER 2016 SIDE 34

35 Dynamo Workflow Komplekse scripts Simpel anvendelse SEPTEMBER 2016 SIDE 35

36 Output / Excel Bruttoeksport Sorteret rå-data Kobling med konstruktion og U-værdi Input ark til Be15 SEPTEMBER 2016 SIDE 36

37 Status SEPTEMBER 2016 SIDE 37

38 Cases Risskov Brynet 2 Bygherre: Domis Ejendomme Arkitekt: Arkitema DNV Gødstrup Modelleringstid: Opmålingstid: 8-10 timer Bygherre: Region Midt 20 min Arkitekt: Arkitema + AART Bruttoareal: m² Bruttoareal: m² Jens Baggesensvej 7-9 Bygherre: Mogens De Linde Arkitekt: AART Modelleringstid: Opmålingstid: Bruttoareal: m² SEPTEMBER 2016 SIDE timer 10 min Modelleringstid: Opmålingstid: timer 30 min

39 Erfaringer Projektspecifik EBI-model Indledende opsætning og modellering tager lidt tid på nye projekter Efterfølgende opdateringer typisk under 30 min Automatisk vs Manuel opmåling Forskellige resultater på Risskov Brynet Nærmere undersøgelse viste forkert manuel opmåling! Ved alt granskning har den automatiske opmåling vist sig at være korrekt Samarbejde Stadig grundlæggende krav til modellering, men.. De er simple at efterleve mange er som oftest allerede opfyldt af arkitektens modelleringsprocedurer Reduceret behov for ekstra opgaver Afgørende faktorer flyttes væk fra arkitektmodellen Bedre overensstemmelse med faglige ansvarsområder! Muligt at basere beregning på modeller med lav detaljeringsgrad

40 EBI IKT-bilag SEPTEMBER 2016 SIDE 40

41 Vision Primære mål Sekundære mål Hurtigere energiberegninger -> spare tid i dagligdagen Uoverskueligt på større projekter Eliminering af fejlopmålinger Sikre konsistens ift. mængder og opmålingsregler Linket med arkitektens model -> automatisk opdatering Hurtigere tilbagemelding til arkitekt om status på energiberegning Konsekvens af designændringer og forslag til optimering Reelt brug af BIM i dagligdagen Stor fleksibilitet i bearbejdning af output SEPTEMBER 2016 SIDE 41

42 BIM-EBI - Fremadrettet Dagslys Indeklima Energiforbrug LCA LCC SEPTEMBER 2016 SIDE 42

43 MOE BuildingDesign buildingdesign.moe.dk Steffen E. Maagaard Koncernkompetencechef Energi & Indeklima Civilingeniør, M.Sc. Mobil: Mail: SEPTEMBER 2016 SIDE 43