Using BIM in the energy efficiency analysis of buildings: tools and interoperability

Dissertação de mestrado em Construção e Reabilitação SustentáveisJuntos, os edifícios residenciais, comerciais e públicos consomem cerca de metade da energia elétrica produzida no mundo. Para que uma edificação alcance um bom desempenho energético, é importante que boas soluções construtivas e sistemas adequados sejam definidos desde as fases iniciais do projeto. O Building Information Modeling (BIM) é uma metodologia de compartilhamento da informação da construção que auxilia na elaboração de projetos mais consistentes e antecipa a tomada de decisões. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização de ferramentas BIM para auxiliar na análise energética de edifícios em diferentes fases do projeto. Foi avaliado o potencial de utilização da plataforma BIM Revit e do plug-in Insight para a análise energética de edifícios. Foi verificada também a interoperabilidade do programa com a ferramenta de simulação energética OpenStudio. Foram criados modelos energéticos de um edifício utilizando o método de massas conceituais, que se baseia em configurações de energia mais genéricas, e utilizando o método de elementos construtivos, que permite a inserção de espaços e configurações de energia mais detalhadas. Os modelos foram simulados utilizando o Insight, ferramenta que funciona em ‘nuvem’ disponibilizada pela Autodesk que permite a comparação de diversos cenários de projeto, e Análise de Sistemas, ferramenta presente dentro do próprio programa Revit, que permite realizar análises de energia mais detalhadas. Um modelo semelhante foi criado utilizando o programa OpenStudio, com auxílio do SketchUp, para servir de base comparativa para os modelos criados no Revit. Os resultados das simulações apresentaram diferenças de até 55% em valores absolutos, devido às limitações das possibilidades de configuração dos modelos em cada programa. Porém, ao realizar análises paramétricas, variando a localização, percentual de área de envidraçados da fachada e carga interna de iluminação, as variações entre os diferentes programas analisados são semelhantes. Foi avaliada também a possibilidade de simular os modelos criados no Revit utilizando o programa OpenStudio. Diferentes arquivos foram exportados utilizando formato gbXML, de acordo com as opções disponíveis do Revit. A análise mostrou que a interoperabilidade entre os programas não é completa, pois há perda de informações e problemas na criação da geometria.Together, residential, commercial and public buildings are responsible for nearly 50% of electricity consumption worldwide. The appropriate construction solutions and systems should be defined in the early design stage to enhance the energy performance of buildings. Building Information Modeling is a method that supports designers in the development of more consistent projects and anticipates the decision-making process. This study evaluates the potential use of the BIM platform Revit and related tools for building energy analysis. Also, the interoperability of this software and the energy simulation tool OpenStudio was verified. The building energy models were created using two different methods: conceptual masses and building elements. While using conceptual masses allows for more generic configuration of the model, a model with building elements allows the insertion of spaces and more detailed information. The models were simulated using the cloud-based tool Insight, that enables the comparison of different design scenarios. Then, the function System Analysis was used to perform the simulation for more detailed results. The building energy model was also created and simulated using OpenStudio with SketchUp and the results compared with the Revit models. The simulation results showed differences between them, due limitations in the configuration of each method. However, the parametric analysis in each software presented similar behavior between them. Finally, the interoperability between the models created in Revit and OpenStudio software was tested. Different gbXML files were created using the exportation methods available in Revit. The tests showed that the interoperability of these programs is not complete, due to many information losses and geometrical shortcomings