Purpose Aiming to simplify the extraction of embodied carbon data using a building information modeling (BIM) software, the purpose of this paper is to present a framework that integrates BIM and life cycle assessment (LCA), which are useful to the architecture, engineer and construction (AEC) industry. As a further purpose, this study also tests four different wall systems. Design/methodology/approach The study applies design science research and it presents a framework that integrates BIM and LCA. For analysis and validation, a case study features four different wall systems costs based on the Brazilian context. In the proposed framework, SimaPro8 accomplishes the LCA, while ArchiCAD 19 the modeling. Findings The first analysis covers embodied carbon and the second covers the total cost of each m² of wall. The proposed framework performs well, and it is effective in the Brazilian context. Concerning the walls, the wood frame system is the most sustainable option within this analysis and the most financially feasible option in Brazil. Originality/value The present study contributes to embodied carbon data analysis, ensuring that the best choice of elements and components is being used in the building project. This BIM–LCA integrated solution is valuable not only to the AEC industry and to professionals, but also to future researchers. This analysis is of great value to new ventures, since the society shows a great concern about reducing GHGs emissions.
PurposeThis paper searches for integration methods proposed by different authors that assess the life cycle of a building using models of building information modeling (BIM) and it also compares and discusses them.Design/methodology/approachSystematic literature review (SLR) is selected as the main research method of the present paper, aiming to collect and critically analyze multiple research studies. This paper is not only limited to studies where the whole life cycle has been assessed but also includes other papers which only integrated BIM to analyze carbon footprint, embodied carbon dioxide (CO2) or energy consumption.FindingsTaking into account the countries that have published articles about the subject, it is possible to deduce that it has been studied in all of the continents, except Africa. In comparison with other continents, Asia and Europe have developed more studies. Furthermore, 76% of the 34 selected articles were published in journals and only 24% in conferences proceedings, and the number of papers that relates life cycle assessment (LCA) methods using BIM has grown from 2013 to 2015, proving that the current theme is relevant. Several aspects of this literature review show the need to develop automated processes for LCA of buildings during the project's development phase. There is already a tendency to compare LCA results for buildings applied to BIM models, contributing to decision-making related to alternate projects, selection of materials, suppliers and components from an environmental perspective.Originality/valueIn the current global scenario, it is the notorious negative impact on the environment over the years caused by the architecture, engineering and construction industry (AEC). The integration of BIM–LCA can reduce time and improve the application of environmental analysis. Moreover, the proper application of a LCA method to evaluate the environmental impacts of the project can be hindered due to lack of information in the database about the materials or due to failures in the interoperability between BIM software and the LCA tool.
ResumoOs processos de Planejamento e Controle de Obras (PCO) subsidiam o cumprimento do custo, prazo e qualidade esperado da obra. Estes apresentam influência direta sob a produtividade obtida no canteiro de obras, pois as informações falhas provenientes da documentação gerada são interpretadas como os principais fatores de causa-efeito associados à baixa produtividade, desperdícios de materiais e mão de obra, resultando em baixa qualidade do produto final. O uso da Modelagem da Informação da Construção na construção civil vem sendo proposto como uma solução tecnológica para tais problemas. Quando BIM é associado ao PCO é recorrente utilizar o termo BIM 4D ou modelagem 4D. Desta forma, este artigo busca esclarecer como desenvolver o uso do BIM 4D para PCO e quais os benefícios e dificuldades provenientes. A questão foi abordada por meio de uma Revisão Sistemática da Literatura. Identificou-se o sequenciamento de atividades para o desenvolvimento do PCO baseado em BIM e ferramental associado. As dificuldades principais encontradas foram associadas ao processo de implementação e ao processo trabalhoso e intenso da modelagem 3D requerida e da integração disciplinada com o cronograma da obra. Entretanto, o BIM 4D para o PCO mostra-se viável apontando benefícios no provimento de diretrizes de otimização do processo tradicional de PCO, trazendo soluções para grande parte dos problemas inerentes ao método convencional, além de contribuir para a redução de retrabalhos por meio da interoperabilidade, integração de sistemas de comunicação e simulação do processo construtivo.Palavras-chave: BIM 4D. Planejamento. Construção. Processo. AbstractThe Plan of Construction Operations (PCO) subsidizes the fulfillment of the cost, term and the expected quality of the work. These have a direct influence on the productivity obtained at the construction site, since information flaw from the generated documentation is interpreted as the main cause-and-effect factor associated with low productivity, waste of materials and workmanship, resulting in poor quality of the final product. The use of Building Information Modeling in civil construction has been proposed as a technological solution for such problems. When BIM is associated with PCO it is recurrent to use the term 4D BIM or 4D modeling. In this way, this article seeks to clarify how to develop the use of 4D BIM for PCO and what benefits and difficulties arise. The issue was addressed through a Systematic Literature Review. Activity sequencing was identified for the development of BIM-based PCO and associated tooling. The main difficulties encountered were associated with the implementation process and the laborious and intense process of 3D modeling required and the disciplined integration with the work schedule. However, 4D BIM for PCO is feasible, showing benefits in providing optimization guidelines for the traditional PCO process, providing solutions for most of the problems inherent in the conventional method, as well as contributing to the reduction of rework through interope...
O Building Information Modeling (BIM) tem se apresentado como paradigma da construção civil nas últimas décadas e tem gerado reflexões a respeito do ensino no campo da arquitetura. No centro dessas reflexões está o fato de o ensino de BIM deve ir para além de uma capacitação meramente instrumental (Ruschel et al., 2013). Em especial pelo fato de que o BIM deve ser considerado em um contexto mais amplo, de um campo sociotécnico (Pereira & Procopiuck, 2022) que está permeado por dinâmicas políticas, processuais e tecnológicas (Succar, 2009). Nesse sentido, o BIM precisa ser compreendido a partir de uma perspectiva metodológica, que implica em mudanças estruturais em seu processo de implementação (Sackey et al., 2015), especialmente na formação de novos profissionais (Benedetto et al., 2010). Assim, o horizonte do ensino de BIM deve estar contextualizado com outros aprendizados inerentes à formação da futura geração de arquitetos, como os saberes de projeto, compatibilização e gestão. Em face disso, o objetivo deste estudo é apresentar uma metodologia integrada para o ensino-aprendizagem do BIM a partir de três disciplinas que compõem o currículo obrigatório do curso de Arquitetura e Urbanismo da FAE Centro Universitário: Projeto Executivo e Compatibilização, Projetos de Instalações Prediais e Gerenciamento de Projetos, Obras e Orçamentação. A partir desta abordagem, espera-se desenvolver nos alunos: i) uma visão holística e conectada dos processos que compreendem o ciclo de projetos de edificações; ii) a capacidade de compreender o processo de projetos como algo cíclico e colaborativo, que deve ser norteado e construído pela união de diversos saberes; iii) a capacidade de olhar para a edificação não apenas como o resultado de uma criação artística e conceitual, mas também como um sistema complexo fechado, que é resultado da sobreposição desses saberes complementares. A metodologia proposta se organiza em seis etapas conectadas que envolvem as três disciplinas. Cada uma das etapas possui uma meta e um conjunto de entregáveis que são condicionantes do desenvolvimento das etapas subsequentes. O objeto empírico da atividade é um módulo de abrigo temporário de três cômodos, térreo, com área construída de 18,00 m². A Etapa 1 consiste em ensinar aos alunos o processo de modelagem arquitetônica em Níveis de Desenvolvimento (ND) mais avançados, compatíveis com um projeto executivo. Aqui os alunos aprendem o processo de estratificação de paredes em camadas, definição de materiais e acabamentos e a sua devida separação. Para isso, são fornecidos aos alunos desenhos técnicos de base do módulo de abrigo. O software utilizado nesta etapa é o Autodesk Revit. A Etapa 2, por sua vez, consiste em ensinar aos alunos a modelar sistemas de instalações prediais em ND300 utilizando como base a casca arquitetônica já concebida e um lançamento estrutural fornecido. É desenvolvido modelos de hidráulica, elétrica e telefonia, ar condicionado e gás combustível. O software utilizado nesta etapa é o Autodesk Revit. A Etapa 3 consiste em classificar os elementos modelados (seguindo Tabelas 21, 22 e 23 da OmniClass) utilizando o plugin Autodesk Classification Manager for Revit, para em seguida exportar o IFC dos modelos de cada disciplina. Na Etapa 4 os alunos fazem a unificação dos modelos e desenvolvem uma compatibilização manual, sem a utilização de regras automatizadas de detecção de interferências. Na atividade eles devem identificar ao menos 15 interferências e cadastrá-las em um sistema de gerenciamento de projetos. Para esta etapa é utilizada a ferramenta BIM Collab Zoom e a plataforma online de colaboração oferecida por ela. Após a emissão dos relatórios de compatibilização, os discentes fazem a troca com um colega que deverá responder ao relatório, encaminhando uma solução técnica para o problema encontrado. Esta dinâmica visa simular o que ocorre na prática de compatibilização de projetos no cotidiano de um escritório de projetos. A Etapa 5 os alunos promovem alguns ajustes conforme for encaminhado por seus colegas na etapa anterior, utilizando também o Autodesk Revit. Como a ideia é mostrar a sequência do processo, aqui é sugerido a correção de uma interferência por disciplina apenas. Essa limitação deve-se por conta do tempo, visto que a prática integrada acontece ao longo de um semestre, e também, porque o intuito não é ensinar os estudantes de arquitetura a serem projetistas de instalações, mas saber ler e interpretar esses projetos. Por fim, na Etapa 6 os alunos aprendem a extrair os quantitativos do projeto utilizando o Autodesk Revit e vincular as variáveis de tempo de execução e custo aos elementos no Autodesk Navisworks. Para tanto, utiliza-se uma Estrutura Analítica de Projetos (EAP) definida pelos próximos alunos que deve ser baseada em publicações científicas e atrela-se às referências de custos do sistema SINAPI por meio do software Microsoft Project. Em seguida, com os arquivos IFC de todas as disciplinas envolvidas, o cronograma físico-financeiro é importado ao Autodesk Navisworks. A prática foi aplicada nos últimos três anos (sendo a primeira em 2020 no formato online, em 2021 no formato híbrido e em 2022 no formato presencial) com uma média de 40 alunos. Esta abordagem tem se demonstrado efetiva, especialmente por se tratar de discentes que estão já no 4º ano do curso. Os alunos aprendem a trabalhar com arquivos nativos (.rvt, .mpp e .nwd) e arquivos de interoperabilidade (IFC) e colaboração (BCF) utilizando diferentes softwares que compõem o processo de projeto em BIM. O posicionamento no mercado de trabalho dos alunos, que passaram por esta dinâmica, tem se mostrado satisfatório. Os discentes relatam que este desafio de integrar 3 disciplinas estimula a percepção de integrada da gestão e controle de projetos. A proposta é vista como uma maneira de procurar por soluções de problemas reais, percebendo toda a complexidade do sistema e aprendendo diversas ferramentas BIM. A aplicação fez os alunos amadurecerem, mudar suas posturas e perceber que de fato o setor está em mudança. A percepção do todo e o despertar de interesse fez alguns alunos conseguirem oportunidades em estágios e melhorarem seus desempenhos durante o semestre em outro projeto: o de multipavimentos. Alunos demonstram ter interesse em aplicar todas as aprendizagens do desafio em seus projetos, incluindo as instalações e a simulação.
This secondary scientific research follows the modality of review research through the systematic literature review (SLR) technique and aims to answer the following question: What methods in the literature use optimization techniques to develop Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA)? The objective is to identify and map information, relate their applications, and provide a critical analysis. The research was conducted in a global context, on April 2, 2022, with no time horizon limit, in English, using Harzing's Publish or Perish tool and search sources: Scopus®, Web of Science™, and Google Scholar. After the automatic exclusion of duplicate titles, the selection of articles was carried out in five further steps: first filtering, second filtering, third filtering, fourth filtering, and finally the snowball system. Regarding the years of selected publications, a slow but continuous upward trend (growth) can be seen. A diversity of journals can be observed and that most methods integrating optimization and LCSA focus on each product/system or application. Each optimization model proposal has its specific characteristics when combined with LCSA. Overall, there is a greater frequency of articles that propose to evaluate by comparing alternative products/supply chains/production processes, followed by those that use optimization for product development in selecting the best design from a set of alternatives. This research confirms that Operational Research (OR) operates in different segments and can use different techniques to obtain optimal solutions and decision support. The optimization techniques found in this or other literature reviews should be evaluated against an established analytical model by applying them to the same case study.
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