Bruk av BIM i energiberegninger

200 Pages·2009·4.1 MB·Norwegian

by  Bård Kristian Flore

NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS

NORGES TEKNISK-
NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET
INSTITUTT FOR BYGG, ANLEGG OG TRANSPORT

Oppgavens tittel: Dato: 12.6.2009
Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
Antall sider (inkl. bilag): 202 (16+186)

Undertittel: Hvordan kan NCC, som en del av satsingen på VDC, gjennomføre
egne energiberegninger med bruk av BIM Masteroppgave X Prosjektoppgave
Navn: Stud.techn. Bård Kristian Flore
Faglærer/veileder: Tore Haavaldsen
Eventuelle eksterne faglige kontakter/veiledere: Øyvind Børstad, NCC Construction AS

Ekstrakt:
På bakgrunn av NCC sitt ønske om en mer effektiv arbeidsprosess for gjennomføring av energiberegninger, er det i
denne masteroppgaven sett på muligheten for å gjøre energiberegninger i samsvar med bruk av
bygningsinformasjonsmodeller (BIM). NCC har også ytret ønske om å styre mer av prosjekteringsarbeidet i sine
prosjekter. Muligheten til selv å kunne gjennomføre effektive energiberegninger, vil være en måte for NCC å kunne
påvirke prosjekteringsarbeidet.

Bruk av BIM til energiberegninger er i tråd med NCC sin satsing på VDC. NCC har på konsernnivå tatt i bruk VDC,
da særlig i Sverige og Finland. I Norge har NCC Construction AS og Øyvind Børstad jobbet med VDC siden høsten
2008, og er i dag i gang med å implementere VDC som arbeidsprosess også hos NCC i Norge.

Oppgaven har hatt som mål å finne ut av følgende tre del-problemstillinger:

1. Hvilke energiberegningsprogram egner seg best for NCC?
2. Hvordan fungerer mengdeuttak og listefunksjoner i Revit og ArchiCAD?
3. Er det noe verdi i å benytte data fra BIM til energiberegningene?

For å svare på disse del-problemstillingene er det gjennomført fem ulike energiberegninger som tester ut de to
energiberegningsprogrammene (SIMIEN og RIUSKA) med ulike arbeidsmetoder og på to forskjellige case.

Alle de gjennomførte beregningene er kvalitativt vurdert etter de fem kriteriene; beregningsresultat,
tidsbruk/arbeidsmengde, brukervennlighet, nytte og bruk av BIM. Hvert kriterium er gitt en score fra en til seks,
som er underlaget for videre vurderingen og sammenligningen av de forskjellige beregningene.

I tillegg til resultatene fra de gjennomførte beregningene er det samlet inn informasjon gjennom dybdeintervjuer og
samtaler med ansatte både hos NCC, Kompetansesenteret og eksterne rådgivere. Denne informasjonen danner
sammen med beregningsresultatene grunnlaget for de vurderingene som er gjort i oppgaven.

De kvalitative vurderingene, av de to energiprogrammene som ble testet, gir SIMIEN klart best resultat. SIMIEN er
dermed det mest nyttige energiberegningsprogrammet for NCC i dag. RIUSKA fungerte derimot ikke
tilfredsstillende og er pr i dag ikke et realistisk alternativ for NCC.

Mengdeuttak med listefunksjoner i Revit og ArchiCAD fungerer greit, men er mer komplisert enn først antatt.
Denne oppgaven konkluderer med at listefunksjoner i disse programmene ikke er et godt arbeidsverktøy for NCC til
å hente ut mengder til energiberegninger. Listefunksjonen i Revit er dog lettere enn den i ArchiCAD.

I fremtiden vil nok energiberegninger bli gjort direkte i modelleringsprogrammet med såkalte
applikasjonsprogrammer. VIP+ og EcoDesigner er to slike applikasjonsprogrammer som vil være interessante for
NCC å følge i tiden fremover.

Gjennomføring av egne energiberegninger og økt satsing på VDC vil skape et ekstra behov for kompetanse hos
NCC. For energiberegninger vil en slik kompetanse kunne dekkes ved opplæring av egne ansatte. Men for den
videre satsingen på VDC bør det hentes inn ekstern kompetanse, for eksempel fra NCC i Sverige eller Finland.

Stikkord:
1. Energiberegning
2. BIM
3. VDC
4. NCC

________________________________________
(sign.)
iii
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS

iv
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS

Forord
Denne masteroppgaven utgjør siste del av et femårig masterstudium i Bygg- og Miljøteknikk ved
NTNU i Trondheim. Oppgaven teller 30 av totalt 30 studiepoeng for vårsemesteret 2009.
Masteroppgaven er skrevet hos institutt for bygg, anlegg og transport under fakultet for
ingeniørvitenskap og teknologi på NTNU, i samarbeid med NCC Construction AS og deres
Kompetansesenter i Oslo.
Arbeidet med oppgaven har vært i form av en problembasert læringsprosess, der det har vært lagt
vekt på å arbeide med et reelt behov hos NCC Construction AS. NCC ønsket seg en mer effektiv
arbeidsprosess for gjennomføring av energiberegninger. Det ble derfor sett på muligheten for å gjøre
energiberegninger i samsvar med bruk av BIM. Særlig har det vært lagt vekt på å finne bedre
metoder for uthenting av mengdedata fra BIM.
Faglig føler jeg å ha fått et stort utbytte innen generell energiproblematikk og implementering av
VDC hos NCC. Spesielt har arbeidet med masteroppgaven gitt meg dypere innsikt i bruk av
energiberegningsprogrammer i samsvar med BIM.
En stor takk rettes til oppgavens hovedveileder, Professor Tore Haavaldsen ved NTNU, for
engasjerende og svært hjelpsom veiledning. Jeg ønsker også å takke alle bidragsytere hos NCC, da
spesielt Øyvind Børstad som har fungert som ekstern veileder og Morten Rotheim som har stilt
Kompetansesenteret til disposisjon.
NCC Construction AS takkes også for å ha bidratt økonomisk slik at det var mulig å gjennomføre en
hel feltuke i Oslo sammen med NCC og Kompetansesenteret.
For leseren er det viktig å påpeke at denne oppgaven er skrevet for NCC Construction AS som er en
av mange underselskaper av det større nordiske konsernet NCC. NCC Construction AS vil bli referert
til som NCC i denne oppgaven.

Trondheim 12. Juni 2009

Bård Kristian Flore

Forsidebilde viser et visuelt perspektivbilde av Stavanger Business Park. Bildet er hentet fra

Stavanger Business Park sin hjemmeside: www.stavangerbusinesspark.no

v
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS

vi
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
Sammendrag
Denne masteroppgaven er skrevet for NTNU våren 2009 i samarbeid med NCC Construction AS og
NCC sitt Kompetansesenter i Oslo.
På bakgrunn av NCC sitt ønske om en mer effektiv arbeidsprosess for gjennomføring av
energiberegninger, er det i denne masteroppgaven sett på muligheten for å gjøre energiberegninger i
samsvar med bruk av bygningsinformasjonsmodeller (BIM). NCC har også ytret ønske om å styre mer
av prosjekteringsarbeidet i sine prosjekter. Muligheten til selv å kunne gjennomføre effektive
energiberegninger, vil være en måte for NCC å kunne påvirke prosjekteringsarbeidet.
Bruk av BIM til energiberegninger er i tråd med NCC sin satsing på Virtual Construction (VDC). NCC
har på konsernnivå tatt i bruk VDC, da særlig i Sverige og Finland. I Norge har NCC Construction AS og
Øyvind Børstad jobbet med VDC siden høsten 2008, og er i dag i gang med å implementere VDC som
arbeidsprosess også hos NCC i Norge. Dette arbeidet foregår hos NCC sitt Kompetansesenter i Oslo.
VDC er på samme måte som energiberegninger en mulighet for NCC å styre mer av
prosjekteringsarbeidet i sine prosjekter, spesielt for de prosjektene der NCC har en totalentreprise.
Oppgaven har hatt som mål å finne ut av følgende tre del-problemstillinger:
1. Hvilke energiberegningsprogram egner seg best for NCC?
2. Hvordan fungerer mengdeuttak og listefunksjoner i Revit og ArchiCAD?
3. Er det noe verdi i å benytte data fra BIM til energiberegningene?
For å svare på disse del-problemstillingene er det gjennomført fem ulike energiberegninger som
tester ut de to energiberegningsprogrammene (SIMIEN og RIUSKA) med ulike energiberegnings-
metoder og på to forskjellige case. De fem beregningene er:
Beregning nr. 1 Vanlig beregning med bruk av SIMIEN, uten bruk av BIM (case 1)
Beregning nr. 2 Bruk av listefunksjon i Revit som manuelt plottes inn i SIMIEN (case 1)
Beregning nr. 3 Bruk av listefunksjon i ArchiCAD som manuelt plottes inn i SIMIEN (case 2)
Beregning nr. 4 Bruk av IFC-fil eksportert fra Revit til å overføre data til RIUSKA (case 1)
Beregning nr. 5 Bruk av IFC-fil eksportert fra ArchiCAD til å overføre data til RIUSKA (case 2)
De to casene er valgt for å se om bygningens størrelse vil påvirke valg av energiberegningsmetode.
Case 1 er Ratesvingen 36C og omfatter en leilighet på 75 m2. Case 2 er en del av NCC sitt Stavanger
Business Park (SBP) prosjekt på Forus i Stavanger og omfatter et større næringsbygg på ca 3600 m2.
Alle de gjennomførte beregningene er kvalitativt vurdert etter de fem kriteriene; beregningsresultat,
tidsbruk/arbeidsmengde, brukervennlighet, nytte og bruk av BIM. Hvert kriterium er gitt en score fra
en til seks, som er underlaget for videre vurderingen og sammenligningen av de forskjellige
beregningene.

vii
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
I tillegg til resultatene fra de gjennomførte beregningene er det samlet inn informasjon gjennom
dybdeintervjuer og samtaler med ansatte både hos NCC, Kompetansesenteret og eksterne rådgivere.
Denne informasjonen danner sammen med beregningsresultatene grunnlaget for de vurderingene
som er gjort i oppgaven.
De kvalitative vurderingene, av de to energiprogrammene som ble testet, gir SIMIEN klart best
resultat. SIMIEN er dermed det mest nyttige energiberegningsprogrammet for NCC i dag.
Programmet scorer høyest på at det ikke trenger omfattende brukeropplæring og vil tilfredsstille de
behovene NCC har for energiberegninger. Det er anbefalt at NCC tar i bruk dette programmet i større
omfang enn det brukes i dag. RIUSKA fungerte derimot ikke tilfredsstillende og er pr i dag ikke et
realistisk alternativ for NCC.
Mengdeuttak med listefunksjoner i Revit og ArchiCAD fungerer greit, men er mer komplisert enn
først antatt. Denne oppgaven konkluderer med at listefunksjoner i disse programmene ikke er et
godt arbeidsverktøy for NCC for å hente ut mengder til energiberegninger. Listefunksjonen i Revit er
lettere å lære seg for en ny bruker enn listefunksjonen i ArchiCAD.
Mengdedata fra BIM bør allerede nå brukes som inndata i energiberegningene. Den enkleste måten
å gjøre dette på er ved bruk av Solibri. Metoden ble brukt av Rambøll for SBP og går i korte trekk ut
på at man enkelt åpner en IFC-fil for prosjektet i Solibri Model Viewer og får mengder for hvert
element ved å markere det i programmet. Mengdene summeres så opp manuelt og legges inn i
SIMIEN. Arbeidsmetoden er ett lite skritt i riktig retning med satsing på bruk av VDC og BIM, men er
ikke en arbeidsmetode for fremtiden.
I fremtiden vil nok energiberegninger bli gjort direkte i modelleringsprogrammet med såkalte
applikasjonsprogrammer. VIP+ og EcoDesigner er to slike applikasjonsprogrammer som vil være
interessante for NCC å følge i tiden fremover.
Ser man bare på spart tid som gevinsten med bruk av BIM, er det ikke riktig å si at bruk av BIM er
lønnsomt for de energiberegningene som er testet i denne oppgaven. Det vil nok ta lengre tid og
kreve flere beregninger før gjennomføringen av egne energiberegninger med bruk av BIM vil gå
raskere en uten bruk av BIM. Men kombinerer man spart tid med økt nøyaktighet på mengdene og
større fleksibilitet med mengdelister som kan oppdaterer seg selv, vil bruk av BIM sammen med
energiberegninger ha en større gevinst.
Gjennomføring av egne energiberegninger og økt satsing på VDC vil skape et ekstra behov for mer
kompetanse hos NCC. For energiberegninger vil et slikt kompetansebehov kunne dekkes ved
opplæring av egne ansatte. Mens det for den videre satsingen på VDC bør hentes inn ekstra
kompetanse utenifra. Kompetansen kan med hell hentes inn fra NCC i Sverige eller Finland.

viii
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
Innhold
1. Innledning ................................................................................................................................ 1
1.1 Bakgrunn for oppgaven ................................................................................................................. 2
1.2 Formål med oppgaven ................................................................................................................... 2
1.3 Oppgavens avgrensning ................................................................................................................ 2
1.4 Oppbygging av oppgaven .............................................................................................................. 3
2. Metode .................................................................................................................................... 5
2.1 Valg av metode .............................................................................................................................. 5
2.1.1 Dybdeintervju ......................................................................................................................... 6
2.1.2 Feltarbeid ............................................................................................................................... 6
2.1.3 Analyse av litteratur ............................................................................................................... 6
2.1.4 Kurs og seminar ...................................................................................................................... 7
2.1.5 Bruk av felles forum på internett ........................................................................................... 7
2.2 Forskningsprosessen ..................................................................................................................... 7
2.3 Teoretisk grunnlag ......................................................................................................................... 8
2.4 Analyse og konklusjoner ................................................................................................................ 8
3. Teori ........................................................................................................................................ 9
3.1 Bygningsinformasjonsmodell (BIM) .............................................................................................. 9
3.1.1 Industry Foundation Classes (IFC) ........................................................................................ 10
3.1.2 Industry Foundation for Dictionaries (IFD) ........................................................................... 11
3.1.3 Information Delivery Manual (IDM) ..................................................................................... 11
3.1.4 BuildingSMART ..................................................................................................................... 11
3.2 Virtual Design and Construction (VDC) ....................................................................................... 12
3.3 Energiforbruk i bygninger ............................................................................................................ 12
3.3.1 Hensikten med energiberegning .......................................................................................... 13
3.3.2 Energiberegningsprogrammer ............................................................................................. 13
3.4 RIUSKA ......................................................................................................................................... 14
3.4.1 DOE 2.1E ............................................................................................................................... 14
3.5 SIMIEN ......................................................................................................................................... 15
3.5.1 Algoritmer og beregningsmetoder ....................................................................................... 15
3.6 Hovedforskjell på RIUSKA og SIMIEN .......................................................................................... 15
3.7 Modelleringsverktøy ................................................................................................................... 16
3.7.1 ArchiCAD 12 .......................................................................................................................... 16
3.7.2 Revit Architecture 2009 ........................................................................................................ 17
4. Energiberegning med bruk av BIM ........................................................................................... 19
4.1 Gjennomføringsmetode for energiberegningene ....................................................................... 19
4.1.1 Utførte beregninger ............................................................................................................. 20
4.1.2 Hensikt med de ulike beregningene ..................................................................................... 21
4.2 Case 1 og 2 ................................................................................................................................... 21
4.2.1 Case 1 – Ratesvingen 36 C .................................................................................................... 21
4.2.2 Case 2 – Stavanger Business Park (SBP) ............................................................................... 22
4.3 Beregning nr. 1 – Case 1 .............................................................................................................. 24
4.3.1 Gjennomføring ..................................................................................................................... 24
ix
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
4.3.2 Resultat ................................................................................................................................. 24
4.3.3 Evaluering – beregning nr. 1 ................................................................................................. 24
4.4 Beregning nr. 2 – Case 1 .............................................................................................................. 26
4.4.1 Gjennomføring ..................................................................................................................... 26
4.4.2 Resultat ................................................................................................................................. 26
4.4.3 Evaluering – beregning nr. 2 ................................................................................................. 26
4.5 Beregning nr. 3 – Case 2 .............................................................................................................. 28
4.5.1 Bruk av BIM .......................................................................................................................... 28
4.5.2 Energiberegning i SIMIEN ..................................................................................................... 28
4.5.3 Resultat ................................................................................................................................. 28
4.5.4 Evaluering – gjennomføring av beregning nr. 3 ................................................................... 28
4.6 Beregning nr. 4 ............................................................................................................................ 30
4.6.1 Gjennomføring og resultat ................................................................................................... 30
4.6.2 Evaluering – beregning nr. 4 ................................................................................................. 30
4.7 Beregning nr. 5 ............................................................................................................................ 32
4.7.1 Gjennomføring og resultat ................................................................................................... 32
4.7.2 Evaluering – beregning nr. 5 ................................................................................................. 32
5. Drøfting av resultat for beregning nr. 1-5 ................................................................................ 35
5.1 Rangering av beregning nr. 1-5 ................................................................................................... 36
5.2 SIMIEN eller RIUSKA – Hvilket beregningsprogram egner seg best for NCC? ............................. 37
5.2.1 Beregningsresultat ............................................................................................................... 38
5.2.2 Tidsbruk/arbeidsmengde ..................................................................................................... 38
5.2.3 Brukervennlighet .................................................................................................................. 38
5.2.4 Nytte ..................................................................................................................................... 38
5.2.5 Påvirkning av prosjektstørrelse ............................................................................................ 39
5.3 Bruk av listefunksjoner ................................................................................................................ 40
5.3.1 Listefunksjon i Revit .............................................................................................................. 40
5.3.2 Listefunksjon i ArchiCAD ....................................................................................................... 41
5.3.3 Videre bruk av listefunksjoner ............................................................................................. 42
5.4 Verdien av å benytte data fra BIM til energiberegning ............................................................... 43
5.5 Forbedringspotensial for energiberegninger med bruk av BIM .................................................. 43
5.6 Tap av data ved bruk av IFC ......................................................................................................... 44
5.6.1 BIM eksportert fra Revit til ArchiCAD ved bruk av IFC ......................................................... 44
5.6.2 BIM eksportert fra Revit og vist i DDS-Viewer ved bruk av IFC ............................................ 45
5.6.3 BIM eksportert fra Revit og vist i Solibri ved bruk av IFC ..................................................... 46
5.7 Feilkilder ...................................................................................................................................... 47
6. NCC – arbeid med BIM og energi i dag ..................................................................................... 49
6.1 Status BIM og energiberegning hos NCC – våren 2009 ............................................................... 49
6.2 Kort om NCC ................................................................................................................................ 50
6.2.1 NCC satser på VDC ................................................................................................................ 50
6.3 Kompetansesenteret ................................................................................................................... 51
6.4 VDC – BIM/tekniske plattformer ................................................................................................. 51
6.4.1 CAD-samordnings Prosjekt Manual (PM) ............................................................................. 52
6.5 Klima, energi og miljø .................................................................................................................. 53
x
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS
6.5.1 Bruk av energiberegninger hos NCC i dag ............................................................................ 53
6.6 NCC – Ønsker og muligheter ....................................................................................................... 54
7. Muligheter og utfordringer ..................................................................................................... 55
7.1 Mulighetene ................................................................................................................................ 55
7.1.1 Alternativ 1 – Energiberegning i modelleringsprogrammet ................................................. 56
7.1.2 Alternativ 2 – Bruk av Solibri og SIMIEN ............................................................................... 58
7.1.3 Alternativ 3 – Vico Office Suite og SIMIEN ........................................................................... 59
7.2 Utfordringene .............................................................................................................................. 61
7.2.1 Juridiske konsekvenser ......................................................................................................... 61
7.2.2 Risiko .................................................................................................................................... 63
7.2.3 Behov for ny kompetanse .................................................................................................... 64
7.2.4 Organisering ......................................................................................................................... 65
7.2.5 Lønnsomhet .......................................................................................................................... 66

8. Videre arbeider med BIM og energiberegninger ...................................................................... 67
8.1 Innføringsmetode ........................................................................................................................ 67
8.1.1 Den konservative måten ...................................................................................................... 67
8.1.2 Alternativ måte – Brå omstilling ........................................................................................... 67
8.2 Behov for økt kompetanse .......................................................................................................... 68
8.2.1 Nyansettelse ......................................................................................................................... 68
8.2.2 Opplæring av egne ansatte .................................................................................................. 68
8.3 Videre implementering av VDC ................................................................................................... 69
8.4 Videre arbeid med energi ............................................................................................................ 71
8.5 Konsekvens av VDC...................................................................................................................... 71

9. Konklusjon og anbefalinger for NCC ........................................................................................ 73
9.1 NCC bør gjennomføre energiberegninger med bruk av BIM ...................................................... 73
9.2 NCC bør bruke SIMIEN som energiberegningsprogram .............................................................. 73
9.3 NCC er ikke tjent med å ta i bruk RIUSKA .................................................................................... 73
9.4 NCC bør satse videre på energiberegninger med bruk av BIM ................................................... 73
10. Bibliografi ............................................................................................................................. 75

11. Vedlegg ................................................................................................................................ 79
Vedlegg A – Disposisjon ..................................................................................................................... 87
Vedlegg B – Fremdriftsplan og logg ................................................................................................... 91
Vedlegg C – Intervjuguide ................................................................................................................. 97
Vedlegg D – Intervjusammendrag ................................................................................................... 103
Vedlegg E – Listefunksjon i Revit Architecture 2009 ....................................................................... 117
Vedlegg F – Listefunksjon i ArchiCAD 12 ......................................................................................... 125
Vedlegg G – Beregning nr. 1 ............................................................................................................ 139
Vedlegg H – Beregning nr. 2 ............................................................................................................ 147
Vedlegg I – Beregning nr. 3 ............................................................................................................. 155
Vedlegg J – Beregning nr. 4 ............................................................................................................. 167
Vedlegg K – Beregning nr. 5 ............................................................................................................ 173
Vedlegg L – Oppsummering av beregning nr. 1-5 ........................................................................... 179

xi
NTNU – Masteroppgave vår 2009 Bruk av BIM i energiberegninger hos NCC Construction AS

xii