Influence of BIM's Level of Detail on the Global Warming Potential of a timber building
Authors
Machova, Michaela ; Nawrocka, Natalia
Term
4. Term
Education
Publication year
2023
Pages
46
Abstract
As energy use during building operation has become very low, the production and use of building materials now account for a larger share of CO2e emissions. Timber buildings are often chosen to reduce these embodied emissions. Today, such impacts are usually calculated from a life cycle inventory (LCI) derived from building information modeling (BIM). Without clear guidelines for BIM modeling for LCI, life cycle assessment (LCA) results can deviate, especially for timber buildings, where some components are mis-quantified or omitted. This study compares the global warming potential (GWP, a measure of climate impact) of a modular timber building using two BIM inputs: a simplified LOD200 model (early design) and a detailed LOD400 model (construction level). Impacts are evaluated with LCA. When the LOD400 model is used as the LCI source, the calculated GWP increases by 14.7%. Applying cut-off criteria to focus on materials that both contribute more than 5% of GWP and differ by more than 10% between the two models, accurate quantity estimates are critical for insulation, bitumen felt, and aluminium flashings. Items often left out in modeling (e.g., fasteners, sealants, membranes) together account for 15% of total GWP, with fasteners alone at 6%. The GWP of insulation is currently overestimated by more than 50%, which can wrongly single it out as a hotspot and lead to misplaced reduction efforts. The study provides correction methods for analyses based on LCI from BIM models and suggests practical adjustments that can be applied under the 2023 Danish LCA rules or guide longer-term industry practice, given the sector's reservations about advanced BIM modeling for LCI.
Efterhånden som bygningers energiforbrug i drift er blevet meget lavt, fylder fremstilling og brug af byggematerialer mere i de samlede CO2e-udledninger. Træbyggeri bruges ofte for at reducere de såkaldte indlejrede emissioner. I dag beregnes disse typisk ud fra en LCI (livscyklusopgørelse) hentet fra BIM-modeller (bygningsinformationsmodellering). Manglen på retningslinjer for, hvordan man modellerer i BIM til LCI, kan give afvigelser i LCA (livscyklusvurdering) - især i træbyggeri, hvor nogle komponenter enten mængdes forkert eller helt udelades. Dette studie sammenligner det globale opvarmningspotentiale (GWP, et mål for klimaeffekt) for et modulært træbyggeri baseret på to typer BIM-grundlag: en forenklet model på LOD200 (tidlig projektering) og en detaljeret model på LOD400 (udførelsesniveau). Miljøpåvirkningen vurderes med LCA. Når LOD400-modellen bruges som kilde til LCI, stiger det beregnede GWP med 14,7%. Med afskæringskriterier sat til materialer, der både bidrager med over 5% GWP og varierer mere end 10% mellem de to modeller, viser det sig kritisk at mængdebestemme især isolering, bitumenfilt og aluminiuminddækninger korrekt. Elementer, der ofte udelades i modelleringen (fx befæstelser, fugemasser, membraner m.fl.), udgør tilsammen 15% af det samlede GWP, hvoraf befæstelser alene står for 6%. Isoleringsmaterialers GWP er i dag ofte overvurderet med over 50%, hvilket kan få dem til fejlagtigt at fremstå som hotspots og udløse forkerte prioriteringer. Studiet giver derfor korrigerende metoder til analyser, der bygger på LCI fra BIM-modeller, og foreslår justeringer, som både kan anvendes inden for den danske LCA-lovgivning fra 2023 og pege retning for branchens langsigtede praksis, i lyset af branchens forbehold over for avanceret BIM-modellering til LCI-formål.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords