Building information modelling for operation and maintenance. Methods and tools for the implementation of IFC parameters in the design phase applied to a case study

Nowadays buildings are entities with an elevated level of complexity and require high standards of performance under multiple points of view. This makes necessary a particular attention to all the aspects of a building's lifecycle since the early stages of design. For this purpose, actors across the AEC sectors are acquiring an increasing consciousness about the importance of collecting information useful for the life of a building little by little along the entire lifecycle. Building Information Modeling offers a methodology to reach this goal but its potential has not been exploited yet for this aim: BIM models are adopted for almost all medium-large projects in design and construction phase, but this is not done for the future FM activities. The goal of this thesis is to apply two methodologies to enrich, since the design stage, a BIM model with information useful for the next O&M stage. Doing this, a BIM model does not finish its benefits with the building handover but joins it during the entire useful life. To reach this goal the thesis starts with a state-of-the-art review about BIM, deepening the key point of interoperability and its tools. In the second part the analysis focuses on a case study: starting from BIM4EEB project, a set of IFC parameters defined by BuildingSMART is selected: these are strategical for the implementation inside a BIM model intended to be use for the O&M phase. The analysis considers the Revit model of a utility building designed by ARUP that is enriched with IFC parameters. This is performed through two different methodologies: they differ in the way the shared parameters are implemented in the Revit model in order to develop an IFC format file. The output is a digital model of the building interoperable with specific FM software thanks to the IFC format, able to ensure a proper quality of information. Finally, a SWOT matrix is performed for both the methods adopted from the point of view of a design firm that develops the project of a building: this sort of analysis describes the benefits that the implementation of IFC parameters can generate in a digital model, but points out also multiple weaknesses that jeopardise the adoption of IFC models for the management of operation and maintenance phase in the life of a building.

Gli edifici oggigiorno presentano complessità e richiedono elevate performance sotto molteplici specificità. Questo rende necessaria una particolare attenzione a tutti gli aspetti del ciclo di vita fin dalle prime fasi della progettazione. A tal fine, si sta diffondendo una maggiore consapevolezza negli attori del settore AEC sull’importanza di raccogliere in maniera strutturata quante più informazioni sull’edificio, utili poi per la sua fase di utilizzo, man mano che queste vengono trattate. Il potenziale della metodologia BIM, però, non è ancora sfruttato al meglio in questo ambito: se i modelli BIM accompagnano le fasi di progettazione e costruzione di quasi tutti i progetti medio-grandi, lo stesso non si può dire per le operazioni di FM. Questa tesi si pone l’obiettivo di definire una metodologia per arricchire, fin dalla fase di design, un modello BIM con informazioni utili per la successiva fase di O&M. Il fine è generare un modello che non termini la sua utilità con la consegna dell’edificio, bensì lo accompagni per tutto il suo ciclo di vita. Per arrivare a ciò si è partiti da una panoramica sullo stato dell’arte del BIM approfondendo il tema chiave dell’interoperabilità e gli strumenti che la consentono. Nella seconda parte si passa all’applicazione ad un caso pratico: partendo da quanto definito dal progetto BIM4EEB, si selezionano dei parametri IFC di BuildingSMART ritenuti strategici da implementare in un modello BIM che si voglia poi utilizzare per la fase di O&M. Si è partiti dal modello Revit di un progetto reale di un edificio che funge da centrale impianti realizzato da ARUP; questo è poi stato popolato con parametri IFC secondo un criterio che possa replicarsi per qualsiasi progetto nella fase di design. Così si ottiene un modello digitale dell’edificio interoperabile su software specifici per il FM grazie all’estensione IFC, garantendo la qualità delle informazioni contenute. In conclusione, viene sviluppata una SWOT analisi per entrambi i procedimenti adottati assumendo il punto di vista del team di design. Questa analisi evidenzia punti di forza e debolezza che l’implementazione di parametri IFC in un modello digitale può comportare, col fine dell’ottimizzazione della fase di utilizzo di un edificio.