Environmental impact and architectural forming: How Life Cycle Assessment support decision-making from early design stage in a BIM environment

Life Cycle Assessment (LCA), as a comprehensive method for assessing the environmen-tal impact of buildings, has gained widespread application in recent years. Leveraging the advantages of Building Information Modeling (BIM), the BIM-LCA integration in the architectural design process has become a trend. To avoid the huge costs that design changes may incur in the late stage of building design, there is a growing trend to propose a simplified approach of BIM-LCA to intervene from the early stage. Building on this trend, this study further aims to expand the scope of LCA application by providing the assessment results of different volumetric options of the building from the LCA perspective to assist architects in their decision-making process. It encourages architects to include consideration of building materials as early as possible. This study proposes a design workflow of building massing, specifying the intervention timeline for LCA, and completing the LCA calculation based on an LOD-100-level BIM model, in addition to offering a comprehensive LCA report with visualisation dashboards. With the assistance of the computational algorithm developed in this study, the automated modeling of building elements can rapidly upgrade the LOD level of a Rhino model to 200, simultaneously synchronizing it into Revit and automatically establishing the corresponding family type of building elements, then exporting the list of building material quantities. Through a case study of a residential project located in Milan, the results demonstrate the feasibility of conducting BIM-LCA studies and calculations at the early stage of building volumetric design. The produced LCA results offer architects more quantitative evidence to support their decision-making, enabling the optimization of the design from the LCA perspective. This further extends the scope of LCA application, as well as reduces the threshold to its use, contributing to the further reduction of the environmental impact of buildings and improving sustainability from the design stage onwards.

L'Analisi del Ciclo di Vita (ACV), come metodo esaustivo per valutare l'impatto ambientale degli edifici, ha guadagnato una diffusa applicazione negli ultimi anni. Sfruttando i vantaggi della Modellazione delle Informazioni sull'Edificio (BIM), l'integrazione BIM-ACV nel processo di progettazione architettonica è diventata una tendenza. Per evitare i costi elevati che le modifiche di progettazione possono comportare nella fase finale del progetto edilizio, c'è una crescente tendenza a proporre un approccio semplificato di BIM-ACV per intervenire fin dalle prime fasi. Basandosi su questa tendenza, questo studio mira ulteriormente a espandere il campo di applicazione dell'ACV fornendo i risultati di valutazione delle diverse opzioni volumetriche dell'edificio dal punto di vista dell'ACV per assistere gli architetti nel processo decisionale. Si incoraggia gli architetti a includere la considerazione dei materiali da costruzione il prima possibile. Questo studio propone un flusso di lavoro per la volumetria degli edifici, specificando la linea temporale di intervento per l'ACV e completando il calcolo dell'ACV basato su un modello BIM di livello LOD-100, oltre a offrire un completo rapporto di ACV con cruscotti di visualizzazione. Con l'assistenza dell'algoritmo computazionale sviluppato in questo studio, la modellazione automatizzata degli elementi edilizi può aggiornare rapidamente il livello LOD di un modello Rhino a 200, sincronizzandolo contemporaneamente in Revit ed istituendo automaticamente il tipo di famiglia corrispondente degli elementi edilizi, quindi esportando l'elenco delle quantità di materiali da costruzione. Attraverso uno studio di caso di un progetto residenziale situato a Milano, i risultati dimostrano la fattibilità di condurre studi e calcoli di BIM-ACV nella fase iniziale della progettazione volumetrica degli edifici. I risultati dell'ACV prodotti offrono agli architetti prove più quantitative a sostegno del loro processo decisionale, consentendo l'ottimizzazione della progettazione dal punto di vista dell'ACV. Ciò estende ulteriormente il campo di applicazione dell'ACV, nonché riduce la soglia per il suo utilizzo, contribuendo alla riduzione ulteriore dell'impatto ambientale degli edifici e al miglioramento della sostenibilità fin dalla fase di progettazione in poi.