Enhancing BIM model quality for a sustainable information modeling workflow : the structural system case

The integration of Life Cycle Assessment (LCA) into Building Information Modeling (BIM) workflows is increasingly important in promoting sustainability in construction. However, effective implementation remains challenging due to incomplete or inconsistent data exchange, particularly when using Industry Foundation Classes (IFC) in the structural domain. Although structural components such as steel and concrete contribute significantly to embodied carbon, they are often overlooked in BIM–LCA integration studies. This thesis investigates the use of the Information Delivery Specification (IDS) to improve the quality and consistency of IFC data for structural models intended for LCA. A steel structure was modeled in Tekla Structures and exported as an IFC file. An IDS schema was created based on the information requirements of One Click LCA, focusing on critical parameters such as material definitions, volumes, and classification. The model was validated using usBIM.IDS, and corrected iteratively to match the defined specifications. The proposed workflow demonstrates how IDS can help identify missing or misaligned data before IFC models are imported into LCA tools. Although the research is based on a single case study, the findings offer practical insights into model validation strategies that support better data quality and interoperability. The focus is not on environmental impact calculations themselves, but rather on enabling structured, verifiable data exchange that makes such assessments more reliable. This study contributes to the broader understanding of openBIM standards, especially in the context of information quality management for structural models used in early design-phase sustainability considerations.

L'integrazione della Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) nei flussi di lavoro del Building Information Modeling (BIM) sta assumendo un ruolo sempre più centrale nella promozione della sostenibilità nel settore delle costruzioni. Tuttavia, l'applicazione pratica presenta ancora difficoltà, soprattutto a causa di scambi di dati incompleti o incoerenti nei formati Industry Foundation Classes (IFC), in particolare nel dominio strutturale. Sebbene componenti strutturali come acciaio e calcestruzzo rappresentino una quota significativa del carbonio incorporato, sono spesso trascurati negli studi sull'integrazione BIM–LCA. Questa tesi esplora l’uso dello standard Information Delivery Specification (IDS) per migliorare la qualità e la coerenza dei dati IFC nei modelli strutturali destinati all’analisi LCA. È stato modellato un edificio in acciaio con Tekla Structures ed esportato in formato IFC. In base ai requisiti informativi di One Click LCA, è stato definito uno schema IDS con particolare attenzione a parametri chiave come i materiali, i volumi e le classificazioni. Il modello è stato validato utilizzando usBIM.IDS e successivamente corretto in modo iterativo per garantire la conformità alle specifiche. Il flusso di lavoro proposto mostra come IDS possa supportare l’identificazione preventiva di dati mancanti o non conformi prima dell’importazione dei modelli IFC nei software LCA. Sebbene lo studio si basi su un singolo caso, i risultati offrono spunti utili per strategie di validazione orientate al miglioramento della qualità dei dati e dell’interoperabilità. L’obiettivo non è il calcolo diretto degli impatti ambientali, ma piuttosto l’abilitazione di uno scambio dati strutturato e verificabile, a supporto di valutazioni più affidabili. Questo lavoro contribuisce alla comprensione dell’uso degli standard openBIM, con particolare attenzione alla gestione della qualità delle informazioni nei modelli strutturali, nelle fasi iniziali del progetto.