Site energy consumption integration in a BIM model

The present research is focused on energy sustainability of the building process. Many studies have been made on this issue, for example about energy saving during the building life cycle or about the use of recycled materials or the use of products that are extracted and manufactured within the region. On the contrary, very little attention has been paid to power consumption of the equipment during the execution phase. So, the purpose of this research has been the energy consumption analysis of the main equipment used on construction sites and the explication of consumption through the tool of Building Information Modelling (BIM). This study was based on a nine months on site internship, during which construction activities were monitored. For each of these, the equipment and their time of use have been evaluated. With the assessment of the machineries operation the corresponding power consumption per unit has been registered. The study went on with the definition of a method that would enable the input of these parameters in a developed and suitably discretized BIM model. In this way, BIM allows to predict the total power consumption of the different building elements and thus, when applied already in the design phase, it allows to make cheaper technological and operational choices and to adopt more energetically sustainable building techniques.

La presente ricerca è focalizzata sulla sostenibilità energetica del processo edilizio. Molti studi sono stati fatti a riguardo, per esempio sul risparmio energetico durante il ciclo di vita dell’edificio o in merito all’utilizzo di materiali riciclati o all’uso di prodotti che sono stati estratti o lavorati all’interno della stessa regione in cui sorge la costruzione. Al contrario, scarsa attenzione è stata indirizzata ai consumi delle attrezzature durante la fase di esecuzione. Scopo di tale elaborato è dunque l'analisi dei consumi energetici delle principali attrezzature presenti nei cantieri edili e la loro esplicitazione attraverso lo strumento del Building Information Modelling (BIM), mediante il quale è possibile ottenere una efficiente progettazione integrata. Tale studio si è basato su un tirocinio in cantiere della durata di 9 mesi, durante i quali quotidianamente è stato eseguito il monitoraggio delle lavorazioni svolte. Per ognuna di esse sono state definite le attrezzature impiegate e misurati i relativi tempi di impiego. Grazie alla valutazione sul funzionamento dei macchinari sono quindi stati ricavati i corrispondenti valori di consumo energetico unitario. Lo studio è proseguito con la definizione di un metodo che consentisse l’inserimento di tale parametro di consumo in un modello BIM opportunamente sviluppato e discretizzato. In questo modo il BIM permette di prevedere i consumi totali delle diverse lavorazioni e quindi, se applicato già in fase di progettazione, fare le scelte tecnologiche ed operative più economiche e adottare tecniche costruttive energeticamente sostenibili.