Uitwisseling BIM-modellen en energetische rekensoftware niet succesvol

Onderzoek van Hogeschool Windesheim toont aan dat de uitwisseling van gegevens tussen een BIM-model en rekensoftware problematisch is. Onderzocht wordt hoe je komt tot een goede overdracht van gegevens, die je via een BIM-model kun uitwisselen. Wiechert Eschbach van het Lectoraat Energietransitie gaat in de onderstaande blog nader in op de onderzoeksresultaten.

In ons onderzoek worden zowel gegevens voor de verbouwing vastgelegd, als gegevens voor het realiseren van een goed installatie-advies. Dit moet leiden tot goed functionerende en presterende gebouwen met bijbehorende installaties. Het onderzoek maakt deel uit van het onderzoek naar de overkoepelende vraag of ‘bestaande informatieleveringsspecificaties geschikt zijn om een succesvolle energietransitie van bestaand vastgoed te faciliteren, of dat er voor dat doel een nieuwe ILS moet worden gedefinieerd?’

Wat hebben we onderzocht?

Allereerst hebben we de de behoefte aan gegevens uitgezocht (zie mijn vorige blog waarin ik meer vertel over het overkoepelende onderzoek naar een Informatieleverings
specificatie Energietransitie van 3 april 2023). Vervolgens is onderzocht hoe de overdracht tussen BIM-modellen en rekensoftware verloopt. Daarbij onderscheiden we verschillende berekeningen, te weten: een wettelijke vereiste prestatieberekening (BENG), een statische energieverbruiksberekening (PHPP) en een dynamische berekening voor energiehuishouding. Voor elk van die berekeningtypen zijn aparte tools beschikbaar. De indeling in deze drie categorieën is hanteerbaar, omdat de gevraagde gegevens per type berekening gelijk zijn. Interessant hierbij zijn de structuur van de berekening en de wijze waarop een tool met uitwisseling omgaat.

3 manieren van gegevensuitwisseling

Er blijken drie manieren te zijn waarop de verschillende tools gegevens willen uitwisselen:

1. Een rechtstreekse export vanuit een BIM-model, al dan niet met behulp van een plug-in;
2. Een import in de rekensoftware via een IFC-model of een gbXML-format;
3. Een export vanuit een SketchUp-model met behulp van een plug-in.

Ad 1.

Zowel met Revit als ArchiCad kun je rechtstreeks of via een plug-in gegevens overdragen naar de PHPP-berekening. Bij beide is echter een specifieke wijze van modelleren nodig. Dat vraagt extra (soms ook bouwfysische) kennis en extra inspanning van een modelleur, terwijl het resultaat van de gegevensoverdracht matig is. Zoals het nu lijkt is een handmatige overdracht van de geometrische gegevens, bijvoorbeeld via gegenereerde lijsten uit een gebruikelijk BIM-model, prettiger.

Waarom is rechtstreeks koppelen lastig?

Ad 2.

De rechtstreekse koppeling van BIM-modellen aan rekenmodellen via IFC blijkt problematisch. Daar liggen twee redenen aan ten grondslag:

1. Een Bouwinformatiemodel is uit objecten opgebouwd en heeft een complexe structuur, terwijl de rekensoftware uitgaat van ruimten met omhullingen. Het is niet mogelijk om op een eenvoudige manier die omhullingen van ruimten uit het BIM-model te extraheren. De rekenmodellen werken allemaal met enkelvoudige gevels, die zelfs soms geen dikte hebben. BIM-modellen bouwen gevels op uit meerdere lagen, waarbij zelfs één laag (de spouw) niet wordt gemodelleerd, maar ontstaat. Voor het extract zijn dan bewerkingen nodig, wil je de benodigde gegevens voor de berekening bepalen. Er bestaat dus een structureel probleem, als je gegevens tussen BIM-modellen en rekensoftware wilt uitwisselen. De overdracht van gegevens blijkt moeizaam. En ook binnen software die claimt een verbinding te leggen met BIM-modellen (VABI, DGMR software) is het overnemen vaak beperkt tot oppervlakten van de onderdelen van de gebouwschil.

2. Er is een faseverschil: voor een goede berekening zou je gegevens nodig hebben uit een vrij ver uitgewerkt BIM-model. Maar voor de ontwerpkeuzen worden oriënterende berekeningen gemaakt. Vaak wordt er in de ontwerpfase gewerkt met kengetallen of aannames. Dan kun je je afvragen wat de meerwaarde is van een BIM-model in die fase? Het maken van een BIM-model vereist tijd en levert daarmee kosten op. Mogelijk heeft een installatieontwerp weer invloed op het bouwkundige ontwerp en moet het BIM-model als gevolg daarvan weer worden aangepast. Het is logischer om een analytisch model (vereenvoudigd draad-of ruimtemodel) op te zetten, daarop een installatieontwerp te maken, en het BIM-model pas op te zetten als het installatie-ontwerp gereed is. Maar dat is nu niet de praktijk.

Biedt Sketchup soelaas?

Ad 3.

EnergyPlus, TRNSYS en PHPP bieden de mogelijkheid om via SketchUp te werken. Op zich is dat een logische keuze, omdat je in SketchUp kan werken met een draadmodel. De wanden, vloeren en daken hebben geen fysieke waarde, maar vormen dan begrenzingen van ruimten waaraan je eigenschappen, zoals R-waarden, kunt koppelen. De overdracht van gegevens sluit dan veel beter aan op de structuur van energetische rekenmodellen. Maar met name de overdracht vanuit SketchUp naar EnergyPlus en TRNSYS blijkt problematisch. Ook hierbij moet je op een specifieke manier met een model omgaan. De plug-in voor PHPP (PHDesign) werkt wel adequaat. Het is duidelijk zichtbaar dat deze plug-in meer ontwikkeling heeft ondergaan dan de plug-ins voor de andere rekensoftware. Strikt genomen is het uitwisselen met behulp van SketchUp geen uitwisseling via een BIM-model, maar is het een visuele schil om een rekenblad.

Geen adequate uitwisseling

De eindconclusie is dat Bouwinformatiemodellen en rekenmodellen voor het berekenen van energieverbruik en energiegerelateerde berekeningen niet adequaat informatie kunnen uitwisselen. Er blijft vrijwel altijd handmatig ingrijpen noodzakelijk. Door echter correcte gegevenslijsten te produceren hetzij uit de modelleersoftware, hetzij, en beter nog, via clashsoftware, ontstaat toch wel de mogelijkheid om snel en adequaat gegevens voor rekensoftware te genereren.

Wordt waarschijnlijk vervolgd

Een alternatief is om vanuit een ontwerptraject naar een digitale manier van overdracht te zoeken, die beter op energetische software aansluit dan de gebruikelijke BIM-modellen. Het gaat ten slotte ‘alleen maar’ om rekenparameters. Hierover misschien meer in mijn volgende blog!

Door Wiechert Eschbach, docent/senior consultant bouwkunde & bouwfysica