Olosuhdesimulaation ja tietomallin välinen tiedonsiirto

Abstract

Rakennuksen energiankulutukseen ja olosuhteisiin liittyviä vaatimuksia ohjataan monella eri tasolla ja eri keinoin kansainvälisien sopimuksien kautta Euroopan Unionin tasolle, ja ne pannaan lopulta täytäntöön kansallisen lainsäädännön, määräysten, standardien ja muiden ohjeistuksien kautta. Monia rakennuksen ominaisuuksiin liittyviä detaljeja, kuten energiankulutus, on todistettava laskel-min. Rakennusten energiankulutukseen ja laskennallisiin päästöihin liittyen suunta on ollut pitemmän aikaa jatkuvasti kiristyvä. Tätä opinnäytetyötä tehdes-sä Euroopan Unioni on laatimassa uutta rakennusten energiatehokkuusdirektii-viä (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive), joka tulee lisäämään pakottavaa lainsäädäntöä entisestään myös Suomessa. Sen tavoitteena sano-taan olevan erityisesti pienentää rakennusten energiankulutusta ja parantaa sisäilmaolosuhteita. Päivitys ei koske pelkästään uusien rakennuksia, vaan myös olemassa oleville rakennuksille on toteutettava laskennallista kulutusta ja päästöjä pienentäviä peruskorjauksia tietyn aikavälin kuluessa.

Energia- ja olosuhdesimulaatioiden tarve kasvaa kiristyvien vaatimusten myötä. Vaadittavia ratkaisuja halutaan tutkia ja optimoida jo ennen varsinaista muutos-työn toteuttamista. Dynaamisen, eli tuntitasoisen ja rakenteiden lämmönva-rauskyvyn huomioivan, laskentamenetelmän käyttö on määräysten mukaan pakollista tietyissä tilanteissa. Myös tietomallintamisen vaatimustaso kasvaa vuosi vuodelta ja yhä enemmän tietoa on mahdollista viedä tietomalliin ja sitä aletaan osata myös tekijöiltä vaatia, joskin siihen liittyvät pelisäännöt ovat usein vähintään osittain epäselvät eivätkä suunnittelualat aina tunnista mihin kaikkiin käyttötarkoituksiin laadittua tietomallia ja -sisältöä haluttaisiin käyttää. Epäsel-vyydet aiheuttavat päällekkäistä työtä. Tämän myötä päivityksessä ovat myös Yleiset Tietomallivaatimukset, josta edellinen julkaistu versio on vuodelta 2012.

Tietomallin ja olosuhdesimulaation välisen tiedonsiirron tutkiminen on ajankoh-tainen aihe ja siihen tässä opinnäytetyössä pureudutaan. Työssä selvitetään määräysten valumista alas kansainväliseltä kansalliselle tasolle ja edelleen olo-suhdevaatimuksiksi ja parametreiksi energiasuunnittelijan tilaobjekteihin, tutki-taan arkkitehdin laatiman rakennuksen geometriamallin hyödyntämistä energia-suunnittelijan työskentelyssä nykyaikaisilla mallinnus- ja simulaatio-ohjelmistoilla ja ratkotaan siihen liittyviä ongelmia sekä luodaan työn teettävälle yritykselle pohjaa ja malliratkaisuja mitä tietoa simulaatiosta on tietomallin suuntaan tällä hetkellä siirrettävissä.

Requirements related to a building’s energy consumption and emissions are controlled by different means. International agreements and the rules of European Union are finally implemented through national legislation, regulations, standards and other guidelines. Many details related to the building's characteristics, such as energy consumption, must be proven with calculations. The trend of requirements has been continuously tightening. Currently, the Europe-an Union is preparing a new Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) which will further increase mandatory legislation in Finland. Its goal is said to especially reduce the energy consumption of buildings and improve indoor air conditions. The update does not only apply to new buildings but existing buildings must also undergo basic repairs that reduce calculated consumption and emissions within a certain period of time.

The need for Building Performance Simulations (BPS) is growing due to stricter requirements. Solutions to fulfil the requirements are being wanted to be studied and optimized before the actual amendment work. According to the regulations it is mandatory in certain situations to use a dynamic calculation method that takes into account the heat storage capacity of structures. The standard for Building Information Modeling (BIM) is also getting more demanding and it is possible to include more information into the BIM, even automatically from the BPS. The rules related to modelling are often at least partially unclear and the designers do not always recognize how other engineering branches would want to utilize the created BIM. Ambiguities cause duplication of work. Need for up-dating rules has been recognized thus the common BIM requirements publication originally published in 2012 is currently to be revised.

The transfer of data between BIM and BPS is a timely topic and is addressed in this Thesis. Thesis explains flow of regulations down from the international agreements into the national level. Utilization of the architects buildings geometry model inside modern energy simulation software is investigated, and the appeared issues are solved. For the company the purpose and benefit of The-sis is to clarify which information from the BPS can currently be transferred into the BIM and meanwhile create basis and model solutions for utilizing the new functions.