Artikkelforfatter: Gro Overn Mansford, Bærekraftig prosjekteringsleder i Multiconsult

BIM er anerkjent som et godt samhandlingsverktøy som også kan bidra til avfallsreduksjon i prosjekter. Dette avhenger imidlertid også av kontraheringsmetode, da disse påvirker prosjektets struktur, arbeidsprosesser og nettverksbygging i prosjektorganisasjonen. BIM-bruken må, med andre ord, vurderes i sammenheng med kontraktstrukturen i prosjektet (Lu, Webster, Che, Zhang, & Chen, 2017).  Siden BIM modeller jobber i sanntid har disse potensiale til å kunne bidra til å optimalisere byggets ytelse samt å minimere avfallsmengdene i et byggeprosjekt gjennom alle faser fra konsept til byggefase – og også i driftsfasen. Frem til så sent som 2011 var det imidlertid ikke utviklet automatiserte løsninger for avfallsestimering i modell (Liu, Osmani, Demian, & Baldwin, The potential use of BIM to aid construction waste minimisation, 2011).

BIMs potensiale for å bidra til avfallsminimering er ansett å være størst i de tidlige prosjekteringsfasene, der modellen kan benyttes til å visualisere alternative løsninger for byggherre og brukere og benyttes som underlag for beslutninger. I tillegg ansees det at parametrisk design, digital samhandling mellom fagene og kollisjonskontroller er viktige bidragsytere med hensyn til å minimere omfanget av prosjekteringsavfallet (Liu, Osmani, Demian, & Baldwin, A BIM-aided construction waste minimisation framework, 2015).Bør vi bruke BIM i prosjektene våre?

Forskning utført i 2016 så på prosjekteringsavfallsmengdene i to byggeprosjekter som ble prosjektert uten bruk av BIM. Her ble arbeidsunderlaget produsert på papir, men når prosjektene kom på byggeplass besluttet entreprenørene å etablere BIM-modeller for å følge opp prosjektene i byggefase. Forskerne fikk tilgang til både papirtegninger og BIM-modellene utarbeidet av entreprenørene og brukte dette som grunnlag for et estimat av reduksjonen i mengden prosjekteringsavfall som kunne vært oppnådd ved å benytte BIM i prosjekteringen. De kom frem til at potensialet for reduksjon i prosjekteringsavfall ved å benytte BIM i prosjekteringsfasen i de to undersøkte byggeprosjektene var i størrelsesorden 4.3 – 15.2 %. 94 -98% av reduksjonen hadde sin opprinnelse i avvik mellom tegninger, og det var i hovedsak bjelker og vegger som bidro til avfallsmengden. Andelen avfall relatert til tekniske systemer var liten i forhold til andelen relatert til arkitektoniske elementer og bæresystem (Won, Cheng, & Lee, 2016).

Det ble også konkludert med at det var vanskeligere å identifisere prosjekteringsfeil i tekniske systemer uten BIM enn det var å identifisere feil i bæresystem eller arkitektoniske løsninger. I de to prosjektene som var inkludert i studiet utgjorde betong 95% av prosjekteringsavfallet som kunne vært unngått dersom BIM hadde blitt benyttet i prosjekteringsfasen (Won, Cheng, & Lee, 2016).

BIMs rolle i prosjekteringen

I tradisjonelle kontrakter der de prosjekterende kun er med frem til entreprenørens arbeidsunderlag er produsert vurderes det at den avfallsreduserende effekten av BIM-modellen ikke er like stor. Dette fordi eierskapet til modellen blir fragmentert og koordineringen mellom prosjekteringsmodellen og byggemodellen i overgangen mellom aktørene ikke alltid flyter like godt. Byggherrens eierskap til modellen er en nøkkel med hensyn til å benytte denne som et effektivt verktøy for koordinering og oppfølging av avfallsgenerering i alle prosjektets faser (Liu, Osmani, Demian, & Baldwin, A BIM-aided construction waste minimisation framework, 2015).

I totalentrepriser vurderes det at gevinsten av en avfalls-BIM som kan benyttes gjennom hele prosjektet vil få større effekt. Der de prosjekterende og entreprenøren begge er med i tidligfase og opererer under samme paraply kan BIM-modellen enklere benyttes til å samhandle med alle partene om beslutninger i tidligfase (Lu, Webster, Che, Zhang, & Chen, 2017). Bruken av 4D-BIM i prosjekter har vist at potensialet for ombruk kan kartlegges i forkant og med det bidra til å minimere avfallsmengdene som sendes rett til fyllplassen (Guerra, Leite, & Faust, 2020).

Nyere studier har sett på effekten av å benytte Rhino.Inside.Revit for å gi tilgang til historiske BIM-family data som et grunnlag for avfallsestimering i prosjekter. Verktøyet tilrettelegger for knyttinger og visualiseringer av avfallsmengder i en 3D parametrisk modell. Verktøyet har sine begrensinger i arkitektens tidligfase konseptstudier, selv om det per i dag har to store fordeler: Først og fremst kan programvaren foreta flere estimater av avfallsmengder på minimale tidligfase utkast til løsninger, samtidig som tilnærmingen bidrar til å redusere størrelsen på simuleringene slik at prosesseringstiden reduseres og resultatene kan presenteres tidligere. Positive og negative avfallstall kan fremstilles direkte i modellen ved hjelp av grønne og røde «lys», noe som kan bidra til økt fokus på avfallsmengder i tidligfase. Vedlikehold og oppdateringer av avfallsmodellen vil med dette bli enklere og mer tilpasningsdyktig ettersom flere løsningsalternativer kommer på bordet underveis i prosessen. (Haeusler, Gardner, Yu, Oh, & Huang, 2021, Vol. 19(4)).Maskinlæring er en annen tilnærming som er beskrevet i forskningen. Det vurderes som en mulig løsning for arkitekter som ønsker å analysere romprogrammer og optimalisere parametriseringer av potensielle løsninger og simuleringer. Med en slik tilnærming kan man fremheve dårlig definerte utfordringer, konstante forandringer i løsninger, mangelen på tid og ressurser samt mangel på ytelsesdata – og på denne måten samtidig bidra til å redusere mengden prosjekteringsavfall i de prosjekterte løsningene (Majzoub & Haeusler, 2021). Det å ha faktorene som bidrar til økte mengder prosjekteringsavfall i fokus gjennom prosjekteringen vil nødvendigvis resultere i en reduksjon av avfall i byggefase, og da spesielt i prosjekter der BIM og LEAN benyttes (Meshref, Elkasaby, & Farid, 2023).

Forskningsprosjektet MinTre utføres i samarbeid med Norges forskningsråd og har som mål å redusere mengden treavfall på byggeplass med 40 prosent.♻️  Deltagerne i forskningsgruppen er Ø.M. Fjeld, LINK Arkitektur, Optimera AS, Omtre, Statsbygg, Kongsvinger kommune, Sør-Odal kommune, Klosser Innovasjon, OsloMet – storbyuniversitetet, SINTEF Community og Multiconsult

Forskningsartikler det er referert til over:

Guerra, B. C., Leite, F., & Faust, K. M. (2020). 4D-BIM to enhance construction waste reuse and recycle planning: Case studies on concrete and drywall waste streams. Waste Management, 79-90.

Haeusler, M. H., Gardner, N., Yu, D. K., Oh, C., & Huang, B. (2021, Vol. 19(4)). (Computationally) designing out waste: Developing a computational design workflow for minimising construction and demolition waste in early-stage architectural design. International Journal of Architectural Computing, 594–611.

Liu, Z., Osmani, M., Demian, P., & Baldwin, A. (2011). The potential use of BIM to aid construction waste minimisation. Proceedings of the CIB W78-W102. Sophia Antipolis, France,: Loughborough’s Institutional Repository.

Liu, Z., Osmani, M., Demian, P., & Baldwin, A. (2015). A BIM-aided construction waste minimisation framework. Automation in Construction, 1-23.

Lu, W., Webster, C., Che, K., Zhang, X., & Chen, X. (2017). Computational Building Information Modelling for construction waste. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 587-595.

Majzoub, O., & Haeusler, M. H. (2021). Investigating Computational Methods and Strategies to Reduce Construction and Demolition Waste in Preliminary Design. Digital design for sustainable buildings – Volume 1, 325-334.

Meshref, A. N., Elkasaby, E. A., & Farid, A. A. (2023). Reducing construction waste in the construction life cycle of industrial projects during design phase by using system dynamics. Journal of Building Engineering, 106302.

Won, J., Cheng, J. C., & Lee, G. (2016). Quantification of construction waste prevented by BIM-based design validation: Case studies in South Korea. Waste Management, 170-180.