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Information delivery model for a circular design process of buildings with mineral building material = Vernetzungsmodell für einen zirkulären Planungsprozess von Gebäuden aus mineralischen Bauprodukten
2022 & 2023
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2023
Genehmigende Fakultät
Fak02
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2022-12-12
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2023-02188
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/952715/files/952715.pdf
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Informationsmanagement (frei) ; Kreislaufwirtschaft (frei) ; Planungsmodell (frei) ; building information modelling BIM (frei) ; circular design principles (frei) ; circular design process (frei) ; circular economy (frei) ; design model (frei) ; information management (frei) ; zirkuläre Planungsprinzipien (frei) ; zirkulärer Planungsprozess (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 720
Kurzfassung
Die Erhaltung der natürlichen Umwelt übt einen wachsenden Druck auf die Bauwirtschaft aus. Die Transformation der linearen Wirtschaft zu einer zirkulären Wirtschaft erscheint eine vielversprechende Möglichkeit zu sein, die Umweltbelastung und den Ressourcenverbrauch im Baubereich zu reduzieren. Eine erfolgreiche Transformation erfordert jedoch einen erhöhten Wissens- und Informationsgehalt über die gesamte Lebensdauer eines Gebäudes hinweg. In dieser Hinsicht haben Gebäudeplaner eine strategische Position bei der Implementierung von zirkulären Wertschöpfungsketten innerhalb des Planungsprozesses von Gebäuden. Durch die Auswahl von wiederverwendeten oder wiederverwerteten Bauprodukten und bei der Konstruktionsart von demontierbaren Verbindungen haben Planende einen wesentlichen Einfluss auf die Zirkularität eines Bauproduktes. Bei der Umsetzung der zirkulären Wertschöpfung in die Praxis werden Planende jedoch mit einer zunehmenden Menge an Informationen über Bauprodukte und Bauweisen konfrontiert. Gleichzeitig gehen wesentliche Informationen über Produkte während des Lebenszyklus eines Gebäudes verloren. Besonders in der Planungs- und Bauphase führen Informationslücken oder Missinterpretationen zu einer fehlerhaften Kommunikation zwischen den beteiligten Akteuren. Folglich führt ein Mangel an Daten zu einem höheren Kosten- und Arbeitsaufwand sowie zu einer geringeren Qualität der Materialkreisläufe. Die Festlegung wesentlicher qualitativer und quantitativer Informationsgehalte während des gesamten Planungsprozesses und vordefinierte Austauschpunkte von Informationen sind für zirkuläre Materialflüsse unerlässlich. Eine integrale Planungsmethode, die Informationen an Planende und Akteure weiterleitet, garantiert einen sicheren Transport von Informationen und ermöglicht einen erfolgreichen Arbeitsablauf. Ziel dieser Promotionsarbeit ist es daher, auf der Grundlage einer Literaturrecherche wesentliche Informationen über Stoffkreisläufe wie zum Beispiel juristische und organisatorische Daten bereitzustellen. Darüber hinaus sind auf Basis von Fallstudien und Literaturrecherchen Informationsaustauschpunkte definiert. Darauf aufbauend sind Informationen erfasst und Aufgaben für die folgenden Gestaltungsszenarien in einem Vernetzungsmodell (Information Delivery Model) dargestellt:1) Bauen mit wiederverwendeten Produkten,2) Bauen mit wiederverwerteten Produkten,3) Vorbereitung von Produkten für die Wiederverwendung oder ggf. hochwertige Wiederverwertung. Diese Dissertation zielt darauf ab, Informationen über kreislauffähige Bauprodukte mit dem Planungsprozess von Gebäuden in einem kohärenten Vernetzungsmodell zu verbinden. Ziel ist es, verlässliche Richtlinien und Standards für den Einsatz von Bauprodukten an die jeweiligen Akteure zu vermitteln und zu dokumentieren. Darüber hinaus sollen Leitlinien für eine zirkulären Planungsprozess für Planende erstellt und ein Modell entwickelt werden, welches die Inhalte vermittelt. Dadurch soll der Verbrauch natürlicher Ressourcen verringert, Emissionen während der Produktion reduziert und Stoffströme geschlossen werden. Das in dieser Dissertation entwickelte Modell bietet eine Grundlage für die zukünftige Implementierung in BIM als ganzheitliche und kollaborative Arbeitsmethode, die einen zirkulären Planungsprozess unterstützt.Preserving the natural environment puts growing pressure on the built environment. In this regard transforming the linear economy into a circular economy (CE) appears to be a promising opportunity to reduce environmental impact and resource depletion. As the construction industry is the most resource-intensive industry, with millions of tons of raw materials and waste produced each year, CE offers alternative strategies to the current linear economy. However, the transition towards a CE requires more knowledge and information, especially about mineral material, their waste and energy streams, as they have the highest shares of consumed resources. Since a building is a conglomerate of building products where material streams come together, the entire life span of each product needs to be considered. In this regard, building planners have a strategic position in implementing circularity aspects and managing information flow within the design process of a building. By selecting recycled or reused products and designing demountable connections, planners have a substantial impact on the future material flow. On the one hand, planners are confronted with an increasing amount of information about products and how they should be constructed. On the other hand, they lack experience and knowledge in implementing circularity into practice. Besides, essential information about products gets lost during a lifecycle of a building. Especially during the design and construction phase, information errors or their absence cause misleading communication between stakeholders. Consequently, a lack of data leads to a higher workload and lower quality of material flows. Therefore, the description of essential qualitative and quantitative information requirements during the entire design process and predefined information exchange points are essential for closing material flow circles. Only if all relevant product information is defined, documented and exchanged material streams can be managed transparently, efficiently and more circularly. Especially during the design phase, physical properties, judicial and organizational information regarding circularity aspects become important as they influence the product selection and construction process. For example, by knowing the key information about a product’s performance in regard to circularity, planners can estimate the environmental impact of potential decisions. The working process can be influenced and the design process steered by delivering the correct information about a product or design task at a specific time. An integral Information Delivery Model can distribute all relevant information about, for example, building products and construction methods to planners and their collaborators. The model has the potential to document and deliver information, hence guaranteeing a successful work, information and material flow.6 First, relevant information such as product properties and judicial and organizational data that influence a circular material flow are de- fined based on a literature review. Furthermore, all tasks during a circular design process, the involved stakeholders, and the information that needs to be exchanged are defined based on case study research and literature review. Based on this, the following scenarios for a circular design process are presented:1) building with reused products, 2) building with recycled products, 3) preparing products for reuse. Finally, all relevant information and design tasks that follow circularity principles are implemented in a model selected for its compatibility with digital tools. This dissertation aims to link information about mineral building products regarding circular material flows to the design process of buildings in a coherent information flow model. The goal is to reliably deliver guidelines and standards for the use of circular mineral building products and to provide a model that enables the exchange, documentation and management of a circular design process with the ability to be implemented into a digital tool. This can decrease the use of natural resources, reduce emissions during production and close material flows. The model developed in this research offers a basis for future implementation into BIM as a holistic and collaborative working method that enables a circular design process.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT021776634
Interne Identnummern
RWTH-2023-02188
Datensatz-ID: 952715
Beteiligte Länder
Germany
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