BIM jako komunikační platforma stavebnictví — BIM as a Communication Platform in the Building Industry Martin Černý, Michal Jirát, Barbora Pospíšilová, Štěpánka Tomanová
en
Přechod na BIM je spojen s částečnou změnou stávajících procesů především po stránce předávání a sdílení dat, ale také se zavedením nových technologií umožňujících BIM modely vytvářet a využívat. Vzhledem k tomu přináší BIM, kromě velkého množství pozitiv, i úskalí, která je nutné si uvědomit ještě před pokusem o použití informačního modelování. Každému účastníkovi stavebního procesu může metodika BIM přinášet jiné výhody a bude na něj klást i jiné požadavky.
en — A transition to BIM is connected with a partial change of the existing processes concerning mainly transmitting and sharing data, but also with the implementation of new technologies enabling users to create and use BIM models. Considering this, in addition to a large number of positives, BIM also brings along some pitfalls that need to be taken into account before the experimental use of information modeling. To each of the participants of the building process, the BIM methodology can bring different advantages and make different demands on them.
Zainteresované strany aneb pro koho je BIM a proč? Vzhledem k tomu, že požadavky a představy zainteresovaných stran ve stavebnictví mohou být mnohdy v protikladu, je možné výhody pro jednu ze stran vnímat i jako nevýhodu pro stranu druhou. Následující text je proto zaměřen na nejdůležitější vlastnosti práce s využitím BIM s uvedením argumentů, v čem spočívá přínos, ale i úskalí pro jednotlivé účastníky stavebního procesu. Nejdůležitější přínosy informačního modelování (BIM) › Úspora nákladů a času za celý životní cyklus stavebního díla. › Zlepšení komunikace mezi účastníky stavebního procesu. › Zlepšení kontroly stavebního procesu. › Zlepšení kvality výsledného díla. › Zvýšení transparentnosti a lepší přístup k informacím při rozhodování v různých etapách životního cyklu stavby. › Ochrana životního prostředí díky možnostem simulací během přípravy projektu. › Snadnější možnost zpracování variant. › Větší integrace jednotlivých fází návrhu stavby. › Snadnější provádění analýz již v počátečních fázích návrhu. › Příležitost pro transformaci stavebního průmyslu.
dokumentace. › Chybějící pravidla (normy) pro formální stanovení procesů. › Nedostatečná definice autorských a jiných vlastnických práv pro BIM model. › Nekompatibilita používaných nástrojů a nedostatečná podpora – řešením by bylo předávání dat v otevřených formátech. › Chybějící knihovna BIM objektů použitelná napříč různými platformami. › Celková cena zavedení BIM – software, nastavení procesů ve firmě, školení pracovníků. › CAD manuály vydané některými organizacemi zaměřené na čistě formální stránku výkresové dokumentace, a ne na obsah informací a práci s nimi.
Nejpodstatnější překážky pro širší uplatnění informačního modelování (BIM) › Nedostatek příležitostí pro implementaci BIM – chybějící požadavky ze stran investorů, uživatelů, správců. › Zpracování jednotlivých stupňů dokumentace různými autory (zpracovateli). › Rozdělení financí mezi etapami stavebního procesu. › Fragmentace stavebního průmyslu – oddělení konečného uživatele, investora, stavební firmy, členů projektového týmu a způsob jejich komunikace pomocí 2D dokumentů, textů a tabulek. › Skutečná cena projektových prací a někdy až přílišný tlak na cenu, který se projevuje v nižší kvalitě návrhu a nemožnosti nalezení optimální varianty. › V případě velkých změn v projektu nedostatek času na vyhodnocení dopadů navrhovaných nebo provedených změn v návazných profesích/etapách. Projeví se opět v nižší kvalitě návrhu nebo dodatečných vícepracích. › Chybějící odborníci pro koordinaci projektu metodikou BIM. › Nedostatečné vzdělávání účastníků stavebního procesu. › Neochota k aplikaci nových přístupů v praxi. › Zvyklosti z tvorby 2D dokumentace – způsob kreslení a obsah
60
BIM z pohledu Investora Investor se z hlediska časové posloupnosti nachází na začátku návrhu stavby, protože od něj přichází počáteční zadání a specifikace. Pokud se rozhodne, může požadovat, aby projekt byl zpracováván metodou informačního modelování. Z hlediska investora patří mezi hlavní přínosy BIM možnost průběžně kontrolovat stav návrhu. Protože data o stavbě mohou být v předem definovaném formátu a struktuře, je možné nechat postupně vypracovávat například posudky a kontrolní analýzy, tak jak jsou vstupní data zpřesňována, ale není nutné vždy znovu vytvářet analytický model. Modely BIM jsou ze své podstaty 3D, a je tak snadnější komunikovat s architekty i projektanty nad 3D modelem a vizualizacemi. Díky tomu, že se jedná o strukturovaná data, mohou architekti, projektanti a další odborníci průběžně koordinovat své činnosti a výsledkem jsou modely s minimem kolizí. Tím dochází k významným úsporám při realizaci stavby. BIM z pohledu architektů a projektantů Obecným motivačním faktorem pro využívání metodiky BIM z pohledu architektů a projektantů je zásadní omezení, či dokonce vyloučení vlastních chyb v návrhu. Architekti V dnešní době již téměř všichni architekti metodiku BIM (nebo alespoň BIM nástroj) používají, aniž si to uvědomují. Základem BIM je totiž prostý 3D geometrický model, který vzniká snad při každém návrhu stavby jako prostředek k vizualizaci a prezentaci návrhu. Rozdíl mezi prostým 3D modelem a BIM modelem je pouze v použitých entitách (modelovacích nástrojích – prvcích). V BIM modeláři „stavba“ vzniká z prvků, jako jsou zeď,
ERA21 #6 2013 Formy sociálního bydlení: Srbsko
1 Architektonicko-stavební část modelu stavby zpracovaná projektantem stavební části. Datový model byl v tomto případě připraven pro projektanta TZB v souborovém formátu IFC.
2 Tentýž projekt, systém větrání s rekuperací vymodelovaný projektantem TZB. Díky tomu, že oba projektanti spolupracovali metodikou BIM, může hlavní inženýr projektu oba modely proložit a zkontrolovat, zda nedochází ke kolizím vedení se stavebními konstrukcemi.
deska, střecha, trám atd., u nichž je možné navíc definovat další vlastnosti (materiál, výrobce, cenu a další). 3D model je výchozím bodem projektu, nikoliv jeho cílem. BIM zlepší pracovní postupy tím, že přesune těžiště práce z dříve tolik potřebného vytváření projektové dokumentace k přímé a kreativní tvorbě stavebních celků. Projektanti stavební části Pokud architekt takový 3D model předá stavebnímu projektantovi ke zpracování dalších projekčních stupňů, předává mu zároveň všechny podstatné informace o geometrii stavby. Nestane se tak, že kvůli nepochopení výkresů nebo nedostatečné prostorové představivosti projektanta vznikne projekt „jiné“ stavby. Úkolem projektanta je potom podrobit model analýze proveditelnosti, doplnit specifické vlastnosti jednotlivých prvků a vyřešit detaily a kolize navazujících konstrukcí. Projektanti TZB V dnešní době je kladen velký důraz na energetickou úspornost a veškeré instalace v budovách výrazně ovlivňují celkové náklady na jejich provoz. Přitom jsou jednotlivé profese velmi často řešeny odděleně, přestože díky takzvaným inteligentním instalacím jsou ve skutečnosti velmi provázané. Podstatným cílem správného návrhu je také úspora nákladů během provádění stavby. Kolize a jejich řešení až na stavbě bývají zdrojem nejen rozporů mezi zúčastněnými stranami, ale také finančních ztrát. V neposlední řadě pak argumentem pro použití BIM může být i snadné používání všech systémů budovy v případě, že byly navrženy systémy automatické nebo poloautomatické regulace. Statici Spolupráce na BIM modelu může ušetřit práci a zjednodušit komunikaci, při přebírání modelů do výpočtových
Příloha
programů je však třeba počítat s tím, že architektonický (stavební) model nelze použít přímo, ale jako referenční pro tvorbu vlastního výpočtového modelu. S jeho tvorbou pomáhají funkce běžně dostupných softwarových nástrojů. Základem je kvalitně vytvořený architektonický (stavební) model, který využívá pro každou část konstrukce správnou funkci – druh konstrukce. Výhody použití metodiky BIM pro architekty a projektanty při navrhování › Automatická tvorba dokumentace z BIM modelu, možnost vytvořit „nekonečné“ množství řezů a pohledů. › Možnost okamžité vizualizace modelu, není nutné vytvářet speciální 3D model pouze pro vizualizace. › Možnost vytváření výkazů prvků (výpisů z databáze), včetně plošných a objemových charakteristik. › Snížení počtu doplňujících dotazů a zdrojů při předávání podkladů. › Snížení chybovosti při překreslování a aktualizaci dokumentace díky použití modelu jako hlavního zdroje informací. › Zjednodušení komunikace při úpravě architektonicko-stavebního modelu. › Možnost různých simulací a vyhodnocování chování navrhované budovy (jejího modelu) v jakékoli fázi projektu a v různých podmínkách. › Snadnější předávání a přebírání podkladů (zejména při použití standardů podle buildingSMART). › Využití výhod dostupných informací ze 3D modelu pro výpočty, simulace a dimenzování rozvodů TZB (rychlejší a přesnější návrh). › Zmenšení počtu zdrojů informací, a tím snížení chybovosti. › Lepší kontrola kolizí a koordinace projektu (úspora nákladů na řešení nekonzistencí v projektu). › Snadnější porovnávání variant (optimální v případě budoucí existence katalogů produktů od výrobce a jasně definované klasifikace výrobků). › Využití 3D modelu pro automatizované generování výkresů a CNC dat. Výhody použití metodiky BIM při provádění stavby › Možnost lepšího plánování provádění stavby. Díky menšímu výskytu kolizí se ušetří jak finanční, tak časové prostředky. › Možnost návrhu prefabrikovaných dílů, což nutně neznamená použití typových prvků, ale spíše lepší plánování způsobu výroby a montáže jak typových, tak atypických prvků. › Při využití konstrukčního softwaru i zrychlení montáže, zlepšení plánování, využití 4D a 5D údajů a snížení chybovosti. › Snížení RFI (požadavek na informaci, Request for Information) a vylepšení komunikace mezi projektanty. Výhody použití metodiky BIM při provozování stavby › Aktualizovaná dokumentace skutečného provedení stavby je dobrým základem modelů pro snadnější správu budovy. › V případě budoucích rekonstrukcí a oprav je BIM model zdrojem znalostí a také základem pro případný návrh rozšíření či vylepšení. › I pro případ demolice je model dobrým zdrojem plánování způsobu provedení demolice a likvidace odpadu. BIM z pohledu rozpočtáře Základní myšlenkou rozpočtování je sestavit výčet pokud možno všech nákladů, které vznikají v souvislosti se stavební činností, a tyto náklady zařadit do předem dohodnutých skupin tak, aby byly srozumitelné a přehledné pro všechny účastníky stavebního řízení. Rozpočtování sestává ze dvou základních činností – tvorby výkazu výměr a vlastního oceňování – které vyžadují odborný přístup rozpočtáře k analýze jednotlivých stavebních prvků, materiálů a jejich provádění. Z BIM modelu lze snáze a častěji generovat nákladové plány, a to i přesto, že v danou chvíli nejsou aktualizovány všechny objekty. Položky, které nebyly nahrazeny novou informací nebo cenou, zůstávají nezměněny, a ocenění je tak stále kompletní.
BIM jako komunikační platforma stavebnictví
61
Výhody použití metodiky BIM pro rozpočtáře při navrhování › Snížení počtu doplňujících dotazů a zdrojů při předávání podkladů. › Zjednodušení komunikace – k dispozici jsou stále aktuální podklady. › Možnost přístupu k podrobnějším informacím, které mohou pomoci zlepšit spolehlivost výstupů, a tím i ocenění. › Jednodušší možnost tvorby variantních řešení pro rozhodování ve fázi studií. › Rychlejší analýza nákladových variant projektu a návrhu v rámci rozpočtu investora. › Snadnější dodržení finančních limitů stanovených investorem díky včasným oceněním již na začátku návrhového procesu. › Aktualizace ceny v souladu se změnou konstrukčního řešení, vícepráce apod. › Využití 3D modelu pro automatizované standardizované generování výkazu výměr. › Úspora času díky automatickému výkazu výměr, přesně kvantifikované materiály. › Lepší vizuální znázornění projektu a stavebních prvků, a tím snazší porozumění návrhu. › Menší chybovost a vyšší přesnost v porovnání s manuálními výpočty výměr. › Úspora nákladů a prevence potenciální lidské chyby. › Generování rychlých revizí změn. › Společně s 4D informacemi umožní lépe plánovat rozpočet v čase. Výhody použití metodiky BIM při provádění stavby › Možnost evidence skutečných nákladů stavby pomocí skenování (kódy). › Zlepšení plánování času a nákladů – snížení chybovosti. › Usnadnění kontroly (plán vs. skutečnost). › Změnové listy, kontrolní rozpočty, skutečný stav. Je však nutno zdůraznit, že uvedené výhody budou platit pouze za podmínky, že dojde ke sladění odlišných přístupů projektantů a rozpočtářů. BIM z pohledu zhotovitele Pro zhotovitele představuje BIM především aktuální a spolehlivou dokumentaci stavebního projektu. Z hlediska toku informací je na jedné straně uživatelem modelu, ale zároveň důležitým spoluautorem, protože model aktualizuje podle skutečného stavu a skutečných výrobků, které jsou na stavbě použity. V tomto směru je role zhotovitele zcela zásadní, pokud má být model dále použit pro správu a údržbu nemovitosti. Výhody použití metodiky BIM pro zhotovitele › Kvalitní a celistvá dokumentace, bez kolizí způsobených chybami v projektu nebo nesouladem projektových dokumentací jednotlivých profesí. › Změny v projektu během zhotovování jsou správně promítnuty do celé dokumentace, takže nedochází k následným problémům při opomenutí některých souvislostí v dokumentaci. › Realizace stavby se snáze řídí a kontroluje, protože dostupné informace mají jasnou strukturu. › Dostupné nástroje umožňují navázat plán realizace stavby na model. Nároky na zhotovitele při použití metodiky BIM › Schopnost pracovat s 3D modelem. › Dostupnost informací z modelu přímo na stavbě (počítačové pracoviště s velkoformátovou tiskárnou přímo na stavbě, notebooky, tablety, připojení na internet apod.). BIM z pohledu správce objektu Z hlediska užívání informací se správce objektu (facility manager) nachází na konci procesu návrhu a zhotovení stavby, kdy je hlavním uživatelem modelu. Pokud prošel návrh celým procesem jako informační model, je bohatým zdrojem informací pro správu a údržbu stavby. Samozřejmě je třeba, aby byl personál na straně
62
facility managementu (FM) schopen s modely pracovat a využít jejich informační potenciál. Z hlediska návrhu je v současnosti problematika FM často nechávána stranou, přestože náklady na provoz staveb výrazně překračují náklady na jejich návrh a zhotovení. Právě BIM jako metodika klade důraz na aktivní účast odborníků ze všech dotčených oborů, aby byli přítomni již v počátku návrhu, kdy je možné zohlednit nejrůznější odborné aspekty a změny projektu jsou ještě snadné a levné. Znalosti a zkušenosti odborníků z oblasti FM tak mohou být snadněji reflektovány a aplikovány. Výhody použití metodiky BIM pro správce objektu › Aktuální strukturované informace o stavbě (budově, areálu). › Možnost napojení informací jednotlivých stavebních prvků na ERP systémy a systémy plánování údržby. › Jednodušší vizualizace a lokalizace stavebních prvků v rámci objektu. › Možnost zasáhnout do počáteční fáze návrhu a optimalizovat ji pro potřeby užívání. BIM z pohledu státní správy Stát je největším majitelem a správcem majetku. Proto by bylo pro státní správu velmi výhodné, pokud by vyžadovala informace o svých stavbách v otevřeně definované struktuře, například v obdobě standardu COBie (Construction Operations Building Information Exchange). Standard COBie vznikl původně pro potřeby armády USA, ale byl dán k volnému použití a v modifikované verzi bude od roku 2016 ve Spojeném království (UK) závazný pro všechny stavby realizované pro státní správu. Dalším příkladem může být Singapur, který je významným průkopníkem v praktickém zavádění BIM a data o stavbách v otevřeném souborovém formátu IFC využívá pro poloautomatické udělení stavebního povolení. Výhody použití metodiky BIM pro státní správu › Jednodušší parametrická definice zadání. › Transparentní kontrola jednotlivých fází stavby. › Snadnější zhotovení nezávislých posudků. › Minimalizace vícenákladů při provádění stavby. › Jednodušší komunikace s architekty i projektanty. › Lepší dostupnost podkladů pro využití státem spravovaného majetku. Cesta k zefektivnění stavebnictví Metodika BIM nabízí nové pracovní postupy, jejichž zavedení napříč celým stavebnictvím by mohlo pomoci jeho zefektivnění. Na každou ze zainteresovaných stran přitom klade jiné nároky, na druhou stranu ale nabízí každému i nesporné výhody. Velká část překážek a úskalí bránících širšímu uplatnění metodiky BIM je způsobena především neznalostí a nedostatečným vzděláváním v oblasti informačního modelování budov v současné době. Přesto již v současnosti roste i u nás počet profesionálů z oblasti stavebnictví, kteří BIM pro navrhování staveb používají a zabývají se širším využitím BIM jako metodiky i BIM modelů pro zlepšení spolupráce, analýzy a simulace. Editorská úprava textu: Petr Vaněk, Odborná rada pro BIM Základem tohoto článku je text z publikace BIM Příručka,1 která je prvním publikačním počinem Odborné rady pro BIM. Tato publikace má ambice být základním opěrným bodem pro popularizaci metodiky BIM v češtině. Smyslem jejího vydání je zpřístupnění informací o metodice BIM všem účastníkům stavebnictví ve všech fázích životního cyklu staveb. BIM příručka je v digitální podobě v plné verzi na www.issuu.com/czbim. 1 Martin Černý a kolektiv autorů: BIM Příručka – základní představení informačního modelování budov (BIM) a význam BIM pro změny procesů ve stavebnictví, 2013.
ERA21 #6 2013 Formy sociálního bydlení: Srbsko