Koncepcje i projektowanie w BIM

Zalety jakie daje projektowanie w BIM mają ogromy wpływ na jakość budownictwa oraz czas realizacji inwestycji. Tworzenie symulacji obiektu zanim zostanie on faktycznie wybudowany jest rozwiązaniem, które optymalizuje wiele etapów w cyklu życia budynku. Nie tylko dzięki możliwości przewidywania potencjalnych problemów pojawiających się w czasie budowy, ale także możliwości przeanalizowania długofalowego użytkowania budynku i jego wpływu na otoczenie. Nawet podstawowe dane o budynku ujęte w modelu trójwymiarowym dają lepsze wyniki, w porównaniu do dokumentacji tradycyjnej, chociażby w zakresie kontroli kolizji. Poprzez rozbudowywanie modelu o kolejne poziomy szczegółowości, tworzymy projekty coraz bardziej zbliżone do rzeczywistego budynku. Pozwala to dokładniej analizować i optymalizować procesy projektowe i decyzyjne. Choć przemysł budowlany stosunkowo wolno reaguje na dostępne możliwości technologiczne, co jest związane z dużą złożonością oraz wieloma uczestnikami procesu budowlanego, to wykorzystanie BIM daje ogromną przewagę.

Co to jest BIM

Ze względu na charakterystyczną dla branży budowlanej mnogość informacji wymaganych dla wielu różnych specjalistów w zespole projektowym i wykonawczym, zarządzanie danymi o budynku wymaga dobrej organizacji oraz bardzo sprawnej komunikacji. Odpowiedzią na takie potrzeby jest właśnie model parametryczny BIM, będący bazą danych o poszczególnych komponentach oraz ich powiązaniach.

Termin BIM, czyli Building Information Modelling dotyczy tworzenia trójwymiarowych struktur danych o budynku przy wykorzystaniu narzędzi komputerowych. Taka koncepcja modelowania informacji o budynku pojawiła się już w 1992 r. Propozycja określała sposób reprezentacji projektu budynku jako wielu powiązanych ze sobą widoków odnoszących się do jednego modelu referencyjnego. Poszczególne widoki oprócz podstawowych danych graficznych, miały również zawierać dodatkowe informacje o poszczególnych komponentach budynku. Budynek na podstawowym poziomie miałby być reprezentowany jako struktura trójwymiarowa, następnie informacja o budynku miała być rozbudowywana w kolejnych poziomach [Tolman 1992, s.215-224]. Sama idea była wówczas trudna do zrealizowania pod względem programistycznym, jednak kiedy BIM został przyjęty przez jedną z wiodących firm tworzących oprogramowanie dla projektantów w przemyśle i budownictwie, bardzo szybko zaczął się jego rozwój i wykorzystanie. Obecnie termin stał się pozycją, o której bardzo wiele mówi się w biznesie.

Co daje BIM

Projektowanie w BIM ma wiele wspólnego z rozwijającymi się technologiami oraz łatwiejszym dostępie do bardzo zaawansowanych narzędzi, które umożliwiają symulowanie oraz zautomatyzowanie pewnych czynności projektowych. Obiekt wirtualny, który jest wynikiem takiego sposobu projektowania, zawiera parametry oraz ich powiązania, które umożliwiają jego prezentację poprzez modyfikację obiektu jako całości. Wszelkie zmiany wprowadzane do modelu wpływają na cały zestaw dokumentów wyjściowych, czyli rysunków, zestawień czy analiz. Wynikowa baza danych informacji zagnieżdżonych w przestrzennym modelu budynku daje możliwość bardzo czytelnego zobrazowania ogromnej ilości informacji. Rysunki techniczne niegdyś tworzone jako niezależne elementy projektu, są kadrami tej bazy danych, opisującymi obiekt w sposób dostosowany do danego odbiorcy.

Korzyści wykorzystania BIM

usprawnienie procesu projektowego i tworzenia dokumentacji

skomunikowanie wielu stron realizujących inwestycję

wychwycenie ewentualnych kolizji instalacji, technologii oraz innych urządzeń wewnętrznych

większa dokładność danych o kosztach powstania i eksploatacji obiektu

Wykorzystanie BIM w przemyśle

Modelowanie rozwiązań projektowych w celu ich weryfikacji oraz analiz pod względem zoptymalizowania działania już od dawna wykorzystywane jest w przemyśle. Jest to  bezpośrednio związane ze specyfiką takiego projektowania, gdzie etap projektowy to nawet 60% kosztów realizacji produktu. Wiąże się to z faktem, iż zwykle ostateczny produkt jest realizowany masowo, bądź wymaga precyzyjnej analizy poszczególnych etapów działania. Tak więc od poprawności rozwiązań na etapie projektowym zależy bardzo wiele, co może przeważyć o opłacalności inwestycji oraz możliwości jego wprowadzenia, czy utrzymania na rynku.

Wymiary BIM i ich wpływ na podwyższanie
jakości realizacji budowlanych:

model

3D – Podstawowy poziom prezentacji obiektu, dający największe możliwości. Wizualizowanie obiektu poprzez swoją dostępność oraz łatwość odczytywania, nawet dla osób spoza branży, jest bardzo dobrą formą komunikowania rozwiązań projektowych. Wizualizacja jest zawsze połączona z rysunkami, tak więc pozwala również na szybką weryfikację rozwiązań przez projektantów. Przy dobrym oraz pomysłowym wykorzystaniu dostępnych narzędzi, oprócz możliwości wglądu w geometrię budynku, mamy możliwość budowania i analizowania połączeń pomiędzy elementami, badania relacji przestrzennych obiektów stałych oraz obszarów pustych, związanymi na przykład ze strefą montażową dla urządzeń. Budowanie odpowiednich relacji i powiązań geometrii umożliwia automatyczną koordynację przestrzenną kolizji pomiędzy nimi, zanim pojawią się one na budowie.

czas

4D – Pierwszy dodatkowy wymiar uzupełniający model geometryczny budynku, zabawnie nawiązujący do fizyki kwantowej, jest tak naprawdę organizacją realizacji poszczególnych komponentów obiektu w czasie. Jest uzupełnieniem standardowych narzędzi do planowania jak wykres Gantta oraz ścieżki krytycznej. Rozszerza to możliwości analizowania modelu geometrycznego pod względem optymalizacji kolejności wykonywania robót, możliwych kolizji w trakcie budowy, a także łatwego wariantowania harmonogramu prac. Dodatkowym atutem jest również możliwość zintegrowania systemu z firmami produkcyjnymi oraz łańcuchem dostaw. Dzięki wykorzystaniu BIM 4D podczas realizacji można zwiększać jakość i dostępność oczekiwanych danych dotyczących planowania i organizacji budowy, co przekłada się na lepszą organizację czasu i możliwe unikanie przestojów.

koszt

5D – Kolejny wymiar wiąże harmonogram i model trójwymiarowy z kosztami. Pomaga przewidywać koszty w czasie rzeczywistym, wynikające ze zmian wprowadzanych do projektu. Zautomatyzowane raportowanie umożliwia ciągłą analizę kosztów oraz większą kontrolę nad wyborem odpowiednich materiałów, zasobów i rozwiązań. 

budownictwo zrównoważone

6D – Uzupełnienie modelu o kolejne informacje związane z zarządzaniem budynkiem oraz LCA, czyli Life Cycle Management. Dokładne dane związane z zarządzaniem budynkiem zwykle uzupełniane są w ostatnim etapie – powykonawczym oraz przekazywane inwestorowi. Natomiast na etapie koncepcji umożliwia wykonywanie wariantów rozwiązań projektowych w celu optymalizacji kosztów eksploatacyjnych

obsługa nieruchomości

7D – Związane z zarządzaniem budynkiem w całym cyklu życia, co obejmuje również wymiany elementów budynku oraz zmiany operacyjne.