Technologia BIM w praktyce gospodarczej

Firma budowlana chcąca z sukcesem zrealizować założone cele powinna charakteryzować się konkurencyjnością, wdrażać nowe technologie i sięgać odważnie po innowacyjne rozwiązania, w taki sposób aby być cały czas, w lepszej sytuacji od innych konkurencyjnych przedsiębiorstw. Niezbędna jest umiejętność menedżerów w inteligentnym zróżnicowaniu i wyróżnieniu swojej oferty w stosunku do najbliższej konkurencji. Jednym z możliwych kierunków doskonalenia procesów, a w konsekwencji wyprzedzania działań konkurencji jest wdrażanie BIM w organizacji. Termin BIM, czyli Building Information Modelling dotyczy tworzenia trójwymiarowych struktur danych o budynku przy wykorzystaniu narzędzi komputerowych. Na tą chwilę bardzo niewiele firm stosuje kompleksowe systemowe podejście do całego procesu zarządzania projektem, stosując nie tylko modelowanie budynku 3D, ale również kolejny etapy: 4D (harmonogram), 5D (kosztorysowanie) i 6D (zarządzanie „gotowym” budynkiem). Od najwyższego kierownictwa w organizacji wymagana jest wielka mądrość, aby dostrzec korzyści z wykorzystania wiedzy o technologii BIM w strategii działania firmy budowlanej. Szczególnie dotyczy to firm, które promują strategię zróżnicowania od konkurencji z unikaniem przywództwa kosztowego najniższej ceny. BIM jest jednym z narzędzi mających wspomagać realizację obranej przez przedsiębiorstwo strategii biznesowej oraz pomaga kształtować i utrzymywać trwałą przewagę konkurencyjną. Celem niniejszego artykułu jest prezentacja istoty technologii BIM w praktyce gospodarczej i poszerzenie wiedzy czytelnika w tym interesującym zakresie.

Perspektywa BIM

Obecnie bardzo wiele mówi się o digitalizacji budownictwa. Pojęcie BIM stało się popularnym tematem dyskusji i artykułów szczególnie w branży budowlanej. Szczególne korzyści wykorzystania BIM zauważyli generalni wykonawcy, którym narzędzie to bardzo pomaga przy koordynacji skomplikowanych układów przestrzennych elementów instalacji, pozwala na weryfikację przestrzenną i analityczną rozwiązań konstrukcyjnych, a także jest dobrym sposobem na zaprezentowanie architektury budynku inwestorom. Jednak są to dopiero początki pełnego wykorzystania możliwości jakie można uzyskać wykorzystując nowe technologie w budownictwie. Modelowanie 3D to tak zwany szczyt góry lodowej, gdzie niewidoczne na pierwszy rzut oka możliwości i rozwiązania stanowią największą przewagę BIMu. BIM, czyli z angielskiego Building Information Management (lub też zamiennie Modelling) bazuje na zarządzaniu informacją o budynku, poprzez procedury i standardy umożliwiające odpowiednią wymianę, analizę i integrację danych.

BIM na przykładzie Anglii oraz planowane działania wdrożeniowe w Polsce

Bardzo ciekawą strategię rozwoju budownictwa przyjęła Wielka Brytania. Można uznać, że jest to kraj, który przoduje w zakresie wykorzystania BIMu nawet na poziomie miasta. Normy oraz przepisy ustanowione przez prawo brytyjskie bardzo dobrze opisują oraz pozwalą na egzekwowanie wykorzystania digitalizacji na wielu etapach realizacji inwestycji. Można m.in. wymienić normę ISO 19650, która określa standardy, oraz kierunki i procesy jakie należy stosować dostarczając informacje w procesie budowlanym, gdzie wszystkie wytyczne skupiają się wokół czterech obszarów. Obszarami tymi są: projektowanie (Design), budowa (Build), zarządzanie budynkiem (Operate), oraz integracja w tkance miejskiej (Integrate). W ramach każdego obszaru znajdują się wytyczne dla wszystkich uczestników procesu budowlanego dotyczące informacji, jakie powinny zostać przez nich dostarczone. Co ciekawe wytyczne nie dotyczą wyłącznie architektów, budowlańców, czy urzędu, ale również inwestora. Takie podejście skutkuje tym, że możliwa jest pełna integracja oraz spójne określenie wymaganych działań na każdym etapie. Samo określenie “Projekt ma być wykonany w BIM” nie spełnia standardów określonych w ISO, ponieważ nie określa głównych celów dostarczenia projektu, dlatego nie może być podstawą do rozpoczęcia prac projektowych. Standardy brytyjskie bazują na cyfrowym zarządzaniu informacją od wczesnych etapów przygotowania inwestycji, aż po jej użytkowanie i rozwój, co pozwala na podejmowanie lepszych decyzji strategicznych, oraz przede wszystkim obniżenie całkowitych kosztów budowy, eksploatacji, a także śladu węglowego budynków.

Polskie prawo nie jest jeszcze dostosowane do tego, aby móc wykorzystywać BIM na takim poziomie jak na przykładzie Wielkiej Brytani. Nie ma też odpowiedniej klasyfikacji komponentów budowlanych, która byłaby przystosowana do przechwytywania danych na różnych etapach cyklu życia obiektu budowlanego. Jednak zmiany w prawie budowlanym prognozują, że w najbliższym czasie wykorzystanie BIM przy zamówieniach publicznych będzie stawało się coraz bardziej popularne, a co za tym idzie również inwestorzy prywatni będą zmobilizowani do jego wykorzystania. Na ten moment powstał dokument BIM Standard PL, który prezentuje wytyczne odnośnie przygotowania modelu BIM w Polsce. Jest to oddolna inicjatywa zespołu ekspertów. Podręcznik powstał pod patronatem Polskiego Związku Pracodawców Budownictwa, Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa oraz Stowarzyszenia Architektów Polskich, przy współudziale polskich firm generalnych wykonawców, i jest coraz częściej wykorzystywany w zamówieniach, co pozwala na ustandaryzowanie danych BIM na większą skalę.

Wykorzystanie BIM na różnych etapach cyklu życia budynku

Wykorzystanie BIM na etapie projektowania i budowy przynosi bardzo wiele korzyści dla optymalizacji rozwiązań. Sprawne posługiwanie się modelem na niskim poziomie szczegółowości pozwala na szybkie i dokładne sprawdzanie różnych wariantów projektowych, oraz wykonywanie analiz pozwalających na przewidzenie bardzo ważnych czynników pojawiających się na budowie, oraz w trakcie użytkowania budynku. Prosty model o niskiej szczegółowości może posłużyć jako podstawowa baza informacji o budynku, być w łatwy sposób modyfikowany i dopasowywany do wymagań inwestora. Na jego na podstawie można wykonać wstępne obliczenia kosztów budowy, a także zaplanować podstawowy harmonogram prac budowlanych z ogólną wizualizacją poszczególnych etapów. Bardzo często dodatkowo modelowane są fragmenty budynku, bądź określone zakresy w wyższej szczegółowości, wymagające szczególnej analizy. Tego typu modele wymagają poświęcenia większej ilości czasu i są zazwyczaj wynikiem współpracy kilku osób, które wspólnie określają wytyczne pod utworzenie modelu koordynacyjnego. Najczęściej dotyczy to skomplikowanych układów technologicznych oraz instalacyjnych, ale także może to dotyczyć przestrzeni architektonicznych, które wymagają bardzo precyzyjnego prowadzenia kanałów ze względu na ograniczoną ilość miejsca. Zwykle proces rozpoczyna się od utworzenia projektów koncepcyjnych każdej z branż, które następnie scalane są w jeden model. Najważniejsze w całym procesie jest przestrzeganie odpowiedniej hierarchii dla poszczególnych komponentów, a także kolejności rozwiązywania kolizji. Dzięki zorganizowanej współpracy oraz dobrym zaplanowaniu prac można w ciągu kilku tygodni uzyskać bardzo optymalne rozwiązania, które w innym przypadku mogłyby zająć nawet kilka miesięcy pracy.

Skanowanie do BIM – wielobranżowa dokumentacja powykonawcza

Nieocenione możliwości daje także technologia skanowania budynków. Proces polega na wykorzystaniu skanera laserowego do odtworzenia geometrii obiektów w tak zwanej chmurze punktów. Punkty tworzone na podstawie odbicia wiązki lasera od otoczenia i określają bardzo precyzyjnie położenie, a także kolory elementów znajdujących się wokół. Tak utworzona chmura punktów pozwala na bardzo dokładne odtworzenie rzeczywistości, co jest szczególnie przydatne kiedy potrzebujemy wykonać analizy istniejącej przestrzeni, lub zweryfikować poprawność wykonanych robót budowlanych. Chmura punktów jest wykorzystywana do wykonania raportu rozbieżności z istniejącym modelem, lub służy jako baza do utworzenia modelu istniejącego obiektu. Często wykorzystuje się skanowanie obiektów, gdy planowane są prace projektowe dotyczące renowacji obiektu lub jego przebudowy. Skany wykonywane są we wnętrzach, a także na zewnątrz budynku, co pozwala na szybkie i bezbłędne odtworzenie przekrojów, elewacji i otoczenia budynku, a także położenia urządzeń w jego wnętrzu. Często wykonuje się również skany na kilku etapach budowy, które służą jako dokumentacja przebiegu prac, oraz pozwalają na pozykanie wielu informacji z przebiegu budowy. Tak utworzone modele, mogą posłużyć do wykonania modelu powykonawczego wykorzystywanego w późniejszym zarządzaniu obiektem, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie bardzo dokładnej bazy danych określającej lokalizację wszystkich elementów istotnych dla zarządcy.

Wykorzystanie modelu w późniejszym użytkowaniu budynku

Obecnie budynki posiadają coraz bardziej skomplikowane układy instalacji. Szczególnie dotyczy to obiektów produkcyjnych, a także innych posiadających zaawansowane technologicznie systemy kontroli jakości powietrza wewnętrznego budynków. Do tego dochodzą również urządzenia ochrony pożarowej i inne instalacje, które należy pomieścić w minimalnej przestrzeni, często ukrytej zgrabnie za subtelnymi rozwiązaniami architektonicznymi, odpowiednio maskującymi ich obecność w budynku. Dokumentacja tradycyjna papierowa, związana z obsługą tych instalacji oraz urządzeń, często zajmuje po kilkanaście segregatorów, a zlokalizowanie odpowiedniej karty materiałowej urządzenia wymagającego naprawy lub przeglądu, na podstawie schematu budynku jest często utrudnione, bądź wręcz niemożliwe. Odpowiednikiem może być model BIM zawierający wszystkie niezbędne informacje o urządzeniach w budynku, w tym podstawowe dane takie jak nazwa, system, wymiary, czy materiał. A także dane dotyczące okresów przeglądów i gwarancji, czy producenta i dostawcy. Dodatkowo może zawierać dołączoną dokumentację montażu i informacje od producenta. Dzięki lokalizacji elementu w modelu możemy dokładnie określić położenie urządzenia w obiekcie budowlanym. Wykorzystanie cyfrowego odpowiednika obiektu budowlanego na etapie użytkowania pozwala na bardzo łatwą nawigację po budynku, a także pełną kontrolę nad aktualnym stanem urządzeń. Wirtualną reprezentację budynku można również wykorzystać do symulacji oraz wyświetlania aktualnych danych przesyłanych z urządzeń, a wtedy możliwości zarządzania obiektem stają na jeszcze wyższym poziomie.

W ostatnim czasie można zauważyć bardzo duży rozwój technologii wspomagających realizację obiektu w BIM. Wykorzystanie platform danych oraz modelowania i wizualizacji obiektów budowlanych jest już standardem. Dochodzimy już do etapu gdzie pytanie o BIM nie dotyczy już powinności jego zastosowania przy realizacji, ale raczej pytań o zakres i sposób dostarczania danych w całym procesie budowlanym. BIM daje bardzo dużą kontrolę nad inwestycją projektantom i generalnym wykonawcom, a w szczególności inwestorom, którzy dzięki temu mogą świadomie i pewnie rozwijać swoją działalność.

Zakończenie

BIM jest nie tylko technologią, ale przede wszystkim określoną strategią biznesu, w którym w centrum zainteresowania stoi klient. Prawidłowe podejście do BIM umożliwia uzyskanie pozytywnych efektów w przedsiębiorstwie i wymaga rozpatrywania tej technologii w dwóch płaszczyznach: jako strategii biznesu oraz jako narzędzia informatycznego wspomagającego realizację strategii. Ważne jest przekonanie liderów firm budowlanych, kadry zarządzającej, że to właśnie na nich spoczywa obowiązek pokazania dobrych przykładów i wskazania zysków z wdrażania BIM w organizacji, szczególnie w kontekście zadowolenia finalnego klienta – odbiorcy usługi. Działanie takie umożliwia zróżnicowanie swojej pozycji i uzyskanie przewagi konkurencyjnej nad innymi przedsiębiorstwami budowlanymi, przede wszystkim w firmach zajmujących się kompleksowością usług w realizacjach projektów w formule „zaprojektuj-wybuduj”.

Szczególna jest rola koncepcji BIM jako narzędzia budowy przewagi konkurencyjnej, w sytuacji ostrej walki cenowej i rywalizacji rynkowej wśród wykonawców budowlanych. Wydaje się, że im większa dynamika zachodzących zmian, tym większe znaczenie strategiczne BIM jako konkretnej determinanty zwiększającej konkurencyjność przedsiębiorstw budowlanych. Zmiany sektorowe w otoczeniu firmy, w tym następstwa pandemii, mogą jeszcze w większy sposób niż obecnie uwypuklić różnice między przedsiębiorstwami faktycznie stosującymi tą koncepcje, a tymi, które pozostają w sferze deklaracji o wdrożeniach BIM w organizacji. Przedstawione w artykule informacje na temat wykorzystania koncepcji BIM na różnych etapach cyklu życia budynku czy umiejętności skanowania przy tworzeniu wielobranżowej dokumentacji powykonawczej przyczyniają się do poszerzenia wiedzy czytelnika w tym zakresie. Zarządzanie przedsiębiorstwem budowlanym, przy użyciu tej technologii jest coraz częściej postrzegane jako droga do osiągnięcia przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw. Można przypuszczać, że szybki rozwój polskiej gospodarki, wzrost świadomości korzyści z orientacji firmy na BIM skłonią większą grupę przedsiębiorców do rozwoju tej technologii.

BIBLIOGRAFIA

BS EN ISO 19650-1: 2018

Dr Anne Kemp, 2019, Information management according to BS EN ISO 19650 Guidance Part 1: Concepts, UK BIM Alliance, Centre of Digital Built Britain, BSI

Dr Anne Kemp, 2019, Information management according to BS EN ISO 19650  Guidance Part 3 Operational phase of the asset life-cycle, UK BIM Alliance, Centre of Digital Built Britain, BSI

Hardin, B., Dave McCool., 2015, BIM and Construction Management. Proven tools, methods and workflows.

dr Janusz Signetzki

arch. Monika Więcek

NOTY BIOGRAFICZNE

Janusz Signetzki jest doktorem nauk ekonomicznych i inżynierem budownictwa, wiceprezesem zarządu WPIP i członkiem zarządu w Unimie Plus. Jest autorem badań i publikacji w zakresie marketingu relacyjnego oraz kształtowania konkurencyjności przedsiębiorstw budowlanych.

Monika Więcek jest czynnym architektem, członkiem Wielkopolskiej Okręgowej Izby Architektów RP, prowadzi firmę Yerg media, zajmującą się cyfryzacją w budownictwie, a także współpracuje z firmą W.P.I.P jako BIM Manager. Poza działalnością zawodową działa również w zarządzie Stowarzyszenia Architektów Polskich Oddział Poznań i grupie specjalistów ds. BIM. Od wielu lat zajmuje się wykorzystaniem zaawansowanych narzędzi w projektowaniu, a doświadczenie zawodowe zdobywała w Polsce, Danii i Szwajcarii.

Artykuł ukazał się w Aktualnościach Wielkopolskiej Izby Budownictwa, nr 46 / lipiec 2021 r.