Klasyczne projektowanie a modelowanie budynku. Rozpoczęcie prac projektowych

Rozpoczęcie prac projektowych

W klasycznym projektowaniu uzgodnienia koncepcji pomiędzy inwestorem i architektem trwają aż do momentu, gdy geometria pomieszczeń, ich funkcja i rozmieszczenie osiągną stan zadowalający obydwie strony i wówczas architekt w oparciu o swoje doświadczenie określa założenia konstrukcyjne i lokalizację przestrzeni technicznych (pomieszczeń i szachtów). W efekcie zdefiniowane zostają przestrzeń użytkowa oraz wysokość pomieszczeń, stanowiące na późniejszym etapie prac projektowych sztywne zobowiązanie wobec inwestora.

W trakcie tworzenia koncepcji wielobranżowych w następstwie powyższych działań często dochodzi do konfliktów wynikających z nieprzewidzianego zapotrzebowania na przestrzeń ze strony poszczególnych projektantów.

I tak, np.: uwarunkowania konstrukcyjne prowadzą do konieczności zmian pierwotnych założeń architektonicznych, włączeni w ostatniej fazie projektanci instalacji stwierdzają, że geometria pomieszczeń technicznych utrudnia lub wręcz uniemożliwia prawidłowe ustawienie dobranych wstępnie urządzeń, zaś szachty wprawdzie w sumie mają wystarczającą powierzchnię, jednakże ich usytuowanie i wymiary komplikują bądź wręcz uniemożliwiają wyprowadzenie rurociągów i kanałów.

Powyższe i inne sytuacje wymuszają stosowanie kompromisowych rozwiązań ze szkodą dla harmonii obiektu oraz prostoty montażu i użytkowania, natomiast stworzenie modelu obiektu umożliwia odpowiednio wczesne włączenie projektantów branżowych i pozwala zamawiającemu podjąć racjonalne decyzje.

Model zawierający elementy wszystkich trzech podstawowych branż umożliwia kompleksowe przedstawienie skutków podjętych wyborów i racjonalną optymalizację rozwiązań projektowych. Uczestnicy spotkań dyskutują na równorzędnych prawach, szukając optymalnego rozwiązania. Efekty tej dyskusji mogą być demonstrowane w czasie rzeczywistym na modelu. W porównaniu z dotychczasową wymianą płaskich, nie zawsze dla wszystkich zrozumiałych rysunków jest to zdecydowane usprawnienie.

Taki tryb postępowania eliminuje ponadto bardzo czasochłonne powracanie do pozornie zamkniętych tematów z powodu niewłaściwej interpretacji dokumentacji przez któregoś z członków łańcucha decyzyjnego. Praca na modelu umożliwia szybkie dotarcie do każdego punktu projektowanej budowli bez konieczności porównywania kilku rysunków branżowych, dzięki czemu nawet mniej sprawni w interpretacji dokumentacji członkowie zespołu kreującego przyszły obiekt mogą efektywnie brać udział w poszczególnych fazach projektowania.

Gromadzenie informacji

Przy tradycyjnym przebiegu realizacji obiektu znaczną ilość czasu pochłania rekonstrukcja zdarzeń i związane z nią poszukiwanie dokumentów źródłowych. Są one z reguły rozproszone w zbiorach dokumentów uczestników procesu inwestycyjnego i udostępniane w zależności od interesu ich posiadacza.

W BIM wszystkie dokumenty gromadzone są w jednym miejscu, bez możliwości ich zmieniania lub usuwania. Przejrzysty styl zarządzania prowadzi do redukcji napięć i zwiększenia swobody uczestników, którzy nie muszą zabezpieczać się przed ewentualnymi nieprawidłowościami. Jedna centralna baza danych umożliwia rzetelną dokumentację zdarzeń i stanów. Dzięki temu mogą być rejestrowane i kontrolowane m.in.:

• wbudowane materiały i urządzenia (istnieje możliwość automatycznego generowania zestawień wszystkich wprowadzonych do modelu elementów budowli);
• data i forma zatwierdzenia materiałów i urządzeń (model pozwala na automatyczne tworzenie list z podziałem na materiały zatwierdzone oraz inne). Elektroniczne archiwum zawiera korespondencję, obliczenia, szczegółowe dane techniczne itp., w dowolnym momencie dostępne dla wszystkich uczestników;
• sieć powiązań z archiwum umożliwia dotarcie do informacji po zlokalizowaniu elementu na modelu oraz w przeciwnym kierunku – po stwierdzeniu konieczności zbadania jakiegoś zdarzenia lokalizację jego położenia na modelu. Tym samym jest ona określona fizycznie w użytkowanym obiekcie;
• lokalizacja usterek usprawnia przeglądy i odbiory. Usterki występujące w okresie gwarancyjnym są precyzyjnie definiowane, co pozwala szybciej je usunąć.

Eliminacja obiegu dokumentacji

W tradycyjnym procesie funkcjonuje wiele systemów zarządzania obiegiem dokumentacji projektowej. Każdy z nich ma na celu identyfikację dowolnego rysunku za pomocą indywidualnego numeru, rozpoznawalnego w ramach określonego systemu kodowania.

Drugim celem powinna być możliwość odtworzenia, kto i kiedy otrzymał daną wersję rysunku – służy temu indeksowanie kolejnych wydawanych elementów dokumentacji.

Przygotowanie rozdzielnika przekazywanych rysunków odbywa się najczęściej w pośpiechu, co skutkuje obdzielaniem wszystkich wszystkim „na wszelki wypadek”. Stosy papieru wyrzucane na końcu realizacji urągają ekologii, a w tej masie giną często rzeczywiście ważne dokumenty. Ponadto nagminne jest równoczesne projektowanie przez poszczególne branże w oparciu o różne wersje np. podkładów architektonicznych.

W BIM uzgodnienia prowadzone są na modelu ukazującym jednocześnie wszystkie elementy budowli wraz z uwarunkowaniami i zależnościami. W każdym momencie procesu projektowego istnieje możliwość generowania z modelu dowolnych rysunków bądź ich fragmentów i przekrojów w formie płaskiej oraz dowolnych widoków przestrzennych. Dokumentacja papierowa w systemie zredukowana jest zatem do wydruków, służących do dokumentowania i archiwizowania poszczególnych faz projektu oraz ważniejszych ustaleń. Projekt budowlany z opinią rzeczoznawców i dokumentacja dla podwykonawców muszą być jeszcze obecnie wydawane w formie wydruków 2D.

Automatyczna eliminacja kolizji – bieżąca detekcja

W trakcie rozproszonego projektowania w tradycyjnym procesie na architekcie spoczywa domyślna odpowiedzialność za koordynację międzybranżową. Nierzadko pod presją czasu muszą wystarczyć oświadczenia o przeprowadzeniu koordynacji przez branżystów (np. elektro/sanitarka itp.).

Prowadzi to do nieuniknionych niespodzianek w trakcie realizacji i pociąga za sobą uzasadnione żądania zwrotu kosztów wykonanych robót dodatkowych i opóźnienia w realizacji. Nie można również zapomnieć o negatywnych dla inwestora skutkach koniecznych kompromisów. Sytuacja pogarsza się znacznie w praktykowanym niejednokrotnie trybie projektowania „towarzyszącego wykonawstwu”.

Praca na modelu eliminuje możliwość powstawania kolizji – ujawniane są one natychmiast i stają się przedmiotem dyskusji na spotkaniach koordynacyjnych. Dysponując trójwymiarowym obrazem budowli zawierającym wszystkie branże, o wiele łatwiej znaleźć optymalne rozwiązanie. Ponadto przekazanie trójwymiarowego modelu obiektu podwykonawcom z reguły zapobiega żądaniom dodatkowego wynagrodzenia.

Wczesne określenie zagrożeń BHP

W planie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia trudno ująć wszystkie miejsca stwarzające zagrożenie dla życia i zdrowia pracowników. W zależności od sumienności kierownictwa budowy zagrożenia określane są na bieżąco, niosąc niebezpieczeństwo przeoczenia istotnych czynników. Wszechobecna presja czasu pogarsza tę sytuację. Natomiast BIM umożliwia już na etapie projektowania precyzyjne określenie strefy zagrożeń i zaproponowanie racjonalnego zabezpieczenia.

Prognozowanie i koordynacja dostaw

Zamówienia dostaw w systemie tradycyjnym są w dużej mierze spekulatywne, a ich skuteczność zależy od doświadczenia zamawiającego. Znów powraca tu kwestia presji czasu i zakłóceń związanych z opóźnieniami innych branż. Dostawy zamówione z „marginesem bezpieczeństwa” powodują konieczność składowania.

Innym czynnikiem opóźniającym są braki niezbędnych do montażu, a przeoczonych komponentów. Skutkiem jest dezorganizacja prac oraz obniżenie jakości składowanych prefabrykatów pod wpływem warunków atmosferycznych.

BIM umożliwia bieżące śledzenie postępu robót oraz regulowanie kolejności i zakresu dostaw. Analiza modelu zmniejsza również znacznie ryzyko przeoczenia istotnych części składowych. Umiejętne posługiwanie się tą techniką pozwala na montaż bezpośrednio w momencie dostawy, bez potrzeby składowania – tak pożądany w budowach realizowanych w centrach miast.

Analiza wariantów efektywności energetycznej i komfortu

Tradycyjne analizy kosztów inwestycyjnych, porównanie wariantów, analizy zużycia energii i całkowitych kosztów eksploatacji to w tradycyjnym procesie inwestycyjnym osobne, niezależne opracowania oparte na powierzchownym porównaniu mniej lub bardziej podobnych projektów autora i jego subiektywnej ocenie. Niejednokrotnie nie uwzględniają one współzależności i są zbitką szacunkowych wartości opartą na przestarzałych danych. W razie potrzeby wykonania symulacji dla każdej z nich konieczne jest wykonanie osobnego modelu, pasującego do posiadanego oprogramowania.

Kompatybilne z programem podstawowym, nowoczesne programy analityczne pozwalają wykorzystać tworzony model obiektu do przeprowadzania wielorakich analiz, porównań i symulacji, ułatwiających wytyczenie takich priorytetów, jak komfort, redukcja kosztów inwestycyjnych, oszczędność energii, minimalizacja kosztów użytkowania czy prognozowanie tych wartości w okresach wieloletnich. Poparte ugruntowanymi obliczeniami wartości ułatwiają podjęcie decyzji dotyczącej wyboru systemów i materiałów.

Rzeczywisty model zrealizowanego obiektu

O znaczeniu precyzyjnej lokalizacji elementów budowli wraz z ich właściwościami i parametrami technicznymi nie trzeba nikogo przekonywać. Dokumentacja powykonawcza w wielu przypadkach nie spełnia w zadowalający sposób swej funkcji. Składa się na to kilka przyczyn:

• kierownictwo budowy nie dysponuje personelem, który sukcesywnie aktualizowałby dokumentację;
• dokumentacja rozproszona jest ponadto między wykonawców branżowych, którzy teoretycznie powinni nanosić w niej zmiany;
• po odbiorach wykonawca zobowiązany jest przekazać inwestorowi dokumentację powykonawczą. Z reguły pod koniec budowy personel jest znacząco redukowany, przez co brakuje zarówno osób mogących tę dokumentację wykonać, jak i tych, którzy mogliby ją sprawdzić. Zamiast przeprowadzenia tej fazy dokumentacja wykonawcza opatrywana jest pieczątką i podpisem, jako powykonawcza, a sprawdzenie ogranicza się do wyrywkowego porównania kontroli spisu treści z zawartością rzędu segregatorów;
• brak bieżącej i trwałej rejestracji wprowadzanych w trakcie realizacji zmian powoduje istotne rozbieżności pomiędzy przekazywaną przez wykonawców dokumentacją a stanem faktycznym.

Modelowanie budynku umożliwia zebranie wszystkich informacji dotyczących obiektu w jednym miejscu. Dodatkowe szczegółowe informacje znajdują się w elektronicznym archiwum i są powiązane z widocznymi na modelu elementami budowli.

Zebrana według powyższych zasad dokumentacja pozostaje nieocenioną przez cały okres użytkowania budynku i bez konieczności czasochłonnych inwentaryzacji pozwala analizować na modelu koncepcje oraz sposoby modernizacji, zmiany profilu użytkowania czy przebudowy.

Na zakończenie

W realizacji projektów w Polsce i za granicą biorę udział od ponad 40 lat. Obserwowałem rosnącą na rynku niemieckojęzycznym dominację generalnego wykonawstwa. Już wtedy przewidywaliśmy zaostrzenie się relacji w branży budowlanej. Od tego czasu przytłaczająca większość poważniejszych projektów realizowana jest przez korporacyjnych generalnych wykonawców i warunki oraz atmosfera na budowie stały się wysoce niezadowalające.

Na podstawie zgromadzonych według tej metody doświadczeń stwierdzam, że wprowadzenie BIM stanowi najważniejsze przedsięwzięcie systemowe mogące radykalnie zmienić styl i stosunki panujące aktualnie w budownictwie. Dzięki transparentności procesu i zniwelowaniu zauważalnych w nim obecnie wybujałych hierarchii BIM daje szansę koncentracji na solidnym i spokojnym wykonywaniu precyzyjnie zaprojektowanych budowli.

Zmniejszenie poziomu ryzyka i usprawnienie całego procesu oraz ścisłe powiązanie realizacji z użytkowaniem może radykalnie obniżyć nakłady na tę gałąź gospodarki. Przykładem wykorzystania BIM w skali państwowej są kraje anglosaskie i skandynawskie, gdzie system ten wprowadzony został obligatoryjnie.Jestem przekonany, że w niedługim czasie nasz ustawodawca pójdzie ich śladem. Podmioty gospodarcze dysponujące odpowiednim doświadczeniem zdobędą wtedy na rynku budowlanym szczególnie uprzywilejowaną ­pozycję.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!