BIM w praktyce

Użytkownicy podejmujący ryzyko korzystania z technologii 3D szybko przekonują się, że, wbrew licznym opiniom sceptyków, ułatwia to sam proces projektowania. Branża konstrukcyjna jako pierwsza przełamała te uprzedzenia. Natomiast branża sanitarna od dawna posługiwała się tą techniką, przedstawiając w 3D pomieszczenia techniczne i unikając w ten sposób konieczności pracochłonnego i żmudnego rysowania wielu przekrojów, które i tak nie chroniły projektanta przed pytaniami wykonawców i wizytami na budowie. Architekci również od bardzo dawna używają trójwymiarowych wizualizacji do przedstawiania klientowi swoich koncepcji. Problemy zaczynają się jednak w momencie konieczności realizacji w 3D kompleksowego, wielobranżowego projektu budynku, chociaż model taki jest jedynie punktem wyjściowym do stosowania technologii BIM, często błędnie z nią utożsamianym.

Jedną z podstawowych cech BIM jest symultaniczne prowadzenie prac projektowych i włączenie w ten proces branż inżynierskich już na etapie koncepcji. Prowadzi to do zrównoważenia roli uczestników i odpowiednio wczesnego zaznajomienia zamawiającego z technicznymi uwarunkowaniami poszczególnych branż. W idealnym przypadku eliminuje, a w praktyce redukuje to rozbieżności w późniejszych fazach projektu, wynikające z niezrozumienia przez inwestora szczegółowych rozwiązań technicznych i przestrzennych. Wymaga to jednak radykalnej zmiany podejścia do procesu projektowania.

Tradycyjnie architekt wraz z inwestorem opracowują koncepcję budowli w oparciu o własne doświadczenie i kompetencje w zakresie branż inżynierskich. Projekt wielobranżowy powstaje później na podstawie uzgodnionej ze zleceniodawcą geometrii i funkcji pomieszczeń, które nie zawsze uwzględniają uwarunkowania konstrukcji czy instalacji. Prowadzi to do konieczności stosowania rozwiązań kompromisowych ze szkodą dla jakości projektowanego obiektu.

W BIM wspólne tworzenie poszczególnych stopni dokładności modelu LOD (level of detail) umożliwia bieżącą i równoległą wizualizację tych uwarunkowań całemu zespołowi, wraz z inwestorem. Do tego konieczny jest zespół równoprawnych członków, motywowanych chęcią stworzenia możliwie harmonijnej kompozycji. Napotyka to jednak wciąż bariery ze strony architektów, przyzwyczajonych do tradycyjnej dominacji, i inwestorów – pozostawiających decyzje i troskę o szczegóły swoim, nie zawsze wystarczająco kompetentnym, reprezentantom.

Kolejnym kluczowym zagadnieniem jest stworzenie wielobranżowego zespołu. Dzięki internetowi projektowanie rozproszone nie stanowi już większego problemu. Warunkiem jego funkcjonowania jest przede wszystkim możliwie wyrównany poziom sprawności posługiwania się oprogramowaniem. Nie wystarczy jednak, że mając w perspektywie projekt, zakupione zostają licencje i pracownicy po jednym kursie u dystrybutora otrzymują polecenie projektowania w 3D. Sprawne posługiwanie się tym kompleksowym i nowym oprogramowaniem wymaga treningu. Dobre rezultaty przynosi wyszkolenie jednego czy dwóch zmotywowanych pracowników, którzy później wspierać będą początkujących kolegów. Próby rozwiązań hybrydowych polegające na łączeniu biur projektowych pracujących w 3D i 2D są z góry skazane na fiasko. Nawet jedna branża kulejąca w tym zakresie jest w stanie skutecznie zakłócić pracę pozostałych – lepiej wówczas pozostać przy systemie tradycyjnym.

Projektanci, którzy decydują się zainwestować w zakup licencji na użytkowanie oprogramowania 3D, mają do wyboru przynajmniej kilka systemów i kierują się często subiektywnymi przesłankami. Warunkiem w miarę bezkolizyjnej współpracy w zespole jest sprawna komunikacja, a jeśli jego poszczególni członkowie operują w różnym otoczeniu programowym, możliwość osiągnięcia porozumienia między nimi jest znacznie utrudniona. Powstała jako uniwersalny łącznik pomiędzy software’em różnych producentów platforma IFC (Industry Foundation Classes) jest wprawdzie stale ulepszana, nie gwarantuje jednak jeszcze pełnego transferu danych. Stąd racjonalna przesłanka, by członkowie zespołu posługiwali się tym samym oprogramowaniem. Dodatkowo umożliwi to wymianę pojawiających się na rynku kompatybilnych nakładek do wspólnego systemu, usprawniających i przyspieszających pracę.

Nie rozwiązuje to jednak wszystkich problemów, np. związanych ze sposobem konstruowania modelu architektury. Na przykład obciążenie cieplne do klimatyzacji zmienia się znacznie w trakcie projektowania budynku dzięki optymalizacji fasady, przeszkleń i układu pomieszczeń. Ostateczny dobór instalacji c.o. i klimatyzacji wiąże się nieraz z kilkukrotnym przeprowadzaniem tych samych obliczeń, co przy odpowiedniej aktualizacji modelu architektury nie jest zbyt pracochłonne. Wymaga jednak poświęcenia dodatkowego czasu, a także systematyki w tworzeniu modelu architektury, co z reguły nie jest przez pracownie architektoniczne akceptowane. Przykładowo jedna z firm wraz z oprogramowaniem do liczenia OZC wydała katalog wymagań dla modelu architektury, umożliwiających bezkolizyjne przeprowadzenie tych obliczeń. Po rozesłaniu tego katalogu do kilku pracowni otrzymała m.in. taką odpowiedź: „Nie będziemy poświęcać swojego czasu tylko po to, żebyście mogli dzięki naciśnięciu guzika wykonać swoje obliczenia”.

Innym problemem są nagminne zmiany w architekturze lub konstrukcji. Jeśli są one jedynie sygnalizowane lub, co gorsza, wprowadzane bez przekazania odpowiedniej informacji, mogą wywoływać efekt domina, konieczność zmian i ponownych żmudnych uzgodnień. Szczególnie w kondygnacjach podziemnych z dużym nasyceniem instalacjami pojawienie się pod stropem zapomnianej izolacji lub wynikających ze spóźnionych obliczeń podciągów może wymusić projektowanie i koordynację branż instalacyjnych w tych obszarach praktycznie od nowa. Zdarza się również, że zmieniona geometria stwarza trudne do rozwiązania konflikty i zmusza do rewizji rozwiązań systemowych.

W tym wypadku poza konstruktywną współpracą całego zespołu istotna jest możliwość szybkiej detekcji zmian w modelu przez inne branże, wcześniejszej niż wykrywanie pojawiających się kolizji z zaprojektowaną już instalacją. Nakładki umożliwiające automatyczne generowanie przebić znacznie upraszczają tę żmudną i obarczoną dużym potencjałem błędu część projektowania, jednak i tu konieczne jest porozumienie między branżami. Instalator musi poznać wymagania konstrukcji i unikać rozwiązań z góry nie do przyjęcia dla statyka. Konieczne jest również opanowanie swobodnego transferu proponowanych otworów pomiędzy modelem konstrukcji, architektury i instalacji.

Omówiona powyżej problematyka stanowi jedynie wstęp do całego procesu projektowania w BIM, dzielącego się na moduły 3D, 4D, 5D i 6D. W fazie 4D elementy modelu opatrzone są wskaźnikami czasowymi pozwalającymi na sporządzenie harmonogramów i śledzenie postępu robót. Analogicznie w fazie 5D, ale za pomocą wskaźników kosztowych. W idealnym przypadku zastosowanie zgrubnych wskaźników powinno nastąpić już w koncepcyjnej fazie powstawania modelu i być kontynuowane w miarę jego uszczegóławiania. Dzięki temu inwestor ma przez cały cykl projektowania rzeczywistą kontrolę nad przedsięwzięciem. Planowanie terminowe i kosztowe staje się zrozumiałe i proste dzięki możliwości wizualizacji przebiegu poszczególnych faz realizacji na modelu.

Warunkiem powodzenia jest posiadanie odpowiednich, rzeczywistych i stale aktualizowanych wskaźników. Ich nadmierna szczegółowość na poziomie kosztorysu jest, zwłaszcza w branży instalacyjnej, trudna do osiągnięcia. Model zawierający wszystkie elementy występujące w tradycyjnym kosztorysie miałby ogromny „ciężar”, utrudniający komunikację i periodyczną synchronizację. Istnieje pilna konieczność stworzenia i bieżącej aktualizacji zagregowanych wskaźników dopasowanych do potrzeb uzbrajania modelu w różnych fazach jego szczegółowości.

Moduł 6D jest w niektórych publikacjach błędnie utożsamiany z symulacją efektywnościenergetycznej i kosztów eksploatacji, co powinno nastąpić już w fazie koncepcji, aby umożliwić inwestorom podjęcie decyzji o wyborze rozwiązań i systemów, opartejna rzetelnych, popartych obliczeniami przesłankach. W rzeczywistości 6D odnosi się do przygotowania modelu do przekazania użytkownikowi w formie dokumentacji powykonawczej. Poszczególne elementy są wyposażane w szczegółowe parametry techniczne, okresy przeglądów i inne informacje przydatne w okresie eksploatacji. W tym wypadku niezwykle istotne jest systematyczne wprowadzanie tych danych do modelu lub powiązanego z nim banku danych, aby uniknąć kumulacji działań w końcowej fazie realizacji.

Nasuwa się oczywiście pytanie, kto powinien to robić. W miarę postępu wdrażania metodologii BIM pojawi się z pewnością nowa specjalizacja – managera modelu. Funkcja ta opierać się będzie na swobodnym operowaniu otrzymanym, po fazie projektowej, modelem. W trakcie wykonawstwa operator udziela informacji wykonawcom i równolegle wprowadza na bieżąco zmiany oraz wspomniane powyżej parametry wbudowywanych materiałów i urządzeń. Może również w każdej chwili informować inwestora o aktualnym stanie zaawansowania robót, zarówno pod względem terminów, jak i kosztów, w oparciu o dane z budowy i wprowadzone w fazie projektowania wskaźniki. Gwarantuje to stałą i realną kontrolę przebiegu realizacji inwestycji.

BIM jest przyszłością budownictwa, wymaga jednak wypracowania swobodnego posługiwania się jego narzędziami, konstruktywnej współpracy członków zespołu projektowego i podporządkowania się narzucanej przez tę technologię systematyce.