Issuu on Google+

Základní představení metodiky informačního modelování budov (BIM) a význam BIM pro změny procesů ve stavebnictví.

BIM Příručka Martin Černý a kolektiv autorů


Zakládající členové

Sponzorští členové

ISBN 978-80-260-5297-5

logo-urspraha 9. dubna 2014 7:13:56


Odborná rada pro BIM děkuje všem, kteří se podíleli na vydání této publikace. Těm, kteří podpořili její vytištění, či se jakkoliv zasloužili, že si i tento výtisk BIM Příručky našel svého čtenáře.


BIM příručka základní představení metodiky informačního modelování budov (BIM) a význam BIM pro změny procesů ve stavebnictví. Martin Černý a kolektiv autorů Copyright © Odborná rada pro BIM 2013. Vydání první. Všechna práva vyhrazena. Odborná rada pro BIM o.s. Thákurova 2077/7, 166 29 Praha 6 – Dejvice, http://www.czbim.org Žádná část této publikace nesmí být publikována a šířena žádným způsobem a v žádné podobě bez výslovného svolení vydavatele. Veškeré dotazy týkající se distribuce směřujte na: Odborná rada pro BIM o.s., Thákurova 2077/7, 166 29 Praha 6 – Dejvice tel.: +420 22435 4400, e-mail: info@czbim.org Nejnovější informace o našich aktivitách naleznete na adrese: http://czbim.org/1-aktuality.aspx Máte-li zájem o pravidelné zasílání informačního zpravodaje, přihlašte se k jeho odběru na adrese: http://eepurl.com/d8o_f ISBN 978-80-260-5297-5


Základní představení metodiky informačního modelování budov (BIM) a význam BIM pro změny procesů ve stavebnictví.

BIM Příručka Martin Černý a kolektiv autorů


Kolektiv autorů: Ing. Martin Černý, AdMaS/EGAR Ing. Štěpánka Tomanová,  WALINGER s.r.o. Ing. Barbora Pospíšilová,  ÚRS PRAHA, a.s. Ing. Rudolf Vyhnálek,  Ph.D., CADconsulting, spol. s r.o. Ing. Michal Jirát,  Odborná rada pro BIM Ing. Aleš Lubas, Ph.D.,  Mott MacDonald CZ Ing. arch. Petr Vaněk,  Odborná rada pro BIM

Informace uvedené v tomto textu vznikly usilovnou prací autorského týmu a vyjadřují jejich aktuální znalosti a zkušenosti. Jakékoli použití těchto informací však činí čtenář zcela na vlastní odpovědnost. Za použití informací uvedených v tomto textu nenese autorský tým žádnou zodpovědnost.


BIM Příručka


OBSAH

1  Úvod 8 2  Účel příručky

10

3  Definice BIM

12

4  Zahraniční zkušenost

16

5  V čem se BIM liší od klasického navrhování staveb

22

6  Zainteresované Strany – pro koho je BIM a proč

24

Investor 26 Architekt a projektant stavební části

27

Architekt 28 Projektant stavební části Dokumentace pro provedení stavby Projektant částí pro TZB

29 30 31

Statik 33 Rozpočtář 35 Zhotovitel 37 Facility manager

38

Státní správa

39

Certifikace návrhu stavby

40

Souhrn přínosů

41


7  Vybrané aspekty informačního modelování

44

Data pro celý životní cyklus stavby

45

Komplexní 3D model

45

Koordinace profesí

47

Negeometrické informace

48

4D – časové informace

48

5D – cenové informace

49

6D, 7D, … nD

51

Úroveň podrobnosti (Level of Detail/Development)

52

BIM a autorská práva

56

Potřebujeme profesi BIM manažera?

56

Existuje rozdíl mezi CAD a BIM manažerem? Poslání BIM manažera

57 58

Cena přidané hodnoty informací

59

Procesy informačního modelování

61

Plán informačního modelování (BIM Project Execution Plan)

61

Výměna informací mezi zainteresovanými stranami

62

Industrial Foundation Classes (IFC)

63

8  Závěr 66 9  Slovník pojmů

68

10  Odkazy a literatura

74


1

ÚVOD


Kniha BIM příručka je prvním publikačním počinem Odborné rady pro BIM. Tato publikace je výsledkem půlroční práce a aktivity první pracovní skupiny, která vznikla v rámci činnosti občanského sdružení, jehož snahou je popularizace a propagace zavádění metodiky BIM napříč stavebnictvím. Pracovní skupina BIM & standardy a legislativa vznikla na jaře roku 2013 pod vedením Ing. Martina Černého z Výzkumného centra AdMaS. Výsledek pracovní skupiny držíte právě v rukou. Pracovní skupina si jako první cíl vytýčila poměrně nelehký úkol, vydat úvodní oficiální příručku objasňující problematiku informačního modelování staveb, skrývajícího se za zkratkou BIM. BIM příručka vychází jednak jako samostatná publikace vydaná Odbornou radou pro BIM ve spolupráci s Centrem AdMaS a současně vychází jako Metodická pomůcka v systému celoživotního vzdělávání Profesis, kterou rediguje Česká komora autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT). Věřím, že se tato publikace stane základním pilířem, o který se bude moci Odborná rada pro BIM v budoucnu opírat při propagaci metodiky BIM a že bude stejně dobře sloužit i ostatním účastníkům ve stavebnictví jako vstupní bod pro zavádění metodiky BIM ve všech fázích životního cyklu staveb. Publikaci tohoto charakteru vnímáme jako základní text k problematice BIM. Jednotlivé kapitoly a v nich zmiňovaná problematika BIM si do budoucna jistě zaslouží rozpracování jednotlivých témat se společným jmenovatelem BIM. Na závěr mi dovolte poděkovat všem, kteří věnovali čas a podíleli se na vzniku BIM příručky. Zvláště na tomto místě děkuji vedoucímu pracovní skupiny pro BIM & standardy a legislativu, Martinu Černému z Výzkumného centra AdMaS.

Za Odbornou radu pro BIM Petr Vaněk předseda rady sdružení

Úvod

9


2

ÚČEL PŘÍRUČKY


Tato příručka je určena všem, kteří mají co do činění s projektováním, výstav-

bou a správou budov, technologických celků, infrastruktury a dalších, ale rovněž pro potřeby státní správy jak z hlediska kontrolních orgánů, tak i investičních činností. Měla by sloužit pro základní seznámení se s metodikou informačního modelování budov (BIM) a významu BIM pro změny ve stavebnictví. Text tohoto dokumentu vznikl v rámci pracovní skupiny “BIM & Standardy a legislativa” Odborné rady pro BIM (CzBIM). V České republice v současnosti neexistuje česky psaná publikace, která by se věnovala obecným nebo specifickým aspektům informačního modelování budov (BIM) nezávisle na softwarových nástrojích. Autoři tohoto textu pochází z různých odvětví stavebnictví a používají pro svoji práci nejrůznější postupy a nástroje. Proto doufáme, že předkládaná příručka je nezávislá a vyvážená. Protože věříme, že BIM je budoucností stavebnictví u nás i ve světě, snažíme se touto formou přiblížit problematiku BIM odborné i laické veřejnosti. Jsme přesvědčeni, že informace na následujících stránkách Vám pomohou zorientovat se v problematice informačního modelování a nalézt základní informace o tom, jaké výhody Vám může BIM nabídnout a jaké změny pro Vás bude případně znamenat. Věříme, že BIM má potenciál pomoci českému stavebnímu průmyslu ke zlepšení konkurenceschopnosti jak v rámci České republiky, tak i v mezinárodním kontextu. Jak bude uvedeno v jedné z následujících částí, je BIM již povinnou metodou pro navrhování staveb v mnoha rozvinutých zemích, které nám mohou v tomto směru být vzorem. Při práci naší pracovní skupiny na této příručce jsme naráželi opakovaně na některá témata, která, jak se zdá, protínají český stavební průmysl na všech úrovních a ve všech odbornostech. Informační modelování budov není všelékem, ale může napomoci vyřešit mnohé problémy, které vznikají izolací odborníků z jednotlivých profesí a oborů. Zároveň doufáme, že BIM může být impulsem k tomu, aby odborná práce byla skutečně prací odborníků a aby byla náležitě oceněna. Informační modelování v tomto směru poskytuje prostor a prostředky k redukci rutinních úloh a soustředění se na odbornou stránku řešení návrhu stavby. V závěru příručky je uveden slovník pojmů, který jsme se snažili respektovat v textu. Protože většina současných materiálů je dostupná v angličtině, obsahuje slovník anglické výrazy, jejich překlad do češtiny a jak je chápeme. V úplném závěru pak jsou uvedeny odkazy na hlavní literaturu, ze které jsme čerpali informace. Tyto zdroje jsou vhodné pro další studium problematiky. Účel příručky

11


3

DEFINICE BIM


Informační modelování budov je poměrně novou problematikou a tak

existuje mnoho definic. Zkratka BIM se používá obecněji teprve od roku 2002. Pro ukázku uvádíme následující:

„Informační modelování budovy (Building Information Modelling, zkráceně BIM) je proces vytváření a správy dat o budově během jejího životního cyklu.“ www.wikipedia.org

„Digitální model reprezentuje fyzický a funkční objekt s jeho charakteristikami. Slouží jako otevřená databáze informací o objektu pro jeho zrealizování a provoz po dobu jeho užívání“. NIBS – National Institute of Building Sciences, USA

„BIM je organizovaný přístup ke sběru a využití informací napříč projektem. Ve středu tohoto úsilí leží digitální model obsahující grafické a popisné informace o designu, konstrukcích a údržbě objektů.” Strategy Paper for the Government Construction Client Group from the BIM Industry Working Group, UK

Je důležité si uvědomit, že “B” ze zkratky BIM (z angl. Building) se neomezuje pouze na budovy. „Building” totiž neznamená pouze budovu, ale obecně stavbu a také stavební proces. Informační modelování budov jako metodika práce je obecně použitelné na jakoukoli stavbu. Uplatní se nejen v segmentu pozemních staveb, ale také třeba v dopravním stavitelství, vodohospodářství i stavitelství speciálním. Ve smyslu uvedených definic je třeba rozlišovat BIM jako model, tedy jako formu informační databáze a BIM jako proces modelování, který využívá BIM modelu pro výměnu a sdílení informací. Dále v textu se budeme snažit rozlišovat, který z uvedených významů máme na mysli. Proto budeme často používat “BIM model” a “metodika BIM” nebo “BIM proces”. Definice BIM

13


Informační model budovy (BIM model) si lze představit jako informační databázi, která může zahrnovat kompletní data od prvotního návrhu, výstavby, správy budovy a případné rekonstrukce až po její demolici, včetně ekologické likvidace stavebního materiálu a uvedení staveniště do původního stavu. Tedy veškeré informace využitelné během celého životního cyklu budovy. Do této informační databáze přispívají svým dílem všichni účastníci stavebního procesu. Pro dosažení maximálního přínosu použití metody BIM by žádný z účastníků stavebního procesu neměl odmítat používat model a přispívat do něj svými výsledky. Tím se efektivita informačního modelování omezuje. Zásadní výhodou tohoto principu spolupráce a přístupu k informacím o budově je spolupráce bez ztráty dat. To neznamená, že musí do modelu všichni vložit všechny své vědomosti a data. Měli by ale sdílet informace, které jsou užitečné pro ostatní účastníky procesu návrhu stavby. Mnohdy bývá mylně za informační model budovy považován samotný 3D model budovy a to i v odborných kruzích. Zde je potřeba si uvědomit, že BIM je ve své podstatě databáze informací o budově a 3D model je pouze jedním z mnoha možných způsobů reprezentace těchto informací. 3D model je bezpochyby užitečná reprezentace BIM pro projektanta, neboť jeho úkolem je navrhnout stavbu tak, aby její prostorové návaznosti byly dle představ investora, splňovaly normové požadavky a byly ve skutečnosti proveditelné. Avšak další účastníky stavebního procesu mohou zajímat z jejich pohledu jiné informace. Rozpočtář si data z informačního modelu budovy raději načte do tabulkového procesoru, investora pak jistě kromě architektonického vyznění objektu bude zajímat také podlahová plocha či celkové náklady na realizaci, harmonogram výstavby, čerpání prostředků během výstavby apod. Negrafické a doplňující informace jednotlivých prvků, tzv. parametry, mohou obsahovat konstrukční, materiálové a užitné vlastnosti, pozice v harmonogramu výstavby, harmonogram kontrol a výměn, investiční a provozní náklady a další. Tímto způsobem lze vytvořit model skutečného objektu, který slouží nejenom při přípravě a výstavbě, ale rovněž při správě a analýzách. Jak z uvedeného vyplývá, jedním z nejdůležitějších procesů při použití informačního modelování je koordinace mezi jednotlivými profesemi tak, aby případné kolize byly odhaleny již v době návrhu a to ne až během samotné výstavby. To samo o sobě představuje podstatný přínos oproti běžnému způsobu práce, kdy je taková koordinace velmi komplikovaná. Za zkratkou BIM se tedy skrývá kom14

BIM Příručka


plexní proces výměny informací. Aby práce s využitím informačního modelování budovy byla efektivní, měli by na tento způsob spolupráce přistoupit všichni, kteří jsou součástí návrhových a projekčních procesů, samotné výstavby a v neposlední řadě i správy budovy. Na modelu lze rovněž provádět celou řadu simulací a analýz, např. statické případně dynamické chování objektu, vliv objektu na životní prostředí, energetická náročnost, certifikace staveb (BREEAM, LEED, SBToolCZ), velikost uhlíkové stopy a to nejenom při výstavbě, ale hlavně s ohledem na celý životní cyklus a další. Využitím informačního modelování lze dosáhnout mj. i vyšší úrovně přípravy objektu před zahájením výstavby, díky čemuž je možné odhalit případná rizika a snížit náklady při výstavbě a především v provozu, kdy je možné dosáhnout ještě větších úspor. O podporu celého procesu definice a zavádění BIM se velmi zasloužila organizace buildingSMART International. Tato organizace spolupracuje s International Standards Organization (ISO), pro kterou zpracovává podklady a návrhy jednotlivých norem ISO pro metodiku BIM. Ve většině států regionální organizace spolupracují s vládami nebo profesními sdruženími na zpracování národních BIM manuálů, pořádají setkání a konference. U nás má podobný rozsah činnosti sdružení CzBIM. S organizací buildingSMART souvisí i pojem OpenBIM. V čem se liší tedy od klasického pojmu BIM? Hlavním cílem je snaha o sjednocení postupů a tím opět přispění ke zjednodušení komunikace. OpenBIM je univerzální přístup ke spolupráci při návrhu, realizaci a provozu budov založený na otevřených standardech a pracovních postupech. OpenBIM je iniciativa organizace buildingSMART International (bSI) a několika předních dodavatelů softwaru podporujících otevřený buildingSMART datový model (IFC), normy ISO a další aktivity buildingSMART.

Definice BIM

15


4

ZAHRANIČNÍ ZKUŠENOST


Metodika BIM a její využití nejsou úplnou novinkou, během posledních 5 let však můžeme pozorovat velké zrychlení využití BIM v praxi. Důvodem je nejen poměrně prudký rozvoj softwarových nástrojů, které stále více umožňují lepší zpracování BIM modelů, ale také stále aktivnější politika potenciálních uživatelů výsledného BIM modelu. Hlavní motivací je využití BIM modelů při správě veřejného majetku a také širší možnosti posuzování návrhů při snaze o snižování uhlíkových emisí a celkové zlepšení udržitelnosti ve výstavbě. Mezi jedny z prvních významných a velkých uživatelů patří zejména státy a jimi spravované organizace. Již několik států podporuje, nebo dokonce vyžaduje využití BIM pro veřejné zakázky. Existuje také několik projektů, které se zabývají hodnocením a kontrolou BIM modelu a tím i možností pomoci, nebo dokonce zautomatizovat vydávání různých rozhodnutí ve správních řízeních. V následujících odstavcích tedy popíšeme zkušenosti se zaváděním BIM do stavebnictví ve světě. Jedním z prvních států, který aktivně BIM využívá a podporuje je Finsko. Finská vláda zahrnula do požadavků na veškeré nabídky pro státní správu jako povinnou součást BIM model ve formátu IFC. Důvodem byly výhody, které se projevují při použití BIM modelu u správy budov. Proto hlavní organizací, která stanovuje podmínky a využívá BIM model je Senaatti (Senaatti-kiinteistöt), která provádí správu budov pro finskou vládu. Projekty využívající principy BIM probíhaly již od r. 2001 jako pilotní. V roce 2007 byl vydán první dokument definující požadavky pro BIM. BIM modely jsou vyžadovány i pro vyhodnocování energetické náročnosti. Kromě Senaatti se na tvorbě dokumentu podílely i velké stavební firmy a také města. Dnes dokument pod názvem COBIM obsahuje poměrně podrobně definovaný obsah informací rozdělený podle jednotlivých profesí a etap životního cyklu stavebního díla. Kromě klasických budov se o BIMu hodně mluví i pro i v souvislosti s liniovými stavbami. Finnish Transport Agency, která spravuje státní silnice, železnice i vodní cesty, si klade za cíl, že v roce 2014 se všechny hlavní návrhy staveb infrastruktury budou zpracovávat formou modelů, nikoli jen formou klasické dokumentace. Na velmi vysoké úrovni v zavádění BIM jsou obecně všechny skandinávské země. Norsko, stejně jako Finsko, má ve svých požadavcích na zpracování veřejných zakázek předání BIM modelu ve formátu IFC. I zde je hlavním argumentem pro použití BIM správa budov. Hlavním garantem se tak stal Stattsbygg – správce majetku a budov norské vlády. Norsko patří mezi ty země, kde se Zahraniční zkušenost

17


BIM poměrně úspěšně implementuje i v privátní sféře a pro menší projekty. Až 70 % architektonických ateliérů uvádí, že využívá metodiku BIM. A to i takové ateliéry, kde je počet zaměstnanců menší než 5. Norsko patří mezi země, které se velmi aktivně účastní definice IFC objektů a norem pro IFC včetně integrace s GIS systémy pro účely státní správy. Od roku 2012 Norwegian Public Roads Administration, která je zodpovědná za plánování, výstavbu a provoz národní a regionální silniční sítě spolu s Norwegian National Rail Administration (odpovědná za správu železniční sítě) implementují základní požadavky na BIM projekty do svých oficiálních požadavků. Použití BIM není platné jen pro budovy, ale také pro liniové stavby. Že BIM není jen pro velké státy nebo organizace dokazují Holandsko a Dánsko. V Holandsku jsou rovněž požadovány výstupy pro veřejné zakázky podle metodiky BIM. Platnost požadavků se týká projektů od 1. 11. 2011 od 10 mil. €. Stejně jako v severských zemích pocházejí hlavní požadavky opět od správce státního majetku – RGD, který vytvořil seznam požadavků na BIM dokumentaci. V Dánsku definovala centrální vláda své požadavky již v roce 2007. BIM modely ve formátu IFC požadovala pro všechny projekty, které byly financovány vládou z více jak 50 %. Vývoj byl zpočátku pomalý, ale po roce 2008 se použití metodiky BIM stále více prosazuje. Od roku 2009 je povinnou součástí zadávací dokumentace v elektronické formě i výkaz výměr, podle kterého se zpracovávají nabídky dodavatelů. V červnu 2011 dánský parlament odhlasoval povinné použití BIM pro všechny i regionální projekty přes 20 mil. DKr (2.7mil. €). Mezi takové projekty patří školy, knihovny nebo sportoviště. Pro veřejné zakázky je stanovena spodní hranice 5 mil. DKr (677 tis. €). Příkladem pro Českou republiku by jistě měla být Velká Británie. Britská vláda zveřejnila v červnu 2011 dokument pracovní skupiny věnující se strategii zavádění a využití BIM. Skupina oznámila záměr vlády vyžadovat pro návrhy staveb veřejných zakázek BIM model splňující požadavky na spolupráci do roku 2016. Podle studie organizace NBS “National BIM Survey” provedené koncem roku 2011 78 % respondentů ze stavebního průmyslu věří, že BIM je způsob, jak v budoucnosti zpracovávat návrhy staveb. Přes 31 % odpovědělo, že BIM již dnes používá (v roce 2010 to bylo 13 %). 75 % uvedlo, že budou používat BIM do roka. 80 % účastníků hodnotí kladně zejména možností zlepšení koordinací, 65 % přiznává úspory nákladů.

18

BIM Příručka


Zajímavým projektem na národní úrovni ve Velké Británii je zpracování National BIM Library (NBL). Knihovna obsahuje více než 350 přednastavených stavebních dílů jako jsou stěny, stropy, okna, dveře a mnohé další. V posledních měsících se postupně připojují k projektu i výrobci a zahrnují modely svých produktů do národní knihovny, která je součástí širší strategie podpory zavádění BIM do britského stavebního průmyslu. Našemu vývoji je však asi nejvíce podobné Německo, které obecně patří mezi naše významné a regionálně a kulturně blízké obchodní partnery. V této zemi je proces zavádění BIM zpomalován díky používaným německým normám, silným tradicím a regulacím. Také se zde projevuje federální uspořádání, kdy každá spolková země si může upravovat své požadavky na projektovou dokumentaci. V Německu je použití BIM spíše na úrovni pilotních projektů, ale díky poměrně silnému zastoupení softwarových firem, které se BIM nástroji zabývají, se i v této zemi dá předpokládat zrychlení vývoje. Také právě německá norma sloužila jako jeden ze vzorů pro návrh norem týkajících se katalogů výrobků a údajů o materiálech. Sjednocený obsah i datový formát katalogů by umožnil jednodušší porovnávání výrobků a jejich výběr při hodnocení návrhů staveb podle různých parametrů. I jedna z největších ekonomik světa a kolébka praktického využití počítačů pro navrhování metodiku a využití BIM neopomíjí. V USA se metodika pro BIM prosazuje zejména v souvislosti se snahou snižovat celkové náklady po celou dobu životního cyklu budovy. Vzhledem k tomu, že si USA stanovily cíl pro federální budovy nulové energie do roku 2030, může BIM přístup pomoci zejména při vyhodnocování návrhu budovy. V USA během roku 2007 probíhal projekt, který měl za cíl zvýšit povědomí o používání BIM systémů. USA mají zpracované jak národní CAD standardy, tak BIM pravidla, které si jako hlavní cíl kladou zlepšení komunikace mezi účastníky stavebního procesu v průběhu celého životního cyklu. Zjednodušeně lze uvést, že CAD standard se používá jako základ pro papírově orientovanou dokumentaci (i když zpracovanou digitálně) a BIM standard je určen pro vyšší úroveň komunikace založené na digitálních informacích a již téměř výhradně v elektronické formě. V USA byla v roce 2012 zveřejněna verze 2.0 dokumentu pro standardy BIM (NBIMS-US V2) a ta již obsahuje požadavky podle definic stanovených buildingSMART jako OpenBIM – a tedy norem ISO. Z této země pochází i požadavky používané zejména pro facility management a byly zpracovány v dokumentu s názvem COBie (Construction Operations Building Information Exchange).

Zahraniční zkušenost

19


BIM však není jen doménou Evropy a USA, ale šíří se po celém světě. Jedním z významných hráčů v Asii je Singapur. Podle průzkumu provedeného v roce 2008 se BIM přístup uplatnil pro 10 % projektů, v roce 2011 je to již 25 – 30 % a odhad pro rok 2015 je až 80 %. I v Singapuru hraje veřejný sektor rozhodující úlohu. Singapur je průkopníkem ve vývoji nástrojů pro automatickou kontrolu modelů pro stavební povolení. Pro registrované projektové firmy je k dispozici nástroj, který umožňuje BIM model ve formátu IFC zkontrolovat a porovnat, zda vyhovuje předpisům kladeným na budovy v Singapuru. Na podporu BIM strategie vláda dokonce podporuje vzdělávání i financování nákladů spojených se zavedením metodiky. Díky tomu se patrně podaří Singapuru splnit předpokládaný cíl v roce 2015 používat BIM metodiku pro všechny projekty nad 5000m2 plochy. Další mimoevropskou zemí je Austrálie. Pro zpracování celé problematiky byla vytvořena pracovní skupina několika vládních organizací v čele s místní organizací buildingSMART. Společně vydali strategickou zprávu a National Guidelines for Digital Modelling shrnující základní pravidla potřebná pro podporu využití BIM. Hlavním argumentem je zde pomoc při snížení uhlíkových emisí a ochraně životního prostředí. V červnu 2012 byla vydána zpráva „NATIONAL BUILDING INFORMATION MODELLING INITIATIVE“, která předpokládá využití BIM modelu na základě OpenBIM standardů pro vládní budovy od 1. 7. 2016. V Austrálii je patrná paralela k vývoji s Velkou Británií daná samozřejmě nejen historicky. I zde se připravuje projekt National Objects Library project, který by umožnil připravit data použitelná po celou dobu životnosti budovy a se všemi potřebnými parametry V souvislosti s pokusy věnovat se poněkud více ochraně životního prostředí v Číně pozorujeme i zde rostoucí zájem o BIM. První projekty se objevily v roce 2008 díky olympijským hrám, ale byly zejména na úrovni pouhých 3D modelů bez dalšího využití. Vláda se začala zajímat o téma BIM v roce 2012 při přípravě dalšího rozvoje ekonomiky a vypsala několik výzkumných projektů, z nichž některé by měly předložit své výsledky v tomto roce (2013). Vzhledem k tomu, že čínská ekonomika stále pracuje s pětiletými plány, budeme si asi muset počkat do roku 2016, kdy bude začínat další pětiletý plán. Již dnes se však začínají i zde objevovat firmy, které se věnují zavádění BIM a zejména využití modelů pro hodnocení dopadů na životní prostředí. Důležitým tématem je zde způsob, jak nejlépe přejít z klasické 2D dokumentace na modelování.

20

BIM Příručka


Zahraniční zkušenost

21


Konstrukční informační model

3D

Informační model mostů

Izolované informační modely

2D

Informační model TZB

Vyspělost informačního modelování

Národní standardy

CAD Kresby, linie, oblouky, křivky, text atd.

Nástroje a technologie

Papír

Zdroj: Bew and Richards 2008 Modifikace a překlad: Martin Černý, 2013

Standardy pro spolupráci Uživatelské příručky pro jednotlivé obory

Modely, objekty, spolupráce

Spolupráce založená na souborech

Spolupráce založená na souborech a organizované sdílené knihovně objektů

Level 3

iBIM

Management životního cyklu stavby

Pozice UK (2016)

Level 2

Informační model pro správu a údržbu

Level 1

Architektonický informační model

Level 0

Pozice ČR (2013)

5

V ČEM SE BIM LIŠÍ OD KLASICKÉHO NAVRHOVÁNÍ STAVEB

IDM - spoloečné návrhové procesy IFC - Společný datový model IFC - Společný slovník pojmů

ISO BIM

Data

Procesy

Integrovaná interoperabilní data

Integrované webové služby, BIM Hub


BIM se od klasického navrhování staveb liší v mnoha ohledech. Jedním z pod-

statných rozdílů je posun od tradičního způsobu práce k 3D modelování a cílené práci s informacemi. S tím souvisí změna myšlení, která je vyvolaná nutností modelování ve 3D a s tím související představivostí. Na druhou stranu je tento přístup bližší našemu přirozenému vnímání světa, stejně jako koncept jednotlivých stavebních elementů (dílů), které mají svůj tvar a své vlastnosti. Pro dosažení vyšší efektivity je nutná užší spolupráce mezi všemi zainteresovanými skupinami, zejména mezi jednotlivými profesemi při přípravě, ale rovněž se zástupci investora, zhotovitele a budoucího uživatele či správce. Právě koordinační procesy (výměna dat, detekce kolizí, úpravy modelů a parametrů aj.) jsou klíčové pro správné fungování BIM a maximální využití jeho možností. Při klasickém průběhu návrhu stavby je samozřejmě koordinace také nutná, ale BIM umožňuje dosáhnout koordinace na mnohem vyšší úrovni. Na uvedeném obrázku je znázorněna přibližná pozice ČR na diagramu vývoje BIM, kdy jednotlivé úrovně se vyvíjí od navrhování s využitím CAD, přes fázi definování standardů a přechod k plnému 3D projektování až po integrované informační modelování, které předpokládá integrovaná a interoperabilní data. Podle tohoto rozdělení odhadujeme, že je ČR nyní přibližně v první úrovni. Architekti sice již používají často 3D modely pro vizualizace svých konceptů, ale na mnoha místech stavebního procesu jsou stále používány především 2D výkresy a nestrukturované informace v nejrůznější formě. Důvod pro umístění je však především to, že v ČR zatím neexistují standardy pro BIM na žádné úrovni. To je podle našeho názoru také hlavním důvodem, proč není BIM zatím používán v mnohem větším měřítku.

V čem se BIM liší od klasického navrhování staveb

23


6

ZAINTERESOVANÉ STRANY – PRO KOHO JE BIM A PROČ


Přechod na BIM je spojený s částečnou změnou stávajících procesů přede-

vším po stránce předávání a sdílení dat, ale také se zavedením nových technologií, které umožní BIM modely vytvářet a využívat. Vzhledem k tomu přináší BIM, kromě velkého množství pozitiv, i jistá úskalí, která je nutné si uvědomit před tím, než se o použití informačního modelování pokusíte. Vzhledem k tomu, že požadavky a představy investora jsou mnohdy v protikladu k požadavkům a představám zhotovitele projektové dokumentace, nebo v tomto případě BIM modelu, je možné výhody pro jednu ze stran vnímat i jako nevýhodu pro stranu druhou. Proto bude v následujících podkapitolách ke každé výrazné “vlastnosti” projektování s využitím BIM uvedeno v čem spočívá přínos a úskalí pro jednotlivé účastníky stavebního procesu. V následující části uvedeme nejprve jednoduchý souhrn obecných přínosů a možných překážek, dále potom budou podrobněji rozebrány jednotlivé profese a zainteresované strany stavebního procesu. Následující výčet shrnuje nejdůležitější přínosy informačního modelování: • • • • •

úspora nákladů a času počítaná 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 v etapě přípravy projektu. • snadnější možnost zpracování variant Při snaze o použití BIM na návrh stavby se samozřejmě můžeme setkat také s překážkami. Následující výčet shrnuje nejpodstatnější z nich: • 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 ko-

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

25


• • • • • • • • • • •

munikace 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 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 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

Velká část těchto překážek 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.

Investor 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 projektu. Protože mohou být data o stavbě v předem definovaném formátu a struktuře, je možné nechat postupně vypracovávat například posudky a kontrolní analýzy, protože vstupní data jsou zpřesňována, ale není nutné vždy znovu vytvářet analytický model.

26

BIM Příručka


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 snáze koordinovat své činnosti a výsledkem jsou modely s minimem kolizí (typicky potrubí procházející nosnými konstrukcemi a podobně). Tím dochází k významným úsporám při realizaci stavby. Je však třeba si uvědomit, že navrhování stavby je o něco náročnější a tak je třeba do něj investovat více prostředků. Výsledkem však je rychlejší a kvalitnější návrh, který pravděpodobně povede k levnější realizaci s minimalizací víceprací a k levnějšímu provozu výsledné stavby. Pokud je návrh zpracováván jako informační model a již v počáteční fázi jsou zapojeni odborníci ze všech profesí (včetně rozpočtářů, odborníků na Facility Management, odborníků na energetické optimalizace a dalších), je možné již v počáteční fázi odstranit většinu zásadních problémů a nastavit správný směr návrhu stavby tak, aby byla výsledná stavba byla pokud možno optimální po stránce spotřeby energie, ceny i uživatelského komfortu. Pokud porovnáme podíl nákladů na návrh stavby (projekt) a celkové náklady (realizace a provoz stavby), zjistíme, že zdánlivě dražší, ale kvalitnější návrh se vyplatí.

Architekt a projektant stavební části Základním motivačním faktorem pro využívání metodiky BIM z pohledu architektů a projektantů je bezesporu zásadní omezení či dokonce vyloučení vlastních chyb v návrhu. Tím, že stavbu architekti a inženýři de facto nasimulují ve virtuálním světě počítače, mohou vyřešit kolize ještě před položením základního kamene stavby, což vede k eliminaci chyb na stavbě, za které by jinak měli nést svůj díl odpovědnosti. Významným pozitivním přínosem je také možnost vytvářet různé analýzy (energetické, cenové, proveditelnosti atd.) již v úvodních fázích návrhu (na základním 3D modelu stavby) a tím docílit kvalitnějšího návrhu stavby bez nutnosti následného předělávání hotového projektu stavby. Čím dříve jsou změny v projektu prováděny, tím je jejich provádění rychlejší, jednodušší, a tedy i levnější.

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

27


ARCHITEKT V dnešní době již téměř všichni architekti BIM používají a mnozí o tom ani neví. Základem BIM je totiž prostý 3D geometrický model, který vzniká snad při každém návrhu stavby jako prostředek k vizualizaci a prezentaci návrhu. Architektovi k plnohodnotnému používání BIM potom stačí přizpůsobit své pracovní postupy. Rozdíl mezi prostým 3D modelem a BIM modelem je pouze v použitých entitách (modelovacích nástrojích – prvcích). V obecném 3D modeláři geometrie vzniká skládáním prostorových bodů, hran, ploch nebo obecných těles, naproti tomu v BIM modeláři “stavba” vzniká z prvků jako je zeď, deska, střecha, trám, atd, u kterých je možné navíc definovat další vlastnosti (materiál, výrobce, cena a další). Zároveň je každý prvek v modelu stavby zařazen do hierarchické struktury, která umožňuje prvek přesně lokalizovat. Prvek obsahuje informaci o místnosti, ve které se nachází, ta je přiřazena podlaží, to je přiřazeno budově a ta je přiřazena pozemku. Toho je možné využít například pro topologickou analýzu návrhu stavby. BIM umožňuje architektům vyhodnocovat více možností řešení v rámci jednoho návrhového modelu a tím zefektivnit návrhový proces. Projektová dokumentace je snadněji nebo automaticky generována přímo z modelu a umožňuje architektům trávit více času ve prospěch kvalitního návrhu stavby. Práce ve 3D vytváří také lepší podmínky pro koordinaci, zvyšuje možnost prostorových rezervací jednotlivých profesí a umožňuje snadnější kontrolu pomocí detekcí kolizí. Integrované projektování (modelování), analýzy i návrh je možné držet pod kontrolou v rámci jednoho sdíleného modelu. 3D model je výchozím bodem projektu, nikoliv jeho cílem. Architektovi tedy náleží nejzásadnější díl práce na přípravě BIM modelu stavby, zároveň ale dostává možnost lepší kontroly celého procesu návrhu. BIM zlepší pracovní postupy tím, že přesune těžiště práce z dříve tak potřebného vytváření projektové dokumentace k přímé a kreativní tvorbě stavebních celků.

28

BIM Příručka


PROJEKTANT 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. Návrh stavby v podobě “čitelného” 3D modelu je tedy dobrým pokladem pro práci projektanta. Úkolem projektanta je potom podrobit model analýze proveditelnosti, doplnit specifické vlastnosti jednotlivých prvků a vyřešit detaily a kolize navazující konstrukcí. To může znamenat i zásahy do geometrie stavby, ale díky nástrojům pro tvorbu BIM modelů je snadné tyto změny konzultovat s architektem, případně je sdílet v rámci jednoho modelu. Záleží potom, na kom leží odpovědnost za koordinaci jednotlivých odborných oblastí. Při použití BIM modelu se technická dokumentace generuje přímo z 3D modelu stavby. Na rozdíl od prostých 3D modelářů však není půdorysný výkres generován jen jako pohled shora na model, ale je vytvářen na základě informací o jednotlivých entitách a jejich vlastnostech zobrazení. To platí i o dokumentech jako je např. výpis otvorových výplní. I ten je automaticky generován na základě dat uložených v databázi a aktualizován současně s vývojem návrhu. V komunikaci s navazujícími profesemi vede přímé sdílení 3D databázových dat k mnohem nižší potřebě další komunikace a vysvětlování. Následná kontrola kolizí (rozvodů) může probíhat automaticky a je snadno vizuálně kontrolovatelná. Výhody použití metodiky BIM tak můžeme pro architekta a projektanta stavební části shrnout do několika bodů: Při navrhování: • automatická tvorba dokumentace z BIM modelu, možnost vytvořit „nekonečné“ množství řezů a pohledů • možnost vizualizace modelu v kterékoliv chvíli, 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 podkladů • zjednodušení komunikace při úpravě architektonického modelu

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

29


• tvorbou a použitím modelu jako hlavního zdroje informací se sníží chybovost při aktualizaci dokumentace • možnost simulací a vyhodnocování chování navrhované budovy (jejího modelu) v jakékoliv fázi projektu • v případě budoucí existence katalogů produktů od výrobce a jasně definované klasifikace výrobků lepší porovnávání variant 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 • snížení RFI (Request for Information – požadavek na informaci) a vylepšení komunikace s projektantem Při provozování stavby: • aktualizovaná dokumentace skutečného provedení stavby je dobrým základem pro sestavení 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

DOKUMENTACE PRO PROVEDENÍ STAVBY Z pohledu využití BIM modelu v rámci celého životního cyklu stavby je vhodné v případě zpracování podrobného projektu pro provedení stavby nahlížet na stavební část jako na samostatnou profesi. Základní BIM model (z projektu pro stavební povolení) se doplňuje o detailní součásti podstatné pro samotné provádění (např. kotvení prvků krovu, prostupy zdí nebo stropem pro jednotlivá vedení, překlady, prvky skládaného stropu, či konkrétní prvky oplechování atd.), které však nemusí být v takové míře detailu podstatné pro užívání BIM modelu při užívání a správě stavby. Vždy záleží na konkrétním využití BIM modelu

30

BIM Příručka


používaného v průběhu zpracování návrhu stavby. V tomto případě je ovšem důležité vhodně rozlišit, které prvky jsou pro základní model podstatné a které ne. To souvisí s problematikou úrovně detailu či podrobnosti, o které se zmíníme v podkapitole „Úroveň podrobnosti (Level of Detail/Development)“. Obecně se dá konstatovat, že se v současné době BIM model zpracovává v podrobnosti výkresů 1:50. Rozhodující jsou tedy prvky s rozměrem od 50mm. Detailnější prvky jsou řešeny dílenskou dokumentací nebo technickým listem zpracovaným ve 2D a jsou k BIM modelu připojeny jako specifikace větší struktury. Zpracování velkého detailu ve 3D je v současnosti příliš drahé. Je však možné, že BIM model bude časem obsahovat vše.

Projektant částí pro TZB Návrh technických zařízení budov je klasickým příkladem procesu, který je závislý na svých předchůdcích a výsledky se používají ve všech následujících etapách stavebního procesu. V dnešní době, kdy je kladen velký důraz na energetickou úspornost, i veškeré instalace v budovách velmi ovlivňují celkové náklady na provoz budovy. Přitom jsou jednotlivé profese 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. V tomto případě nejde jen o vyšší či nižší náklady na provoz a obsluhu zařízení, ale také o jednoduchost ovládání pro uživatele a dodržení všech rozumných podmínek vnitřního prostředí budov. V případě použití OpenBIM standardů, kdy je spolupráce založená na předávání dat ve formátu IFC se používá tzv. Coordination View. Je to výběr informací, který obsahuje definice prostorové struktury, stavebních prvků a prvků TZB, potřebných pro koordinaci návrhu mezi profesemi. Většina nástrojů (software) pro BIM používá při importu a exportu souborů právě tento druh informací.

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

31


Výhody použití metodiky BIM tak můžeme pro oblast TZB shrnout do několika bodů: Při navrhování: • Snadnější předávání a přebírání podkladů (zejména při použití standardů podle buildingSMART) • Využití výhod dostupných informací ze 3D modelu pro výpočty, simulace a dimenzování rozvodů (rychlejší a přesnější návrh) • Snížení chybovosti při aktualizaci dokumentace díky použití modelu jako hlavního zdroje informací • Zmenšení počtu zdrojů informací a tím opět snížení chybovosti • Lepší kontrola kolizí a koordinace projektu (úspora nákladů na řešení nekonzistencí v projektu) • Možnost různých simulací a vyhodnocování chování navrhované budovy (jejího modelu) v různých podmínkách • Snadnější porovnávání variant (optimální v případě budoucí existence katalogů produktů od výrobce a jasně definované klasifikace výrobků) 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 provozování stavby: • aktualizovaná dokumentace skutečného provedení stavby je dobrým základem pro sestavení modelů pro snadnější správu budovy • v případě budoucích rekonstrukcí a oprav je BIM model zdrojem znalostí o rozmístění instalací a také základem pro případný návrh rozšíření či vylepšení • i pro případ demolice je model dobrým zdrojem dat pro plánování způsobu provedení demolice a likvidace odpadu Stejně jako pro ostatní analytické úlohy související s návrhem budovy je možné aplikovat postup znázorněný na následujícím diagramu i na energetickou optimalizaci návrhu.

32

BIM Příručka


e

Ak t en ualiz er g a et i

Zm ěn ap

Energeticky optimalizovaný model

Aktualizace výpočtového energetického modelu

Energetická analýza En er ge

k tic

za nalý áa

Vy h

od

Vyhodnocení výsledků

ed ýsl ív en c o

Změna parametrického modelu

m ra

elu o mod kéh tric

v é ho čto elu po d vý mo ce ého ck

a

Vytvoření parametrického modelu

n Zdroj: Martin Černý, VUT v Brně, 2013

Informační model budovy je zpravidla modelem parametrickým a proto je možné změnami parametrů, typů materiálů a dalších aspektů měnit rychlým způsobem návrh a zároveň jej téměř ihned znovu analyzovat. Je tak možné vytvořit mnohem více návrhových variant s rychlejším iteračním krokem a se zvážením více aspektů.

Statik I pro profesi statika může spolupráce na BIM modelu ušetřit práci a zjednodušit komunikaci. Při přebírání modelů do výpočtových programů však musíme počítat s tím, že bude potřeba architektonický (stavební) model použít ne zcela přímo, ale jako referenční pro tvorbu vlastního výpočtového modelu. Velmi často dostupné softwarové nástroje obsahují funkce, které projektantovi – statikovi pomáhají s tvorbou výpočtového modelu. Takovými funkcemi může být například možnost přiřazení určité části stavebního modelu ke konkrétnímu průřezu a materiálu – prvku dostupnému v databázi používaného statického software, nebo různé pomocné funkce pro převod

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

33


stavebního modelu na výpočtový a správné propojení prvků výpočtového modelu. Základním předpokladem je však kvalitně vytvořený architektonický (stavební) model, který využívá pro návrh každé části konstrukce i správnou funkci – druh konstrukce. Nejjednodušším příkladem nesprávné konstrukce je sloup vytvořený jako zeď. Pro další zjednodušení tvorby výpočtového modelu je vhodné rozdělit nosné a nenosné konstrukce tak, aby mohly být samostatně zobrazeny. Pro informaci o zatížení je ale potřebné oba druhy konstrukce mezi profesemi přenášet. Při zpětném přenosu informací ze statické části do stavební však při současném stavu vývoje bude záležet především na domluvě spolupracujících stran, v jaké formě si předají potřebné změny a který účastník bude změny v modelu konstrukce provádět. V části pro TZB jsme pro případ komunikace pomocí IFC zmiňovali tzv. Coordination View. Ten je používán i v případě přenosu dat mezi architektonickou a statickou částí projektu. Můžete se však také setkat i s tzv. Structural Analysis View, který je vhodný pro komunikaci různých analytických nástrojů. Takový model sám o sobě je nezávislý na hlavním typu konstrukce (tj. zda se jedná o ocel, beton, dřevo nebo jinou konstrukci). Skládá se z prvků se zatížením, zatěžovacích stavů a kombinací, křivek a povrchů, spojení a okrajových podmínek včetně materiálu a informací o profilu.

Výhody použití metodiky BIM tak můžeme pro oblast statiky shrnout do několika bodů: Při navrhování: • snížení počtu doplňujících dotazů a zdrojů při předávání podkladů • snížení chybovosti při překreslování podkladů • zjednodušení komunikace při úpravě architektonického (stavebního) modelu podle výsledků výpočtů • možnost různých simulací a vyhodnocování chování navrhované budovy (jejího modelu) v různých podmínkách • využití 3D modelu pro automatizované generování výkresů a CNC dat

34

BIM Příručka


Při provádění stavby: • možnost návrhu prefabrikovaných dílů • při využití konstrukčního software i zrychlení montáže, zlepšení plánování, využití 4D a 5D údajů a snížení chybovosti Při provozování stavby: • v případě budoucích rekonstrukcí a oprav je BIM model zdrojem znalostí o stavbě • pro případ demolice je model dobrým zdrojem dat pro plánování způsobu provedení demolice a likvidace odpadu

Rozpočtář 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 procesu návrhu stavby. Pokud má rozpočet sloužit jako komunikační prostředek, musí existovat i soubor pravidel, který definuje, jak má být sestaven. Přitom není rozhodující, jaká struktura nákladů je v rozpočtu použita. Mnohem důležitější je, aby byla struktura jednoznačně definovaná, aby se určité náklady nezapočetly vícekrát nebo se na nějaké nezapomnělo. Rozpočtování sestává ze dvou základních činností – tvorba výkazu výměr a vlastní oceňování, které vyžadují odborný přístup rozpočtáře k analýze jednotlivých stavebních prvků, materiálů a jejich provádění. V závislosti na fázi projektu, a tedy i podrobnosti projektové dokumentace, musí rozpočtář pomocí dostupných oceňovacích podkladů stavbu co nejpřesněji ocenit. Tento obecný princip je důležité mít na paměti i při rozpočtování s použitím BIM modelu. Jedná se o proces, ve kterém je možné z BIM modelu generovat přiměřeně přesné výkazy výměr a cenové odhady již od počátečních fází životního cyklu projektu. Dále také poskytuje náhled na vliv nákladových změn víceprací a změn projektu s potenciálem ušetřit čas a peníze, a tím se snadněji vyvarovat překročení plánovaného rozpočtu. Projektanti mohou zároveň sledovat cenový dopad projektových změn v čase. Díky tomu mohou snáze zhodnotit jejich dopad a předejít pozdějšímu přepracování projektu.

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

35


Rozpočtáři jsou do procesu informačního modelování začleněni již v počátečních fázích projektu a mohou tak pomoci v rozhodování o jednotlivých variantách, například ve fázi studie proveditelnosti. Odlišnosti od počátečních verzí rozpočtu mohou být okamžitě zpracovány, identifikovány a analyzovány – vlastnosti objektů (parametry) jsou postupně nahrazovány detailnějšími informacemi, a tím se zpřesňuje i rozpočet. 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. Vizuální podoba modelu také slouží pro snazší porozumění technologickým detailům (3D znázornění a propojení profesí, všechny informace na jednom místě). Minimalizace kolizí a nepřesností projektu poskytuje prostor pro snížení nákladů a zajištění vyšší spolehlivosti ceny stavby.

Výhody použití metodiky BIM tak můžeme pro oblast rozpočtování shrnout do několika bodů: Při navrhování: • snížení počtu doplňujících dotazů a zdrojů při předávání podkladů • zjednodušení komunikace – k dispozici 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

36

BIM Příručka


• 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 Při provádění stavby: • • • •

možnost evidence skutečných nákladů stavby pomocí skenování (kódy) zlepšení plánování času a nákladů – snížení chybovosti usnadnění provádění controllingu (plán x skutečnost) změnové listy, kontrolní rozpočty, skutečný stav

Dle průzkumů hodnotí sami rozpočtáři jako největší výhodu efektivnější využití svého pracovního času. Nemusí věnovat tolik času manuálním výpočtům a mohou se tak soustředit na důležitější činnosti, které spočívají právě v přidané hodnotě oceňování. Mezi zásadní činnosti pro vysoce kvalitní cenové odhady (expertní posouzení) mimo jiné patří rozklíčování skupin stavebních prvků, tvorba cen a zohlednění rizik. Je nutno zdůraznit, že uvedené výhody budou platit pouze za podmínek, kdy dojde ke sladění odlišných přístupů projektantů a rozpočtářů. Více o těchto principech a možných řešeních v podkapitole „Negeometrické informace“.

Zhotovitel Pro zhotovitele představuje BIM především aktuální a spolehlivou dokumentaci stavebního projektu. Z hlediska toku informací je na jedné straně uživatelem modelu, ale zároveň je důležitým spoluautorem modelu, 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.

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

37


Hlavní výhody BIM pro zhotovitele: • Přebírá kvalitní a celistvou dokumentaci, která je prostá kolizí, takže nedochází k tolika problémům způsobeným chybami v projektu a nesouladem mezi projektovou dokumentací z jednotlivých odborností • 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. Do této fáze patří i návrh částí, které mohou být zhotoveny prefabrikací. Toto slovo si ale nesmíme plést s unifikací. I prefabrikát může být zcela jedinečný a může ušetřit jak čas na stavbě, tak snížit vlivy nepříznivého počasí. Hlavní nároky na zhotovitele: • Schopnost pracovat s 3D modelem • Dostupnost informací z modelu přímo na stavbě (velkoformátová tiskárna na stavbě, tablety,…)

Facility manager Z hlediska užívání informací je facility manager 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 Facility Managementu (FM) schopen s modely pracovat a plně využít jejich informační potenciál. Právě Facility Management je hlavním důvodem pro přijetí BIM jako závazného způsobu projektování například ve Spojeném Království, protože vláda rozpoznala, že jasně strukturované a automaticky zpracovatelné informace o budovách mohou vést k významným úsporám při jejich provozu i při výstavbě nových budov. To dává smysl po celém světě, protože právě stát je většinou největším vlastníkem nemovitostí. S tím souvisí standard COBie (Construction Operations Building Information Exchange), který popisuje strukturu dat, která

38

BIM Příručka


má být vyhotovena pro jednotlivé fáze stavebního procesu a pro jednotlivé typy stavebních elementů (zdi, okna, dveře, místnosti,…). 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 počáteční fázi návrhu, kdy je možné zohlednit nejrůznější odborné aspekty ve fázi, kdy jsou změny projektu ještě snadné a tím i levné. Znalosti a zkušenosti odborníků z oblasti FM tak mohou být snadněji reflektovány a aplikovány. Hlavní přínosy BIM pro facility manažera: • 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

Státní správa Jak je uvedeno u textu pro Facility Management, 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 uveřejněn k volnému použití a v modifikované verzi bude závazný ve Spojeném království (UK) od roku 2016 pro všechny stavby realizované pro státní správu. Také jsme již zmiňovali Singapur, který je významným průkopníkem v této oblasti, a kde jsou data o stavbách v otevřeném formátu IFC používána pro poloautomatické udělení stavebního povolení. Z hlediska státní správy je tedy BIM možností jak lépe definovat své požadavky na výslednou stavbu a také jak transparentně kontrolovat průběh návrhu v jeho jednotlivých fázích. Opět jsou k tomu samozřejmě nutné dostatečné technické

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

39


dovednosti a kompetence jednotlivých zaměstnanců státní správy, což znamená především adekvátní vzdělávání v této oblasti. Díky úsporám v jednotlivých oblastech návrhu budovy je velmi pravděpodobné, že bude výsledný projekt kvalitnější a provoz zhotovené stavby bude ekonomičtější. Hlavní výhody 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

Certifikace návrhu stavby Nejrůznější certifikační nástroje jako LEEDS, BREAM či SBToolCZ jsou pro návrh i realizaci budovy stále častěji používané a v některých případech jsou dokonce povinné. Pokud je projekt zpracováván metodou informačního modelování, je možné podobně jako u různých analýz provádět rychlejší iterace a upřesňování výsledků. Zvláště efektivní je proces v případě, že je model navázán na externí databázi informací o stavebních elementech a materiálech, nebo pokud tyto informace přímo obsahuje. Zároveň je možné stavební elementy automaticky nebo poloautomaticky klasifikovat (pokud již není klasifikace jejich součástí) a následně použít ve formě strukturovaných výkazů, které mohou být aktualizovány.

Výhody BIM pro certifikaci návrhu stavby: • Snadnější iterační hodnocení • Automatické ohodnocení založené na materiálech a jejich vlastnostech • Automatické hodnocení založené na klasifikovaných stavebních elementech • Specifikace negeometrických parametrů jako součásti informačního modelu 40

BIM Příručka


Souhrn přínosů Pro přehlednost jsou hlavní přínosy a možné komplikace uvedeny v následující tabulce: Přínos

Možné komplikace

Investor »» Možnost kontroly projektu ve všech jeho fázích »» Rychlejší zapracování požadavků a změn »» Informace zásadní pro rozhodování jsou k dispozici v dřívějš��ch fázích »» snížení rizika špatného přenosu informací, a tím jak času, tak nákladů

»» Nutná technická znalost problematiky »» Nutné technické specifikace (například typu COBie) »» Neochota vyhodnotit přínosy využití BIM (cenu projektu versus úspory ostatních etap)

Architekt »» Pohodlnější nástroje pro práci »» Snadnější modifikace návrhu na základě požadavků klienta, statika atd. »» Snadné vytváření variant »» Rychlé vizualizace (není třeba znovu vytvářet 3D model) »» Rychlá odezva od statika ohledně možností konstrukce

»» Nutnost zajištění kompatibilní komunikace s ostatními účastníky »» Neochota přizpůsobit tvorbu modelu domluveným pravidlům »» Řešení možných omezení softwarových nástrojů při navrhování »» Řešení technicky složitých míst v raných fázích návrhu

»» Rychlé energetické analýzy »» Plynulý přechod od koncepčního modelu ke specifickému

Projektant stavební části »» Snadnější komunikace s architektem nad jedním modelem

»» Nutnost zajištění kompatibilní komunikace s ostatními účastníky

»» Snadnější zapracování změn

»» Neochota přizpůsobit tvorbu modelu domluveným pravidlům

»» Snadnější komunikace s klientem

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

41


Přínos

Možné komplikace

Projektant TZB »» Snadnější komunikace s architektem a statikem nad jedním modelem

»» Nutnost zajištění kompatibilní komunikace s ostatními účastníky

»» Snadnější zapracování změn

»» Zatím nedostupné knihovny produktů od výrobce – nutnost tvorby vlastních databází výrobků

»» Snadnější komunikace s klientem »» Úspora při vytváření analytického modelu »» Možnost variantního řešení »» Možnost energetických simulací

Statik »» Snadnější komunikace s architektem a projektantem stavební části nad jedním modelem »» Snadnější zapracování změn »» Snadnější komunikace s klientem

»» Nutnost zajištění kompatibilní komunikace s ostatními účastníky »» Chybějící specifikace požadavků na stavební model a zpětného předání změn konstrukcí

»» Úspora při vytváření analytického modelu

Facility manager »» Aktuální model budovy naplněný informacemi o jednotlivých stavebních elementech včetně dodavatele a informací o jejich údržbě »» Jednoduché vykazování stavebních elementů, ploch, atd.

42

BIM Příručka

»» Nutná technická znalost problematiky »» Potřeba nástroje (software) pracujícího s modelem BIM


Přínos

Možné komplikace

Rozpočtář »» Rychlá klasifikace jednotlivých stavebních prvků díky jejich snazší vizualizaci v modelu

»» Nutnost propojení modelu s cenovou databází

»» Úspora času díky automaticky generovaným výkazům výměr »» Neustálý přístup k aktuálním informacím – přesnější ocenění »» Možnost rychlé tvorby nákladových variant pro rozhodování »» Přehlednější evidence dat pro controlling (plán x skutečnost)

Zhotovitel »» Přístup k vždy aktuální dokumentaci »» Snadnější komunikace s projektanty jednotlivých odborností nad jedním modelem

»» Nutná technická znalost problematiky

»» Kontrola dodržování časového a finančního plánu »» Zmenšení počtu řešení kolizí zjištěných až při provádění stavby »» Možnost přípravy prefabrikace

Státní správa »» Vše co platí pro investora

»» Nutná technická znalost problematiky

»» Možnost automatické kontroly návrhu proti dané specifikaci (včetně automatické kontroly pro udělení stavebního povolení)

Certifikace budovy »» Úspora při vytváření analytického modelu

»» Nutná technická znalost problematiky

»» Možnost automatické kontroly některých aspektů modelu

Zainteresované strany – pro koho je BIM a proč

43


7

VYBRANÉ ASPEKTY INFORMAČNÍHO MODELOVÁNÍ


Data pro celý životní cyklus stavby Oproti současnému modelu, kdy životnost dat většinou končí předáním tištěné dokumentace posledního revidovaného stupně projektové dokumentace, jsou data BIM modelu předurčeny k dalšímu používání především pro fázi užívání stavby. Z datového modelu těží především provozovatelé budovy, neboť model obsahuje (resp. měl by obsahovat) všechny důležité strojní součásti budovy včetně jejich konkrétní pozice a atributových dat. Na trhu jsou k dispozici aplikace, které dokáží BIM datový model převést do FM systému a rozšířit tak stávající informace o prvcích prostřednictvím připojených dokumentů, nastavením plánu údržby atd. Tento efekt je přínosem jak pro investora, tak pro tvůrce projektové dokumentace, neboť investice vložená do vytvoření komplexního nD modelu je díky širšímu rozložení v čase mnohem efektivnější, než je tomu u stávajících řešení i přes to, že vstupní investice do tvorby BIM modelu bývá vyšší než u klasického 2D.

Komplexní 3D model Tvorba 3D modelu, a následné nebo souběžné generování 2D dokumentace, s sebou přináší velké množství výhod, ale i některé problémy. Základní výhodou je jednodušší představa prostorově složitých míst, z čehož plyne jednodušší komunikace mezi investorem, architektem, profesemi a dodavatelem stavby díky jejich přesné vizualizaci. Dále díky komplexnímu 3D modelu obohacenému o množství atributových informací klesá počet tzv. RFI (Request For Information) což významně snižuje časové nároky na komunikaci mezi profesemi. Další velkou výhodou 3D modelu je výkaz výměr, který odpovídá objemům a množství prvků, které byly do modelu zapracovány. Přínosem je i zohlednění vzájemných prostorových vazeb jednotlivých prvků či prostorů budovy. Asi nejvíce akceptovanou výhodou 3D modelu je potom možnost jeho fotorealistické vizualizace, což je prodejní nástroj jak pro dodavatele PD, tak i pro investora v případě, že se jedná o komerční objekt.

Vybrané aspekty informačního modelování

45


Tvorba 3D modelu je ovšem, i přes snahu všech výrobců software pro projektování staveb ve 3D, časově náročnější a to především u těch aplikací, které negenerují správně 2D zobrazení (specificky řezy a pohledy) a kde je nutné tyto zobrazení značně dopracovávat. Vzhledem k tomu, že se v současné době odevzdává pouze 2D dokumentace, se mnohdy rozdíl mezi rychlostí tvorby dokumentace ve 2D a ve 3D stírá, nebo se může projektování ve 2D jevit jako efektivnější. Proto je vždy nutné upozorňovat na přidanou hodnotu 3D modelu, kterou není pouze jeho vizualizace, ale další aspekty zmíněné výše. S tvorbou 3D modelu je spojený další fenomén, který je ve výsledku bezpochyby pozitivem pro všechny strany, nicméně má velké nároky na projektanta. Při tvorbě 3D modelu jsou od začátku patrná technicky složitá místa, což vede projektanta k jejich řešení v raných fázích projektu, např. ve studii. Při běžném 2D projektování se řešení stejného problému posouvá do fáze projektu pro stavební povolení nebo prováděcí dokumentace, v nejhorším případě na stavbu samotnou. Vyřešení těchto komplikovaných míst v rané fázi projektu má prokazatelně zásadní vliv na cenu projektovaného díla, ovšem vzhledem k současnému časovému nastavení odevzdání jednotlivých fází projektu je toto spíše překážkou. Proto je nutné u BIM projektu pozměnit časování odevzdání jednotlivých fází projektu. Posledním zásadním úskalím je vlastní fázování stupňů projektové dokumentace a snaha některých investorů na jednotlivé stupně získávat jiné zhotovitele s vidinou zlevnění projektované stavby. Je nutné si uvědomit, že již v raných fázích projektové dokumentace je budova řešena v mnohem větším detailu, než tomu bylo zvykem u klasické 2D dokumentace. Navíc jsou do modelu vkládány podrobné informace, které jsou běžně vydávány v pozdějších stádiích PD. Tudíž je pro tvůrce BIM modelu v raných fázích projektování velmi důležité, aby bylo zohledněno případné předávání digitálního modelu třetím stranám nebo pokračovatelům tvorby projektové dokumentace (viz Cena přidané hodnoty informací).

46

BIM Příručka


Koordinace profesí BIM ze své podstaty nabízí rozsáhlé možnosti z hlediska koordinace profesí a podpory pro skutečnou spolupráci na projektech. Míra spolupráce je proto také podstatným měřítkem souvisejícím se zavedením informačního modelování do stavebního procesu. Právě díky koordinaci je možné zkrátit dobu návrhu a projektování a zároveň zvýšit kvalitu výsledného modelu a tím i celého projektu jako takového. Následující diagram je v souvislosti s informačním modelováním často uváděn a popisuje právě rozdíl mezi klasickým způsobem projektování a informačním modelováním. Modrá linie ukazuje klesající schopnost ovlivnit náklady na stavbu a její výkonnost po všech stránkách (energetika, obsah vestavěného CO2, atd.). Na druhé straně červená linka ukazuje stoupající náklady na provádění jakýchkoli změn v návrhu v pozdějších fázích projektu. Zatímco klasický způsob projektování soustředí největší úsilí do střední části, kdy je provádění změn již poměrně komplikované a nákladné, při použití BIM jako metodiky je možné přesunout většinu úsilí do počáteční části návrhu, kdy jsou náklady na změny ještě malé, a je jednoduché ovlivnit výslednou kvalitu návrhu stavby. To samozřejmě znamená, že je třeba změnit způsob, jakým fungují týmy při návrhu budovy především z hlediska načasování a rozložení prací současně s vysokou mírou skutečné mezioborové spolupráce.

2

Účinnost / Náklady / Úsilí

1

4

3

Prvotní návrh

Detailní návrh

Dokumentace stavby

Provádění stavby

1

Schopnost ovlivnit náklady a výkonnost stavby

2

Náklady na změny v návrhu

3

Pracovní postup zaměřený na kresbu dokumentace (klasický postup)

4

Pracovní postup BIM

Správa a údržba

Zdroj: Patrick MacLeamy, AIA/HOK Překlad a zpracování: Martin Černý, VUT v Brně, 2013

Vybrané aspekty informačního modelování

47


Negeometrické informace

4D – ČASOVÉ INFORMACE Plánování ve stavebnictví představuje rozvržení projektu v čase a prostoru. Díky BIM modelu může být virtuální plánování snazší, jelikož si lze jednotlivé objekty lépe vizuálně představit a snáze je tak rozčlenit. Rozšíření 3D modelu a jeho objektů o parametr času představuje další tzv. 4. rozměr BIM. Plánování pomocí BIM modelu usnadňuje prostorovou koordinaci, rozvržení staveniště, evidenci materiálů, prefabrikátů apod. Čtvrtý rozměr v sobě také může zahrnovat plán logistiky na staveništi a umožní vést stavební deník efektivněji a přesněji. Lze díky němu také sledovat dodržování nutných bezpečnostních opatření na stavbě. BIM model eviduje výrobu, subdodávky, dopravu, instalaci apod. na jednom místě, a tak usnadňuje vzájemnou koordinaci těchto činností. Plánování hraje ve stavebnictví velice důležitou roli, stejně jako kontrola kvality, která je díky BIM modelu snazší. V porovnání se stávajícími SW pro plánování se díky rozvoji technologií a uplatnění BIM přístupu mění zaběhlé zvyklosti k lepšímu. Mezi významné přínosy patří: • vizualizace projektového plánu v čase a prostoru, • možnost sledování stavu objednávek materiálu (dodávka), • eliminace kolizí nejen z pohledu prostoru, ale také času a pořadí (rozuměj technologie provádění), • časová omezení (milníky, rezervy, kritická místa) jsou lépe viditelná díky vizualizaci a jejich identifikace může zároveň sloužit k odhalení skrytého potenciálu projektu, • lepší hospodaření s kritickými zdroji – práce, materiály, čas, • snazší komunikace mezi projektanty, dodavateli stavby atd., • jednoduchý převod mezi plánováním, dodávkou a úsporami času i nákladů, • usnadňuje tvorbu rozpočtu.

48

BIM Příručka


4. rozměr BIM poskytuje navíc informace, které by za normálních okolností v brzkých fázích projektu ještě nebyly k dispozici. Tím lze vytvářet přesnější odhady (plány), které od počátku sledují cíl projektu a zlepšují spolehlivost cenových odhadů. Právě cena bývá považována za 5. rozměr BIM.

5D – CENOVÉ INFORMACE Rozpočtování (oceňování) je dalším oborem, který může těžit z výhod návrhu stavby, který je zpracován jako BIM model. Projektování je zodpovědností architektů a projektantů, zatímco odhad nákladů je doménou rozpočtářů. Architekti se obvykle nezabývají výkazy výměr nebo cenami – to je právě úkol rozpočtáře. V současné praxi rozpočtář obdrží projekt v papírové podobě nebo v needitovatelné elektronické formě a manuálně vypočte výkaz výměr, což s sebou nese riziko lidských chyb. Ty mohou plynout jak z nepřesností projektu, tak z výpočtu výměr. Čas, který stráví rozpočtář nad oceněním stavby, se liší projekt od projektu. Většinou však věnuje cca 50 – 80 % svého času výpočtům. Při použití BIM modelu namísto klasických 2D výkresů jsou výkazy výměr, výpočty a měření generovány automaticky. Tím je zaručena neustálá konzistentnost informací s návrhem. Jakékoliv změny v modelu se průběžně evidují a související data jsou aktualizována. Díky funkčnosti 3D modelu (vizualizace z různých pohledů) lze lépe porozumět detailům a technologiím a odpadá nutnost domněnek a odhadů o tom jaký byl záměr projektanta. Tím se také sníží počet budoucích rozpočtových změn. Při realizaci stavebního díla však dochází k řadě procesů, činností a prací, které nelze graficky znázornit. V tu chvíli je významná role rozpočtáře, který musí do kvalitního ocenění vnést svoje znalosti a zkušenosti o technologiích provádění. Například pro správné stanovení ceny ocenění otvoru ve zdivu je nutno do kompletního ocenění zahrnout více položek – bourání, zapravení, osazení zárubní apod. Proto je nutné sladit tvorbu automatického výkazu výměr se stávajícími metodikami měření, které slouží pro oceňování. Oceňování vyžaduje odborný přístup rozpočtáře, který analyzuje jednotlivé prvky, materiály, práce a jejich provádění. Pokud není pro ocenění určitého objektu

Vybrané aspekty informačního modelování

49


dostupná cena, je potřeba jej rozebrat na dílčí prvky, které jsou ocenitelné jednotkovou cenou nebo vytvořit vlastní alternativní ocenění. Vstupy i výstupy BIM modelu musí být stejně kvalitní. Je nutno definovat jednotlivé prvky (objekty) a jejich parametry, podrobnost, členění apod. Výše uvedené je potvrzeno také požadavky na oceňovací tým obsažené v zahraničních BIM příručkách: • schopnost definovat specifické modelové postupy, které přináší výkazy výměr, • schopnost identifikovat množství pro vhodnou (adekvátní, danou) úroveň oceňování, • schopnost ovládat model tak, aby bylo možné získat množství vhodné pro oceňování. Problém může nastat v rozdílném pojetí stejných dat. Klasifikace pro oceňování je založena na jiných principech než práce projektanta. Ke sladění těchto přístupů je třeba kompromisů z obou stran. Jako řešení se jeví vytvoření objektové knihovny, kde by cena byla jedním z parametrů objektu. Toto však lze aplikovat na omezené množství objektů, ne pro podrobné položkové rozpočty. Jak již bylo uvedeno, jednomu objektu může odpovídat více polo��ek, které vyplývají z technologie provádění – ne všechny činnosti, které jsou nutné k provedení stavebního díla lze graficky znázornit (ztratné, úpravy povrchů a další). Informace pro ocenění bývají popsány v technické zprávě, nebo v jiném textu či poznámce. Aby bylo ocenění kvalitní a přesné, musí rozpočtář všechny tyto informace brát v úvahu. Při tvorbě objektové knihovny je tedy nutno zohlednit požadovanou podrobnost ocenění a efektivitu celého projekčního a oceňovacího procesu. Propojením BIM modelu s oceňovací databází, vzniká jeho 5. rozměr. Z uvedených důvodů je nutno najít klíč ke sladění objektových knihoven tak, aby prvky (objekty) odpovídaly projekčním zvyklostem a zároveň byly seskupeny tak, aby jim mohla být co nejjednoznačněji přiřazena jednotková cena. Je důležité definovat potřebné parametry pro ocenění jednotlivých objektů BIM modelu. Zároveň je potřeba vytvořit 5D knihovnu nákladů, která bude reprezentovat funkčnost oceňovací databáze a umožní aplikovat ocenění v různých fázích životního cyklu projektu. Nicméně bez standardů, které by stanovily přímou vazbu BIM objektů k oceňovací databázi, je velice složité provést synchronizaci obou přístupů, a tím zajistit přesné ocenění. Efektivita oceňovacího procesu a úspora času musí 50

BIM Příručka


být vyšší než čas vynaložený na analýzu a překonávání rozdílů mezi modelem a databází. Přestože stále existuje řada překážek, jeví se začlenění pátého rozměru do BIM modelu jako velký přínos. Dle zahraničních průzkumů více než ²/₃ firem z oblasti oceňování považují BIM za přístup, který v porovnání s tradičními postupy usnadňuje sdílení a získávání informací. Automatická tvorba výkazu výměr, ušetří čas a rozpočtář jej pak může využít k důležitějším činnostem a řešení detailů, které zajistí kvalitnější a přesnější ocenění.

6D, 7D, … nD BIM může obsahovat ještě mnoho dalších rozměrů. Například energetická náročnost (energetické analýzy), řízení životního cyklu (Investor/Facility Management) a jakékoliv další atributy, které jsou použitelné pro modelování nějaké veličiny týkající se stavby, mohou reprezentovat další rozměry. Ty se pak někdy označují dalšími D a někdy se potom obecně mluví o nD modelování. Označení těchto dalších rozměrů však není v současnosti ustálené.

Vybrané aspekty informačního modelování

51


Úroveň podrobnosti (Level of Detail/Development) Na výkresech se vykreslují objekty a jejich části v určitém měřítku, kterému odpovídá i zobrazovaná podrobnost. I při modelování ve 3D si lze určit takovou podrobnost modelování, která bude odpovídat potřebě následného zpracování modelu a to ať pasivnímu, tj. pouhé přebírání informací, tak aktivnímu, tj. dalšímu zpracování detailu. Tento aspekt úzce souvisí i s nároky konkrétních nástrojů na zdroje, protože podrobné modely jsou přirozeně náročné na zpracování. Přitom pro většinu aplikací je dostatečné pouze schématické znázornění objektů. Souvisejícími pojmy jsou úroveň vývoje (rozpracovanosti) projektu (Level of Development) a úroveň podrobnosti (Level of Detail). Někdy jsou tyto zkratky a termíny zaměňovány, ale v případě “Level of Detail” se jedná pouze o geometrickou podrobnost a pojem původně pochází ze standardu CityGML, který pro jednotlivé úrovně detailu definuje typy objektů a jejich geometrickou podrobnost od úrovně regionu po místnosti budovy. “Level of Development” je zpravidla používán v souvislosti s dokumentem E202™ 2008, který zhotovil American Institute of Architects (AIA) pro účely návrhu smluvních vztahů souvisejících s informačním modelováním budov. Tato úroveň je popsána nejen z hlediska podrobnosti geometrie, ale také z hlediska podrobnosti, přesnosti a rozsahu informací o jednotlivých objektech. Pro ukázku je v následující tabulce uveden popis jednotlivých LOD podle AIA E202™. Pro vzájemnou komunikaci s klientem, nebo v rámci projektového týmu se pak zpravidla používají hodnoty LOD mezi jednotlivými definovanými LOD podle toho, v jaké fázi se projekt právě nachází.

52

BIM Příručka


Popis

Použití

LOD 100 Celkový objemový model budovy,

Analýzy – založené na objemu, ploše, typu vý-

orientační plocha, objem, umístění

stavby, umístění a orientaci projektu. Mohou být

a orientace ve 3D modelu, nebo jiné

provedeny první analýzy výkonnosti budovy.

reprezentaci

Rozpočtování – založené na známém přibližném objemu, ploše, typu výstavby atd. Plánování – rozvržení projektu na fáze, odhad celkové doby trvání projektu

LOD 200 Jednotlivé stavební elementy jsou mo-

Analýzy – analýzy výkonnosti stavby mohou být

delovány jako generalizované systémy

založené na přibližných informacích o výkonnosti

nebo seskupení elementů s přibliž-

jednotlivých typů stavebních elementů

ným množstvím, rozměrem, tvarem, umístěním a orientací. K jednotlivým elementům mohou být přiřazeny negeometrické popisné informace.

Rozpočtování – může být založeno na přibližných informacích v modelu s využitím konceptuálních technik odhadu Plánování – můžeme modelovat časové rozložení hlavních částí projektu a jednotlivých konstrukčních skupin elementů

Vybrané aspekty informačního modelování

53


Popis

Použití

LOD 300 Stavební elementy jsou modelovány

Výstavba – model je v této úrovni použitelný pro

jako specifické skupiny elementů přesné

vytvoření odvozené tradiční dokumentace a prová-

ve smyslu jejich množství, rozměrů,

děcích výkresů

tvaru, umístění a orientace. K jednotlivým elementům mohou být přiřazeny negeometrické popisné informace.

Analýzy – model může být použit pro analýzy výkonnosti jednotlivých systémů stavebních elementů při použití specifických výkonnostních informací přiřazených jednotlivým elementům nebo jejich typům Rozpočtování – založené na konkrétních hodnotách jednotlivých stavebních elementů, jejich množství a dalších parametrech Plánování – můžeme modelovat detailní rozvrh výstavby pro jednotlivé stavební elementy

LOD 400 Stavební elementy jsou modelovány

Výstavba – modelované stavební elementy před-

jako specifické objekty s přesným

stavují virtuální reprezentaci konkrétních navrho-

rozměrem, tvarem, umístěním, množ-

vaných elementů a jsou použitelné pro výstavbu.

stvím, orientací, informacemi o zhotoviteli a podrobnými detaily. K jednotlivým elementům mohou být přiřazeny negeometrické popisné informace.

Analýzy – Výkonnost modelu může být analyzována na základě konkrétních schválených stavebních elementů a jejich typů. Rozpočtování – náklady jsou založené na konkrétních cenách za schválené elementy tak, jak budou zakoupeny. Plánování – můžeme modelovat detailní rozvrh výstavby pro jednotlivé stavební elementy včetně stavebních postupů a doporučení

54

BIM Příručka


Popis

Použití

LOD 500 Stavební elementy jsou modelovány tak jak byly postaveny a dodány s přesnými rozměry, množstvím, tvarem, polohou a orientací. K jednotlivým elementům mohou být přiřazeny negeometrické popisné informace.

Obecné použití – Model může být použit pro správu a údržbu nemovitosti, stavební úpravy a podobně, avšak pouze do té míry, jaká je povolena licenčním ujednáním týkajícím se modelu.

Vybrané aspekty informačního modelování

55


BIM a autorská práva Stejně jako jakýkoliv jiný produkt i BIM model je chráněn autorským zákonem. Tvůrce návrhu je tedy automaticky chráněn proti zneužití jeho návrhu. Zde je tedy situace stále stejná jako v současné době. Zásadní změnou je však množství předávaných informací mezi jednotlivými účastníky stavebního procesu od návrhu stavby po její správu. Jak již bylo řečeno výše, je množství informací vkládaných do modelu v raných fázích projektu (studie, DUR) mnohem větší, než v případě 2D dokumentace. Proto je nezbytné upozornit na to, aby se tvůrce modelu jednoznačně domluvil s odběratelem dokumentace, jaké informace odběrateli poskytne. Jestli předání elektronické dokumentace znamená předání PDF výkresů, pak není investice do BIM modelu v raných fázích projektu ohrožena. Pokud si investor vyžádá BIM model, pak je nutné specifikovat úroveň detailu, ve kterém bude model předáván a z tohoto musí být odvozena i cena prací v této fázi. Stanoveným nastavením se pak musí řídit i projektanti, kteří model fyzicky vytváří, což je velmi komplikované, neboť BIM model od začátku nutí k řešení technicky složitých míst a to i těch, které jsou standardní 2D dokumentací nepostihnutelné. V současnosti nejsou k dispozici vzory smluv, které by umožnily snazší nastavení smluvního vztahu mezi dodavatelem a odběratelem BIM dokumentace a konkrétní případy je nutné zatím řešit jednotlivě.

Potřebujeme profesi BIM manažera? Jak již bylo výše uvedeno, BIM je nástroj, který pomáhá účastníkům stavebního procesu mimo jiné dosáhnout vyšší efektivity práce, kvalitnějšího provedení, lepší koordinace klíčových informací, jejich kompletace a dalšího využití. Toto nové pojetí však vyžaduje změnu přístupu a provádění v zavedených postupech. Jednou z alternativ, kterou lze podpořit implementaci BIM do firemních procesů a projektů je vytvoření tzv. plánu informačního modelování (viz BIM Execution Project Plan – dále BEP). V souvislosti s tímto dokumentem vyvstává také otázka vytvoření role BIM manažera. Potřebujeme však nutně tuto novou pozici a co si pod ní představit? Na základě několika případových studií je tato funkce považována za jeden z důležitých kroků k realizaci plánu informačního modelování (BEP). 56

BIM Příručka


BIM manažer může být chápán jako osoba, jejímž úkolem je začlenění BIM do firemních procesů. Druhý pohled už představuje vedoucího konkrétních BIM projektů. Některé přístupy tyto zodpovědnosti propojují, princip však zůstává stejný – řídit BIM co nejefektivněji.

EXISTUJE ROZDÍL MEZI CAD A BIM MANAŽEREM? Zkušenosti v zemích, kde je BIM již standardní součástí stavebnictví, většinou hovoří pro vytvoření pozice BIM manažera. Mnohem důležitější se však jeví zejména pochopení odlišností od stávajících zavedených profesí (např. CAD manažer). Důvody lze nejlépe odvodit z přínosů BIM, jako jsou přesnost, konzistentnost, sjednocení, koordinace a synchronizace. Zatímco CAD manažer se zabývá vlastními výkresy, rozvržením hladin, nastavením tisku apod., BIM manažer musí kromě znalostí příslušných software mít také dobré rozhodovací schopnosti. Jedině tak může určit, kam se budou informace ukládat, jakým způsobem budou modely od spolupracovníků koordinovány s architektonickým modelem, kdo je vlastníkem daného geometrického modelu, kdo pro něj zadává požadavky, jak jsou jednotlivé části projektu propojovány a kdy bude nutno provést kontrolu kolizí. BIM manažeři řídí projekt na vyšší úrovni zodpovědnosti. Musí rozumět informačním tokům, návaznosti jednotlivých stavebních objektů, vědět jak BIM ovlivňuje tým, platby, manažerskou strukturu, dodávky, vzdělávání, technologie atd. Pro dosažení efektivního užívání BIM je nutno aplikovat jak stávající, tak nové znalosti a hlavně jiný způsob myšlení – takzvané „nelineární myšlení“. Neustálé změny modelu, jeho průběžná aktualizace a kontrola jsou součástí procesu řízení, který umožňuje dosáhnout efektivního využívání zdrojů od vlastního návrhu až po údržbu stavby.

Vybrané aspekty informačního modelování

57


Sdílení modelu a dat

Vývoj návrhu a optimalizace

Rychlá analýza a výpočet

Jak se proces projektování v čase upřesňuje, dochází k aktualizaci informací, a tím i vztahů mezi objekty. Ostatní související data (např. výkaz výměr) se také změní. Pro řízení těchto procesů musí BIM manažer porozumět všem aspektům propojení a vlivů, které může způsobit byť jen jediná změna v BIM modelu. Důležité je udržet po celou dobu komplexní nadhled nad celým projektem.

POSLÁNÍ BIM MANAŽERA Hlavním úkolem BIM manažera je zajistit své firmě maximální přínos, kterého lze pomocí BIM dosáhnout. Zároveň je také základní článkem projektového týmu a musí být schopen přesvědčit ke spolupráci jak interní, tak externí účastníky projektu. Je důležité, aby organizace měla jasně stanovený přístup a vnitřní systém tak, aby všichni uživatelé BIM měli přehled o nástrojích, návodech a požadavcích. Mezi vybrané povinnosti BIM manažera patří: • definování cílů pro efektivní užívání zdrojů/zdrojových dat, • následování a vedení plánu informačního modelování (BEP), • vývoj a užívání objektové knihovny, která obsahuje standardní klasifikaci pro stavebnictví, • řízení projektových dat a vyladění procesu plánování zdrojů, • vytváření, odstraňování, modifikování a údržba vhodných přístupových

58

BIM Příručka


práv jednotlivých uživatelů BIM modelu tak, aby nedošlo ke ztrátě dat při jejich výměně, údržbě nebo archivaci • stanovení pravidel pro řízení modelu jako jsou například: »» »» »» »» »»

původ modelu, koordinační systém, měrná jednotka, názvosloví modelu, autorizace a zmrazení modelu v pravidelném intervalu, detekce kolizí a jejich monitorování, zálohování modelu, verze, přístupová práva apod.,

• stanovení zásad pro formy výstupů bez ohledu na HW, SW, licence, formát souboru apod., • sběr příchozích modelů, jejich koordinace a výměna dat v souladu s plánem, evidence příchozích modelů a jejich archivace, • vytvoření bezpečnostního protokolu, který zabrání zneužití či zničení dat a zajistí pravidelné zálohování. BIM manažer by si měl být za všech okolností jistý, že všechny zainteresované strany spolupracují na řešení problémů tou nejefektivnější cestou. Nezáleží na tom, jak bude tato pozice nazývána (BIM leader, BIM champion, BIM manager, BIM coordinator), teoreticky není ani nutné ji vytvářet. Výše uvedené procesy mohou být zajišťovány již existujícími členy projektového týmu, jako jsou projektanti, CAD manažeři, projektoví manažeři, konzultanti, dodavatelé atd. Důležité je však neopomenout žádný z kroků, který správná implementace BIM vyžaduje, a to ať už jde o firemní principy, směrnice či vlastní řízení BIM projektů. Jako zásadní se také jeví počáteční investice do vzdělání. BIM do firmy nelze zavést pouze zakoupením vhodného softwaru. Jinak se totiž z počáteční myšlenky může stát pouze nákladný projekt bez požadovaného výsledku.

Cena přidané hodnoty informací Pokud se jedná o druh a objem informací, které mají být součástí modelu, je v dnešní době stav poměrně dobře definován. Zadavatel a dotčené úřady určují, co vše je nutné dodat k tomu, aby stavba byla povolena a později zkolaudována. Narozdíl od klasické 2D dokumentace však BIM přináší řadu praktických výhod a proto by tvorba modelu měla být i náležitě oceněna. Podle průzkumu mezi

Vybrané aspekty informačního modelování

59


projektanty je objem práce větší přibližně o 10 až 20 % a tomu by mělo odpovídat i ohodnocení. Jak již bylo uvedeno, vede použití BIM k dalším úsporám, které zpravidla tento nárust více než pokryjí. Většina výhod byla již zmíněna v předchozích kapitolách. Zde uvádíme výčet těch nejpodstatnějších, které mohou být argumentem pro použití metodiky BIM pro návrh stavby. 1 Defragmentace dat – BIM centralizuje a lokalizuje informace do jednotného BIM modelu. Díky tomu je možné návrhová data využívat i v dalších fázích životního cyklu stavby. 2 Zefektivnění tvorby PD – dle odhadů firem, které BIM proces používají již delší dobu, vzrostla efektivita práce o 10 – 30 % v závislosti na stupni zpracovávané PD. 3 Výrazně lepší koordinace profesí – tento argument lze při jednání s investorem použít jen obtížně, neboť i 2D projekt musí být perfektně zkoordinovaný. Praktická zkušenost ze všech projektů však říká, že ve 2D je koordinace velmi obtížná a velké množství kolizí řeší až stavba, což přináší nemalé náklady. Podle informací společnosti Skanska je možné využitím BIM procesů uspořit až 20 % nákladů spojených s nedokonalou koordinací. Takto uspořené prostředky minimálně pokryjí zvýšenou cenu návrhu stavby. 4 Snadnější příprava podkladů pro nacenění stavby – BIM model neznamená mít automaticky hotový rozpočet. Model a s ním spojené výkazy výměr jsou ale velmi silným pomocníkem při jeho přípravě. Časová náročnost základního zpracování rozpočtu by měla být výrazně nižší, než je tomu v současné době. Rozpočtář takto ušetřený čas využije k analýze detailů, které zajistí kvalitnější a přesnější ocenění. 5 Koordinace se stavbou – stavbě je možné předávat data o množství jednotlivých materiálů v jednotlivých stupních výstavby.

Pokud porovnáme celkové náklady během životního cyklu stavby, je patrné, že navýšení ceny projektu není ve skutečnosti tak výraznou položkou ve srovnání s tím, jaké úspory může přinést.

60

BIM Příručka


Vzhledem k výše uvedenému lze říci, že je možné současné ceny projektové dokumentace, stanovené dle honorářového řádu, navýšit až o 20 %. Toto navýšení by mělo být více než vyváženo lepší kvalitou projektu po stránce realizace. Metodika BIM má velký potenciál ušetřit náklady na vícepráce, a také náklady na užívání stavby, kdy optimalizovaný návrh může vést k výrazným energetickým a dalším úsporám. Tlak na nízké náklady návrhu stavby se v opačném případě promítá do nízké kvality a vyšší ceny realizace a vyšších nákladů na užívání stavby.

Procesy informačního modelování

PLÁN INFORMAČNÍHO MODELOVÁNÍ (BIM PROJECT EXECUTION PLAN)

Identifikace cílů BIM Identifikace účastníků

Definice projektu a projektového týmu na základě identifikace cílů a účastníků

Specifikační dokumenty

Návrh procesů v rámci BIM projektu

Vytvoření procesů obsahujících úlohy, které budou realizovány s podporou BIM současně s daty, která budou za tím účelem vyměňována

Procesní mapa

Definice výměny informací

Návrh informačního obsahu, úrovně podrobnosti a odpovědných účastníků pro jednotlivé výměny informací

Tabulky výměny informací

Definice podpůrné infrastruktury pro implementaci BIM

Definice infrastruktury, která je nutná pro realizaci definovaných procesů v rámci projektu

Dokumenty popisující komunikaci, technologie (HW, SW), kontrolu kvality modelů, strategii předávání a přebírání informací

Plán použití BIM

Pokud má být metodiky BIM využito tak, aby maximální měrou přispěla k naplnění cílů projektu ve smyslu času, kvality i ceny, je třeba pro každý projekt vytvořit plán informačního modelování. Tento plán musí být vytvořen před začátkem návrhového procesu, aby dával smysl z pohledu projektu jako celku. Pro vytvoření takového plánu existují různá doporučení a standardy včetně šablon dokumentů a tabulky s typy dat v jednotlivých fázích návrhu. Zatím takové dokumenty neexistují pro české prostředí, ale je možné se inspirovat zahraničními materiály. Příkladem je “BIM Project Execution Planning Guide”, který je součástí Amerického standardu NBIMS v2, nebo Singapore BIM Guide, který vydal stavební úřad v Singapuru.

Zdroj: BIM Project Execution Planning Guide v2.1. 2011 Překlad a zpracování: Martin Černý, VUT v Brně, 2013

Vybrané aspekty informačního modelování

61


Plán informačního modelování by měl identifikovat jednotlivé účastníky projektu, kteří se budou podílet na samotném procesu informačního modelování a jejich cíle z hlediska BIM. Dále je třeba specifikovat procesy během modelování a jejich výkon. Je tak zpravidla vytvořena takzvaná procesní mapa, která popisuje jednotlivé procesy během návrhu stavby současně s informací o výměně informací mezi jednotlivými účastníky. Na základě procesní mapy jsou identifikovány typy informací a jejich umístění v procesu návrhu stavby a informace týkající se zodpovědnosti za jednotlivé části výsledného modelu. Tím nemusí a v současnosti zpravidla ani není jediný model, ale spíše sloučení jednotlivých oborových modelů. Jedním z hlavních výstupů je pak matice typů dat a účastníků stavebního procesu současně s časovým zařazením v rámci projektu. Plán může obsahovat i popis infrastruktury z hlediska organizace i HW či definici smluvních vztahů mezi účastníky, které regulují právě zodpovědnost a autorská práva týkající se jednotlivých částí modelu.

VÝMĚNA INFORMACÍ MEZI ZAINTERESOVANÝMI STRANAMI Jak bylo uvedeno v předchozí části, je BIM opravdu užitečný především v případě, že se na informačním modelování podílí více účastníků a že je jejich spolupráce organizovaná a řízená. V ideálním případě se na procesu návrhu a tvorby modelu podílí všichni, kdo mají se stavbou něco do činění. To znázorňuje i následující diagram převzatý z Velké Británie. Pokud má být výměna informací účinná, je třeba identifikovat oblasti výměny dat, jejich strukturu, podrobnost a technické aspekty jako je sdílení modelu, přístup k modelu, rozdělení zodpovědnosti a podobně. Za tím účelem je vhodné vytvořit přehledné tabulky, které tyto informace shrnují vždy pro jednotlivé odborné oblasti a časové úseky návrhu stavby. To jakým způsobem data prochází projektem, je vhodné modelovat ve zmíněných procesních mapách. Ty mají jednotlivé úrovně od první obecné, která popisuje celkový proces projektu z globálního pohledu, až po podrobné mapování procesu, jakým je například energetická analýza budovy. V souvislosti s výměnou informací je třeba zmínit také datový formát, který lze použít. V oblasti informačního modelování existuje pouze jeden mezinárodně uznávaný datový standard a tím je IFC (Industrial Foundation Classes) udržova62

BIM Příručka


ný organizací buildingSMART. Ta byla v souvislosti se standardy pro informační modelování staveb zmíněna v tomto textu již několikrát, stejně jako formát IFC, které bude podrobněji popsáno v následující části.

INDUSTRIAL FOUNDATION CLASSES (IFC) Autorem tohoto standardu je International Association for Interoperability (IAI). V současnosti je používána a podporována verze 2x3 TC1. Zveřejněna je již i nová verze IFC4 (původní pracovní název IFC2x4), ale software používaný pro tvorbu a zpracování modelů zatím tuto verzi nepodporuje. Autoři SW pro informační modelování se však jeho implementací v době psaní tohoto textu již intenzivně zabývají. Standard IFC 2x3 byl vydán v únoru 2006 a je registrován jako ISO 16739. Tato norma byla v březnu 2013 aktualizována a vydána pro verzi IFC4. Je také třeba dodat, že IAI byla přejmenována na buildingSMART International (bSI), proto v souvislosti s IFC je zmiňována pouze buildingSMART. Důležitost IFC spočívá v několika aspektech, které byly také důvodem pro vznik tohoto standardu. První důležitou vlastností je, že se jedná o otevřený veřejně dostupný standard. Každý může tedy podle standardu vytvářet aplikace pro práci s modelem ve formátu IFC. To souvisí i s další vlastností a tou je dlouhodobá udržitelnost modelu. Dlouhodobá možnost práce s daty je obzvláště důležitá, pokud uvážíme, že doba obměny SW je řádově 1 až 2 roky, zatímco předpokládaná doba životnosti stavby je řádově 50 až 100 a více let. Model IFC je schopen popsat prakticky všechny aspekty stavby a stavebního procesu, i když většina SW nevyužívá všech možností IFC. Model ve formátu IFC i ifcXML je uložen v podobě prostého textu, tedy v nejjednodušší a člověkem čitelné formě. To neznamená, že by byl člověk schopen představit si model a pracovat s ním, ale je možné jej zpracovat nezávisle na operačním systému a použitém SW. Nevýhodou je velký objem dat oproti binárním souborům se shodným obsahem. Proto je také definován jako doplněk formát ifcZIP, který je komprimovanou verzí IFC nebo ifcXML. Použitím ZIP komprese se zmenší velikost IFC souborů o 60 – 80 % a ifcXML o 90 – 95 %. Tento formát je určen především pro přenos a dlouhodobé ukládání dat. Model IFC je zcela soběstačný a pro jeho zpracování nejsou zapotřebí žádné vnější knihovny objektů. Některé informace přirozeně zůstávají vně systému a je pak možné je definovat odkazem.

Vybrané aspekty informačního modelování

63


V souvislosti s vydáním IFC4 se začíná často hovořit o knihovnách produktů a jejich specifikaci a tvorbě přímo u zdroje informací – u výrobců. Tímto tématem a s důrazem na technická zařízení budov se zabývá připravovaná norma ISO 16757. V případě tvorby katalogů se srovnatelnými informacemi lze mnohem lépe porovnávat vlastnosti celkového návrhu budovy a vytvářet jeho varianty. Softwarové produkty by se pak mohly zaměřit na zpracovávání dostupných informací a ne na samotnou tvorbu jednotlivých stavebních dílů. Všemi uvedenými vlastnostmi IFC podporuje interoperabilitu mezi odbornými oblastmi, odborníky a různými systémy. To je důležité v oboru, jako je stavebnictví, kde se i na malé zakázce podílí řádově šest různých společností a nejsou výjimkou ani projekty, na kterých se jich podílí až dvacet. K tomu je třeba připočíst další potenciální účastníky při udržování stavby a jejím provozním managementu. Na závěr uvádíme diagram ukazující rozsah a strukturu datové specifikace IFC →

64

BIM Příručka


Instalace a požární ochrana

Měření a regulace

Statické elementy

Statické analýzy

Vytápění a vzduchotechnika

Elektroinstalace

Architektura

Řízení výstavby

Správa a údržba nemovitosti

Sdílené obslužné elementy

Drobné stavební elementy

Společné stavební elementy

Sdílené elementy pro řízení stavby

Sdílené elementy pro správu staveb

Rozšíření pro kontrolu

Produktové rozšíření

Procesní rozšíření

Standardizováno jako ISO/PAS 16739

Jádro

IFC2x3 TC1

Rozšíření oproti ISO/PAS 16739

Popis vlastností materiálů

Popis kótování

Popis účastníků procesu

Popis vzhledu

Popis data a času

Popis externích odkazů

Popis geometrických omezení

Popis geometrických modelů

Popis geometrie

Popis materiálů

Popis profilů

Popis vlastností

Popis kvantit

Popis reprezentace objektů

Popis topologie

Popis infrastruktury modelu

Popis vzhledu popisů a kót

Popis organizace popisů vzhledu

Popis vzhledu objektů

Popis časových řad

Popis omezení

Popis schvalování

Popis měr

Popis cen

Popis statické zátěže

Popis vlastností profilů

Převzato z: http://www.buildingsmart-tech.org/, překlad a přepracování: Martin Černý, VUT v Brně

Vybrané aspekty informačního modelování

65


8

ZÁVĚR


V předchozích kapitolách jsme se snažili se s laskavým čtenářem podělit o naše znalosti a zkušenosti s informačním modelováním budov. Věříme, že BIM je cestou, jak posunout stavebnictví dopředu, ale zároveň nechceme předkládat žádná zaklínadla a jediná řešení. Protože každá lidská činnost vyžaduje vždy trochu přemýšlení a ochotu vnímat a naslouchat okolí, je tomu tak i v případě metodiky BIM. BIM není cílem, ale pouze prostředkem, který nám může pomoci navrhovat stavby lepší po všech stránkách. Je především účinným prostředkem na podporu spolupráce mezi odborníky, zadavateli, uživateli a všemi, kdo nějakým způsobem souvisejí se stavbou a jejím užíváním. BIM rozhodně nevyřeší problémy, ale poskytuje prostředky a nástroje, které řešení umožňují a usnadňují. Tento text je prvním výstupem práce pracovní skupiny „BIM & Standardy a legislativa“, jak bylo uvedeno v úvodu. Protože cílem Odborné rady pro BIM je šíření vzdělání a informovanosti v oblasti informačního modelování budov, doufáme, že se nám tímto podařilo k tomuto cíli přispět. České stavebnictví bude muset urazit ještě kus cesty, než bude BIM běžným způsoben navrhování staveb, ale věříme, že k tomu dojde v blízké době. Proto se budeme tímto tématem dále aktivně zabývat a průběžně se budeme snažit o naše poznatky podělit s širokou odbornou i laickou veřejností.

Kapitola

67


9

SLOVNÍK POJMŮ


Building Information Model / BIM model (digitální reprezentace, soubor) sdílená digitální reprezentace fyzikálních a funkčních vlastností jakékoliv stavby (budovy, mostu, silnice apod.), která poskytuje základ pro rozhodování Building Information Modelling / BIM, resp. BIM proces je proces tvorby a použití digitální reprezentace budovy – virtuálního modelu budovy/stavby. Výsledkem sestavení modelu je sdílená znalostní databáze podporující rozhodovací procesy od nejranějších fází návrhu, přes projekci, provádění stavby až po správu během používání stavby a případnou demolici. Building Information Management / BIM BIM přímo či nepřímo ovlivňuje všechny účastníky stavebního procesu. BIM mění tvorbu, používání a sdílení údajů o stavebním díle po celou dobu životnosti díla. BIM je digitální systém a sada otevřených standardů podporujících spolupráci během životního procesu stavby. Zahrnuje 3D (vizualizaci), 4D (čas a plánování) a 5D (finanční odhady a plánování) údajů, které slouží jako společný, centrálně uložený zdroj informací od fáze návrhu až do případné demolice. Kombinace standardizovaných informací a facility managementu umožňuje odhadovat dopady a celkové náklady vlastnictví stavby. Rozšíření BIM na všechny části stavby v průběhu životního cyklu fáze vyžaduje standardizované procesy, taxonomii a datové struktury. Je požadována interoperabilita a standardizovaný obsah na všech úrovních podrobnosti od stavebních modelů pro systémy, subsystémy, součásti i jednotlivé prvky. Exchange Requirements (ER) / požadavky na výměnu dat Požadavky na výměnu dat je sada informací, které je potřeba vyměňovat při určité akci v dané fázi zpracování projektu. Information Delivery Manual (IDM) / manuál pro předávání informací IDM IDM definuje proces, který zahrnuje alespoň dva typy software, které si mezi sebou potřebují vyměňovat data. Je to způsob, jak identifikovat procesy, požadavky na výměnu dat, obchodní pravidla a funkční části pro výměnu informací v projektu stavby Model View Definition (MVD) / definice MVD, schéma MVD schéma MVD je dokument definující výběr informací ze specifikace IFC modelu, které jsou potřebné pro výměnu definovanou jedním nebo více IDM

Slovník pojmů

69


Building Services / technická zařízení budov (TZB, MEP) technické vybavení v budovách zahrnující instalace vzduchotechniky, vytápění, zdravotních instalací a elektroinstalací. Inženýrská činnost spojená s tvorbou, obsluhou a správou vnitřního prostředí budovy a jejího dopadu na životní prostředí. V podstatě uvádí budovy a stavby k životu. Inženýři TZB jsou zodpovědní za návrh, instalaci, provoz a monitorování mechanických, vzduchotechnických, elektrických a ostatních systémů zdravotní techniky potřebných pro bezpečný, pohodlný a ekologicky šetrný provoz moderních budov. BIM Guideline, BIM guidance document, BIM manual / BIM příručka, BIM manuál Dokument, který pomáhá uživateli dosáhnout předpokládaných výsledků použitím BIM metodiky BIM Execution Plan (BEP) / plán informačního modelování Dokument popisující požadavky na údaje a data v jednotlivých etapách vývoje stavebního projektu včetně odpovědností a vztahů účastníků. Může být zpracován buď na obecné úrovni, úrovni státu či samosprávy, firemní úrovni, nebo i jen pro konkrétní projekt. Process map (PM) / mapa procesů, procesní mapa Mapa procesů popisuje sadu následných akcí a aktivit pro určité téma, je to reprezentace odpovídajících charakteristik procesů pro daný účel Life cycle / životní cyklus etapy a aktivity spojené s životností systému od definice požadavků až po ukončení jeho užívání. Součástí životního cyklu stavby je návrh, konstrukce, užívání, správa a údržba, renovace i demolice. Knowledge Library / znalostní knihovna, databáze znalostí je soubor informací, které popisují a vyjadřují znalosti (a zahrnují také definiční model) o daném druhu věci (konceptu) a jsou uloženy a zpracovávány elektronicky

70

BIM Příručka


Product catalogue / produktový katalog Sada informací o produktech, které jsou publikovány výrobcem a obsahují produktová čísla pro spojení s ceníkem a dalšími informacemi nutnými pro návrh, provedení stavby i správu hotové stavby Product Library / knihovny produktů nazývané také jako knihovny objektů. Jsou to digitální údaje o objektech, skupinách nebo rodinách výrobků, materiálů nebo produktů, které jsou dostupné pro projektanty a ostatní uživatele BIM modelů Instance Object / výskyt objektu Výskyt objektu je individuální konkrétní prvek daného typu. Typ objektu je obecná charakteristika sdílená několika konkrétními objekty. Typ objektu je sada vlastností a informací, které jsou společné pro více konkrétních objektů stejného typu. Každý typ objektu je charakterizován svými vlastnostmi / atributy. Data Dictionaries (IFD) / datový slovník IFD IFD je klasifikační rámec, kde každá individuální vlastnosti a termín používaný ve stavebním průmyslu bude mít jasnou a jednoznačnou definici ve více jazycích. Taková definice se nazývá v IDM koncept. OpenBIM (nepřekládat) název přístupu k BIM, aliance firem Pokud jsou při BIM metodice používány mezinárodní normy ISO/BuildingSMART, mluvíme o OpenBIM buildingSMART (nepřekládat, název organizace) BuildingSMART je mezinárodní nezisková organizace podporující využití OpenBIM v rámci životního cyklu stavby Framework for… / Rámec pro… struktura procesů a specifikace navržená pro podporu provedení určitého úkolu

Slovník pojmů

71


Building / rozlišovat podle kontextu význam pro budovu a stavbu, nebo stavební činnost obecně V architektuře, inženýrských disciplínách, při stavbě a ostatních oborech ve stavebním průmyslu slovo se „Building“ může vyskytovat v různých významech, nejčastěji jako: 1. člověkem vytvořená konstrukce používaná pro podporu užívání nebo zakrytí prostoru 2. činnosti spojená s tvorbou konstrukce Object / rozlišovat podle kontextu, objekt je v BIM většinou stavební prvek jako např. okno, dveře, nikoli objekt jako budova Objekt je cokoliv, co vnímáme, nebo si představujeme, že má zřetelnou existenci. Není nutně vyžadována materiální existence. Je charakterizován svou vlastní identifikací, může mít určité vlastnosti a vztahy s jinými objekty (například místnost v budově) 2D/3D Geometrické údaje ve dvou nebo třírozměrném prostoru 4D Informace o stavbě, které zahrnují časové údaje a umožňují plánování 5D Cenové údaje o stavbě a souvisejících objektech xD/nD Obecně jakýkoliv model může obsahovat data a údaje dalšího rozměru kromě geometrie týkající se např. plánování, cen, emisí CO2, energie apod. V dnešní době se nejčastěji uvádí použití 6D jako o údajích o životním cyklu budovy nutné pro provoz, správu a údržbu stavebního díla. Začíná se mluvit i o 7D, které nejčastější bývá spojeno s udržitelností staveb a energetickou náročností. 8D pak s bezpečností. Někdy se však setkáváme i se záměnou 6D a 7D. Rozdělení není ještě zcela ustáleno, uvidíme, co přinese další vývoj. 72

BIM Příručka


CAFM je podpora facility managementu informačními technologiemi. Hlavním účelem je poskytování informací o částech stavby a souvisejících zařízeních. Industry Foundation Classes (IFC) / formát IFC obecné datové schéma popisující informační model budovy, které umožňuje ukládat a vyměňovat odpovídající data mezi různými softwarovými aplikacemi Level of Detail/Development, LOD / Úroveň podrobnosti objektů/projektu Tyto dva pojmy znamenají oba množství informací, které můžeme z modelu získat, nebo do něj uložit. Level of Detail je spojován zejména s geometrickými údaji, Level of Development pak i s dalšími i negrafickými údaji.

Slovník pojmů

73


ODKAZY A LITERATURA


A report for the Government Construction Client Group, http://www.bimtaskgroup.org/wp-content/uploads/2012/03/BIS-BIM-strategy-Report.pdf , March 2011 BuildingSMART International, 2012, dostupné z http://www.buildingsmart.com/ technické informace BuildingSMART, 2012, dostupné z http://www.buildingsmarttech.org/ Singapore BIM Guide, Building and Construction Authority, Singapore, 2012, dostupné z http://www.corenet.gov.sg/integrated_submission/bim/bim_guide.htm NBIMS. (2007). “National Building Information Model, National Institute of Building Sciences, Washington, 2007, dostupné z http://www.facilityinformationcouncil.org/bim/publications.php a http://www.nationalbimstandard.org NBS National BIM Survey, 2012, NBS, RIBA Enterprises Ltd., Royal Institute of British Architects (RIBA), dostupné z http://www.thenbs.com/topics/BIM/articles/nbsNationalBimSurvey_2012.asp STEEL, Jim; DROGEMULLER, Robin; TOTH, Bianca. Model interoperability in building information modelling. Industrialized Software : enabling sustainable software evolution [online]. 2009, -, [cit. 2011-05-08]. Dostupný z WWW: < http:// eprints.qut.edu.au/19419/ > buildingSMART International Ltd. . Building SMART : International home of OpenBIM [online]. 2x3. 2006 [cit. 2011-04-24]. IFC2x3 – Final Documentation. Dostupné z WWW: < http://buildingsmart- tech.org/ifc/IFC2x3/TC1/html/index.htm > NISBET , Nick; DINESEN, Betzy; THOMPSON, Jane. Thinking about BIM : executive guide to building information modelling . 1. Great Britain : British Standards Institute, 2010. 20 s.

Odkazy a literatura

75


POZNÁMKY


POZNÁMKY


BIM příručka základní představení metodiky informačního modelování budov (BIM) a význam BIM pro změny procesů ve stavebnictví. Martin Černý a kolektiv autorů Copyright © Odborná rada pro BIM 2013. Vydání první. Všechna práva vyhrazena. Odborná rada pro BIM o.s. Thákurova 2077/7, 166 29 Praha 6 – Dejvice, http://www.czbim.org Žádná část této publikace nesmí být publikována a šířena žádným způsobem a v žádné podobě bez výslovného svolení vydavatele. Veškeré dotazy týkající se distribuce směřujte na: Odborná rada pro BIM o.s., Thákurova 2077/7, 166 29 Praha 6 – Dejvice tel.: +420 22435 4400, e-mail: info@czbim.org Nejnovější informace o našich aktivitách naleznete na adrese: http://czbim.org/1-aktuality.aspx Máte-li zájem o pravidelné zasílání informačního zpravodaje, přihlašte se k jeho odběru na adrese: http://eepurl.com/d8o_f ISBN 978-80-260-5297-5


Hoďme jej společně! Záchranný kruh českému stavebnictví.

Zakládající členové Odborné rady pro BIM


© 2013 Odborná rada pro BIM


BIM Příručka 2013