Uporaba BIM metode projektiranja

V naši ekipi se vseskozi strokovno izobražujemo v želji zagotavljati visoko kakovost izvedenih projektov. Zadnja štiri leta projektiramo zahtevnejše projekte v celoti z metodo BIM metode projektiranja, saj nam to olajša komunikacijo med vsemi deležniki gradnje, zmanjša možnost napak ter zagotavlja boljši nadzor nad vodenjem projekta. V spodnjem članku na kratko predstavljamo metodo, ki jo uporabljamo.

1 Uvod

Arhitekturno projektiranje je v zadnjih tridesetih letih povsem spremenilo svojo obliko in pomen. Projektiranje je nekdaj veljalo za inovativno ročno spretnost, pomembni arhitekti so bili odlični risarji, konstruktivisti, danes so to vlogo prevzeli informacijski standardi, arhitekturni programi in  računalniški algoritmi.

BIM projektiranje (Building Information Model) pomeni najnovejšo modelsko informacijsko projektiranje objekta.  BIM postaja zaradi svoje široke informacijske platforme in sistematičnega pristopa najbolj sistemska metoda projektantskega dela do sedaj. Povezuje proces načrtovanja zgradbe, njene graditve ter kasnejšega upravljanja in uporabe, pomeni del informatizacije urbanega in arhitekturnega  načrtovanja »pametnih  mest« in »pametnih domov«,  predstavlja  dvakratno izgradnjo objekta, sprva virtualno ter kasneje realno.

BIM  projektiranje  uporablja   sodobne informacijske tehnologije, da bi z njimi  povečali kakovost in učinkovitost projektiranja,  zmanjšali stroške investiranja  ter poenostaviti dolgotrajne birokratske postopke, ki gradbeni stroki v Evropi predstavljajo številne težave. Gradbeništvo in arhitektura sta zaradi svoje interdisciplinarnosti med vsemi industrijskimi področji najbolj zavezani povezovanju in sodelovanju med številnimi deležniki. Hkrati sta v sedanji Veliki recesiji (2008-2014) eno najbolj prizadetih poslovnih področij. Oboje zahteva spremembe, tako glede  načina projektiranja kot tudi uporabe novih inovativnih rešitev v gradbeništvu in povezanih  industrij.  V razvitih državah OECD postaja to eno izmed prednostnih nalog  sodobne reindustrializacije. Kot je dejal Steve Race v članku A brief history of BIM (and afterwards) [1], BIM zadnja leta ne poznamo več kot kratico, temveč kot simbol velikih sprememb v gradbeni industriji.

Evropski parlament je v sklopu direktive javnega naročanja (European Union Public Procurement Directive) [2] v začetku leta 2014 odločil, da morajo članice Evropske unije od leta 2016 spodbujati ali celo predpisati projektiranje z BIM metodo pri projektiranju vseh javnih objektov. Slovenija, tako vlada kot stanovski združenji (arhitekturna zbornica in inženirska zbornica),   svojega stališča do te direktive še ni oblikovala, prav tako vsaj  za sedaj ne načrtuje njene implementacije. Toda vseeno lahko pričakujemo, da bo v naslednjih dveh letih  evropska usmeritev postala zaveza tudi za slovensko gradbeno industrijo in  druge povezane dejavnosti.

2 Kaj je BIM metoda projektiranja?

Projektiranje je bilo dolga leta prepuščeno mojstrom, ki so načrte natančno izrisovali na papir. V drugi polovici dvajsetega stoletja je ravnilo in pisalo zamenjalo projektiranje v CAD (angl. Computer-Aided Design), oziroma risanje s pomočjo računalnika,  ki temelji na enakih temeljih  kot analogno načrtovanje.  CAD je vnesel v projektiranje določeno informacijsko standardizacijo, ne pomeni pa radikalne spremembe samega načina projektiranja.  Ta metoda projektiranja je danes najbolj razširjena, zadnja  leta pa se je uveljavila bolj izpopolnjena metoda projektiranja, imenovana BIM.

BIM metoda projektiranja za gradnike načrta ne uporablja črt in vektorskih krivulj, pač pa komponente, ki jih lahko vidimo v stvarni obliki stavb, kot so zidovi, okna, vrata… V CAD projektiranju je temelj projektnega dela arhitekturni načrt stavbe, virtualna podoba stavbe (2D – 3D) je zgolj dodatek končne vizualizacije. Projektantski pristop je v BIM  metodi obrnjen na glavo. Projektant najprej iz elementov zgradbe zgradi virtualen objekt, iz katerega se kasneje preprosto naredijo načrti, ki so uporabljeni za gradnjo enakega objekta (slika 1).  Objekt pri novem projektiranju ne nastaja od spodaj navzgor, od enostavnejših k kompleksnejšim projektantskim opravilom temveč od zgoraj navzdol, od zunaj navznoter, od kompleksnega k  enostavnim  elementom, kjer hkrati delujejo in se povezujejo vsi  deležniki gradnje. Temeljna razlika je v ekonomiji časa, stroškov, procesov in projektnega dela (slika 2).

3D prerez arhitekturnega BIM modela objekta VIO Hotič, junij 2022

Zakaj je takšna metoda boljša? Gradnje stavb zaradi razvitih tehnologij postajajo vse zahtevnejše in potrebujejo sodelovanje različnih strok in projektantov od izhodiščne ideje do končne realizacije.  Pri vseh kompleksnejših projektih je ključno, da od samega začetka sodeluje in usklajuje svoje delo vrsta projektantov, arhitekturnih, gradbenih in ostalih strok.  BIM metoda omogoča večjo tehnično racionalizacijo in večjo učinkovitost dela kot tradicionalna metoda CAD. To je zaradi vse večje kompleksnosti projektov in vedno zahtevnejšega medsebojnega usklajevanja projektantov pomembna primerjalna prednost metode BIM. Hkrati pa je tridimenzionalna BIM metoda načrtovanja objektov  poleg drugačnega arhitekturnega  in inženirskega pristopa uvedla še dve dodatni vzporedni komponenti, ekonomsko z vidika racionalizacije stroškov gradnje posameznih gradnikov in časovni vidik, ki pomaga pri natančnejši izvedbi popisov  gradnika.

Primerjava porabe časa tekom projektiranja v BIM in CAD metodah / Vir: www.graphisoft.com

3 Teoretično ozadje BIM projektiranja

Najpreprostejšo razlago, na čem temelji  projektiranje z metodo  BIM,  je pojasnila  skupina študentov iz Univerze iz Salforda. [3] Koncept je definiran kot shema povratne zanke (slika 3). Načrtovanje se vedno začne z  analizo stanja (A), razmislekom, soočenjem s problemi in analizo danih razmer. Temu sledi faza aktivnega načrtovanja(B) glede na dane razmere, ki združuje  tehnološko in finančno načrtovanje investicije. Tretji korak (C) pomeni modelsko simulacijo objekta po metodi BIM modela, ki je temelj za kasnejšo evalvacijo  na četrti ravni projektiranja (D). Tu je pomembna odločitev, ki omogoča  nadaljevanje projekta oziroma vrnitev na začetno stopnjo. Pristop je sistemski, informacijski, prilagojen logiki algoritmov projektiranja, navzkrižni  povezljivosti elementov kompleksnih, dinamičnih, samoregulativnih sistemov.

Shema povratne zanke, katero so pojasnili študenti univerze iz Salforda

Prva faza predstavlja prilagoditev projektantov na drugačen način dela. BIM metoda ponuja učinkovitejše informacijsko orodje pri pripravi projektne dokumentacije, ki presega že ustaljeno metodo CAD projektiranja. Projektanti na vseh ravneh in področjih obvladajo skupne temelje 3D modeliranja z elementi, ki omogoča njihovo večkratno uporabnost in možnost procesiranja več različnih načrtov hkrati. Zato projektanti za pripravo projektne dokumentacije porabijo bistveno manj časa, poleg tega se tudi zmanjša možnost napak, ki so pri popisih in projektantskih usklajevanjih v CAD pristopu pogoste.

Druga faza razvoja poleg 3D modela zgradbe doda še časovno komponento (imenovano 4D), stroškovno komponento (5D) in komponento življenjskega cikla objekta (6D). Projektanti različnih področij delajo vsak na svojem modelu, ki se kasneje združi v enoten 3D model, ki predstavlja realni informacijski temelj načrtovanja. Vseskozi se na različnih področjih oblikuje vzporedna dokumentacija, ki omogoča na koncu kakovostnejši in bolj racionalen pristop  (3D -> 4D + 5D + 6D).

Tretja faza je glede na večino znanja in dosedanjih izkušenj projektantov še vedno področje  prihodnjega delovanja. Ta predpostavlja, da inženirji različnih strok delajo projekt na enem samem 3D mrežnem objektu, na skupnih informacijskih platformah, ki se medsebojno povezujejo  (t.i. Open BIM: 6D + 5D +  4D -> 3 D). To zmanjša možnost nesporazumov, saj ima vsak inženir hkrati vpogled v 3D strukturo objekta, ki se gradi na vseh področjih in ravneh hkrati. Tako lahko trdimo, da je končni 3D model, ki ga načrtujejo različni projektanti vzporedno,  dejansko prototip realne zgradbe.