Ci, którzy pierwsi wdrożą BIM, wygrają

Chyba wszyscy interesujący się nowymi technologiami związanymi z projektowaniem i budownictwem zetknęli się już z nazwą BIM, lecz wciąż jeszcze niewiele osób zdaje sobie sprawę, na czym właściwie polega ta technologia, jak bardzo jest innowacyjna, jaka jest jej teraźniejszość i przede wszystkim, jaka jest jej przyszłość.

Sama nazwa BIM jest skrótem anglojęzycznego określenia Building Information Modeling – modelowanie informacji o budynku. Wiele osób sądzi, że BIM jest rozwinięciem metod CAD, czyli projektowania wspomaganego komputerowo (CAD – ang. Computer Aided Design, również Computer Aided Drafting). Znaczenie BIM wykracza jednak daleko poza sam proces opracowania projektów. O ile celem CAD było usprawnienie przygotowania dokumentacji, celem BIM jest zinformatyzowanie procesu realizacji inwestycji. Dzięki technologii BIM wielobranżowy projekt stanie się źródłem zorganizowanego i spójnego strumienia informacji, płynącego nie tylko na budowę, ale też do podwykonawców, dostawców materiałów budowlanych i elementów wyposażenia. Projekt BIM będzie więc narzędziem bezpośredniego sterowania procesem realizacji inwestycji jako całością i na tym polega rewolucja BIM, dotycząca nie tylko firm projektowych, ale też całego przemysłu budowlanego. Idea BIM nie jest nowa. Podstawy technologii BIM opracowane zostały już ponad 30 lat temu w firmie Graphisoft, która w 1984 r. wprowadziła na rynek pierwszą wersję programu ArchiCAD. Projektowanie w programie od początku polegało na tworzeniu wirtualnej makiety przyszłej budowli, na podstawie której rysunki generowane były samoczynnie. Początkowo niewystarczająca wydajność komputerów i brak wspólnego formatu wymiany danych nie pozwalały na szersze zintegrowanie z projektem architektonicznym opracowań branżowych, jednak już na początku lat 90. część uczelni i firm informatycznych powołało stowarzyszenie International Alliance for Interoperability (IAI), które postawiło sobie za cel opracowanie wspólnego formatu wymiany danych, umożliwiającego współpracę międzybranżową w budownictwie niezależnie od stosowanego oprogramowania. Owocem wspólnych działań stał się standard IFC (Industry Foundation Classes), przyjęty obecnie przez ogromną większość wiodących światowych firm informatycznych tworzących oprogramowanie dla budownictwa. To właśnie opracowanie uniwersalnego otwartego systemu wymiany danych pomiędzy różnymi aplikacjami sprawiło, że idea BIM stała się rzeczywistością. Doskonaleniem wspólnych standardów zajmuje się międzynarodowa organizacja buildingSMART, powstała w 2005 r. z przekształcenia stowarzyszenia IAI. Ostatnio kilka najpoważniejszych polskich firm wykonawczych postanowiło podpisać porozumienie, którego celem jest powołanie polskiego oddziału buildingSMART. Być może więc niedługo również Polska włączy się do prac tej organizacji.

Zaozhuang Culture Center, UDG (www.udg.com.cn)

Szczególnie wrażliwym składnikiem procesu projektowania inwestycji jest obieg informacji pomiędzy poszczególnymi uczestnikami procesu inwestycyjnego. Dotychczasowy model wymiany informacji oparty jest wciąż na dokumentacji papierowej, często nie w pełni aktualnej już w momencie przekazania. Jeśli nawet wymiana informacji odbywa się poprzez Internet, to przesyłane są pliki tekstowe, rysunki i tabele niewiele różniące się od swoich papierowych pierwowzorów. Standardem jest selektywne dostosowywanie zakresu dokumentacji do potrzeb poszczególnych odbiorców. Informacja jest rozproszona pomiędzy różne wersje dokumentacji, będące w posiadaniu poszczególnych branż i konsultantów. Problemy związane z koordynacją rosną w postępie geometrycznym wraz ze wzrostem wielkości inwestycji. Nawet jeśli projektowanie odbywa się w nowoczesny sposób, na modelach 3D, informacje wymieniane podczas poszczególnych faz procesu inwestycyjnego są wciąż przekształcane i upraszczane do płaskich rysunków 2D, opisów i tabel. Każde takie przekształcenie niesie ze sobą ryzyko pominięcia istotnych elementów i popełnienia błędów. Żmudne uzgodnienia oraz koordynacje pozwalają wychwycić większość błędów i kolizji, ale niestety nie wszystkie. Ostateczna weryfikacja dokumentacji następuje dopiero na budowie, generując konflikty, niepotrzebne koszty i wydłużając czas realizacji inwestycji. Można więc postawić tezę, że przygotowanie, realizacja oraz eksploatacja inwestycji jako proces wciąż jeszcze czeka na skomputeryzowanie.Skomputeryzowane są poszczególne fazy, ale nie cały proces.

Rozwiązaniem tego problemu jest wykorzystanie zintegrowanych narzędzi pozwalających na zgromadzenie w jednym miejscu i współdzielenie wszystkich informacji o projektowanej budowli. Temu właśnie służy technologia BIM. Możemy wyróżnić poziomy zaawansowania związane z dostosowaniem tej technologii do poszczególnych obszarów zastosowań. Podstawowa technika 3D BIM wykorzystywana jest głównie do projektowania, koordynacji i automatycznego generowania dokumentacji. Zintegrowanie z modelem BIM informacji na temat harmonogramu inwestycji (4D) oraz kosztów jej realizacji (5D) tworzy narzędzia wykorzystywane do analiz wykonalności i kierowania przebiegiem inwestycji. Techniki 6D BIM oraz 7D BIM związane są z pozostałymi etapami cyklu życia budowli i dotyczą zarządzania ukończonym budynkiem lub jego późniejszej utylizacji.

Komputerowy model zawierający w sobie całość informacji o budowli nie tylko ułatwia koordynację międzybranżową oraz pozwala wychwycić kolizje, ale także umożliwia optymalizację rozwiązań konstrukcyjnych, materiałowych i instalacyjnych. Model BIM może też stać się źródłem zorganizowanego i spójnego strumienia danych, koordynowanych na bieżąco w miarę postępu prac oraz w miarę potrzeb inwestycji. Takie programy, jak BIMx firmy Graphisoft, pozwalający korzystać z zasobów modeli powstałych w programie ArchiCAD wprost na budowach, przełamują ograniczenia papierowej dokumentacji. Model BIM może być nieocenioną pomocą również podczas eksploatacji budowli. BIM integruje więc informacje tworzone w procesie inwestycyjnym jako całość. Eliminuje w znacznym stopniu konieczność jej przekształceń, pozwalając nie tylko wychwycić błędy i kolizje, ale też po prostu znacznie ograniczyć możliwość ich powstania. Technologia BIM ma też szczególne znaczenie dla zapewnienia właściwego poziomu sprawności energetycznej budowli, zgodnie z wymaganiami ekologii. „Inteligentne” definicje materiałów budowlanych wykorzystywane w zaawansowanych programach BIM (takich jak np. ArchiCAD) zawierają informacje o właściwościach fizycznych, co pozwala na stałe monitorowanie parametrów energetycznych budynku w każdej fazie jego projektowania. Dzięki możliwości ewaluacji przyjmowanych rozwiązań, architekci mogą podejmować decyzje projektowe z pełną świadomością ich wpływu na sprawność energetyczną budynku. Służy temu np. program Eco- Designer firmy Graphisoft. Ocenia się, że efektywność energetyczna inwestycji zależy aż w 80% od decyzji podejmowanych już we wstępnej fazie projektowania, jest więc niezwykle ważne, by technologia BIM była wykorzystywana już od pierwszych chwil pracy nad koncepcją.

Wśród krajów Unii Europejskiej we wdrażaniu technologii BIM najbardziej zaawansowana jest Wielka Brytania. Już w maju 2011 r. rząd brytyjski przyjął dokument „Government Construction Strategy”, zawierający długofalowy plan unowocześnienia sektora budowlanego, którego zasadniczym elementem jest wdrożenie technologii BIM. Plan ten jest konsekwentnie realizowany. W Wielkiej Brytanii począwszy od 2016 r. wszystkie projekty obiektów finansowanych z funduszy publicznych muszą być wykonywane w technologii BIM. Rząd brytyjski spodziewa się dzięki temu oszczędzić na inwestycjach ok. 15-20% ich kosztów. Takie oszczędności oczekiwane są w pierwszych latach po wprowadzeniu wstępnej fazy BIM jako standardu, później mają one rosnąć. W 2013 r. rząd brytyjski opublikował kolejny dokument „UK Construction Strategy 2025”. W perspektywie 2025 r. wdrożenie nowych technologii w budownictwie ma przynieść 33% redukcji kosztów, a przyspieszenie procesów inwestycyjnych ma sięgać 50%. Optymalizacja sprawności energetycznej budynków ma sprawić, że za ok. 10 lat emisja dwutlenku węgla związana z eksploatacją nowych inwestycji będzie średnio o 50% mniejsza niż w inwestycjach realizowanych wcześniej.

BIM nie jest jedynym elementem tej strategii, lecz jest elementem najważniejszym. Oszczędności związane z wprowadzeniem BIM jako standardu liczone są w miliardach funtów i zajmują poważną pozycję w przyszłym budżecie Wielkiej Brytanii.

By jednak w pełni wdrożyć technologię BIM, trzeba jeszcze wiele zrobić. Musimy opracować nowe normy, uzgodnić systematykę wyrobów budowlanych. Komputery są niestety bezlitosne i nie tolerują improwizacji oraz niejasnych definicji. Musimy też przyjąć odpowiednie standardy wymiany danych. Tu kluczowe znaczenie ma Open BIM, bo język, jakim się porozumiewamy podczas projektowania, musi być otwarty i nie może być własnością jednej firmy. Standardy otwartego obiegu informacji opracowuje wspomniana już organizacja buildingSMART. Wprowadzenie ścisłych definicji i weryfikowalnych zasobów danych będzie miało szereg ciekawych zalet, na przykład możliwość automatycznego tłumaczenia dokumentacji, co jest bardzo ważne w Unii Europejskiej. Te prace już trwają. „Ucywilizowany” zostanie także proces składania zamówień publicznych, dzięki możliwości pełnej i płynnej weryfikacji cen ofertowych.

Implementacja BIM w projektowaniu wymaga pokonania wielu barier. Czy to oznacza, że z wdrażaniem go w budownictwie powinniśmy jeszcze poczekać? Absolutnie nie! Pełna implementacja BIM to wprawdzie uporządkowanie i zinformatyzowanie całego procesu inwestycyjnego, najwięcej jednak korzyści oraz oszczędności przynosi na placach budów. Dlaczego nie rozpocząć wdrażania BIM właśnie tam? Model BIM jest swego rodzaju „wstępną realizacją” przyszłej inwestycji w pamięci komputera. Każdy inwestor i wykonawca wie, że jeśli buduje się kilka obiektów według tej samej dokumentacji, to z pierwszego zbiera się doświadczenia oraz odkrywa błędy, dzięki czemu kolejne realizowane są szybciej i taniej. Czemu tej pierwszej inwestycji nie przeprowadzić wstępnie w komputerze? Jeśli do wykonawcy trafia tradycyjna papierowa dokumentacja, nic nie stoi na przeszkodzie, by budowę najpierw zrealizować, korzystając z zaawansowanego oprogramowania BIM. Potrzebny jest kilkuosobowy zespół, którego utrzymanie kosztuje ułamek kwoty niezbędnej do utrzymania ekip na budowie. Niezbędne oprogramowanie kosztuje nieporównywalnie mniej niż sprzęt budowlany. Nie ma kosztów związanych z reorganizacją dostaw, niepotrzebnym magazynowaniem materiałów i przestojami. Kolizje pomoże wychwycić oprogramowanie Solibri. Model może posłużyć do precyzyjnego i pozbawionego błędów przedmiarowania, może też być narzędziem optymalizującym składane oferty oraz weryfikującym oferty przyjmowane. Natomiast wizualizacja postępu robót stanie się nieocenioną pomocą podczas prac budowlanych. Nie mam żadnych wątpliwości, że koszty związane z taką „wstępną realizacją” przyszłego obiektu zwrócą się wielokrotnie na prawdziwej budowie.

Ci, którzy pierwsi wdrożą BIM, wygrają. Będą realizować inwestycje szybciej i efektywniej. Z wdrażaniem BIM nie należy więc zwlekać.

arch. Witold Szymanik

członek IARP i SARP