V súčasnosti sa v súvislosti so stavebníctvom a stavebnou projekciou často spomína skratka BIM (Building Information Modeling) – informačný model budovy. Skratka BIM sa vysvetľuje rôznymi spôsobmi, ktoré viac-menej vystihujú jej podstatu. Niektoré definície hovoria o BIM ako o softvéri, ďalšie ho definujú ako 3D virtuálny model stavby. Existujú aj názory, že BIM predstavuje súbor dát reprezentujúce budovu a integrované do štruktúrovanej databázy, ktorá užívateľovi ponúka vizuálny aj číselný výstup. V konečnom dôsledku možno povedať, že BIM predstavuje všetky tieto názory.
Čo je BIM?
Keď máme hovoriť o BIM všetko sa začína 3D digitálnym modelom stavby. Tento model predstavuje viac ako len čistú geometriu a pekné textúry vytvárajúce vizualizáciu. 3D model je možné vytvoriť v mnohých aplikáciách, ale pravý BIM model pozostáva z virtuálnych ekvivalentov aktuálnych častí budovy a stavebných objektov potrebných na jej výstavbu. Tieto objekty majú všetky vlastnosti, to znamená aj fyzikálne aj logické. Objekty sú digitálnym prototypom fyzických prvkov budovy ako sú steny, stĺpy, dosky, okná, dvere, ale aj sanita a kanalizácia, nábytok, kúrenie, vzduchotechnika a pod., ktoré umožňujú simulovať budovu a porozumieť jej správaniu v počítačovom prostredí pred tým, ako sa začne reálna výstavba. Funkcia BIM však pokračuje ďalej samotnou výstavbou, správou budovy, je súčasťou prípadných projektov rekonštrukcií a sprevádza budovu až po jej zánik.
Informačný model budovy je proces tvorby a správy dát o budove počas jej životného cyklu
BIM môžeme chápať ako model, alebo ako proces tvorby modelu pomocou rôznych BIM nástrojov, ktoré využívajú BIM model na komunikáciu medzi všetkými zainteresovanými stranami. Aby metodika práce na princípoch informačného modelu budovy bola efektívna, je potrebné , aby na tento princíp spolupráce pristúpili všetci, ktorí sú súčasťou návrhových a projekčných procesov, samotnej výstavby a správy budov. Hlavnou výhodou tejto spolupráce a prístupu k informáciám je spolupráca bez straty údajov. Každý z účastníkov pristupuje k týmto údajom z hľadiska svojej profesie, alebo pozície v celom procese. Architekti využívajú hlavne grafické znázornenie 3D modelu, rozpočtári používajú údaje v tabuľkovej forme, investora okrem stvárnenia zaujímajú aj ďalšie ukazovatele, ako je podlahová plocha, náklady, energetická hospodárnosť.
BIM model je komplexom parametrických prvkov, pričom parametrami môžu byť materiálové a konštrukčné vlastnosti, výrobca, cena, ale aj etapa výstavby, či inventár, alebo cena za prenajatú plochu v prípade napríklad kancelárskych priestorov. BIM model je v podstate informačná databáza, ktorá v sebe zahŕňa všetky údaje stavby od jej prvotného návrhu, všetkých stupňov projektovej dokumentácie, výstavby, správy, prípadné rekonštrukcie alebo prestavby až po jej zánik a likvidáciu.
Informačný model je zdrojom informácií aj pre tzv. 4D modelovanie, čo je v podstate časové a priestorové plánovanie. Pomocou BIM modelu je možné vytvárať časový harmonogram výstavby, plánovať časovú a priestorovú koordináciu, rozvrhnutie staveniska, logistiku, subdodávky, dopravu, inštalácie a pod., čo predstavuje štvrtý rozmer BIM. Piatym rozmerom (5D) je oceňovanie a rozpočet, 6D môže predstavovať energetickú hospodárnosť budovy a tak by sme mohli pokračovať ďalej a dopĺňať informačný model o ďalšie D.
CAD alebo BIM
BIM a CAD reprezentujú dva odlišné prístupy pre návrh stavieb a dokumentáciu. CAD aplikácie imitujú tradičný proces „papier a ceruzka“, čo je v podstate dvojrozmerná elektronická dokumentácia vytvorená z 2D grafických prvkov ako sú čiary, šrafy a text. CAD výkresy podobne ako tradičná papierová forma sú vytvorené nezávisle jeden od druhého, takže každá zmena musí byť manuálne implementovaná do každého výkresu (pôdorysy, rezy, pohľady, detaily). BIM aplikácie imitujú reálny proces výstavby. Budovy sú virtuálne modelované pomocou reálnych konštrukčných prvkov. Toto umožňuje architektom navrhnúť budovy takým spôsobom ako budú reálne postavené. Každá zmena dizajnu alebo konštrukcie sa premieta do výkresovej dokumentácie, ktorá je automaticky generovaná z BIM modelu. Tento integrovaný prístup ponúka nielen zvýšenie produktivity, ale poskytuje aj lepšiu koordináciu tvorby a počítačovo orientovaný proces výstavby. BIM ďalej ponúka výhody vo výstavbe a v správe budovy. Veľmi dôležitým aspektom je možnosť komunikácie medzi všetkými účastníkmi stavebného procesu na báze jediného modelu nezávisle na tom, v akej BIM aplikácii boli jeho jednotlivé časti vytvorené.
Pre koho je BIM určený
Zavedenie BIM technológie do projekčnej praxe vyžaduje zmenu myslenia, procesov, komunikácie a riadenia. V celom reťazci existuje niekoľko článkov (profesií), ktoré spolu navzájom komunikujú. BIM model obsahuje štruktúrované dáta, preto môžu architekti a projektanti lepšie koordinovať svoje činnosti a hneď zapracovať prípadné zmeny. Pri tvorbe informačného modelu môžu jednotlivé články spolupracovať od počiatočných fáz projektu (napr. budúci správca budovy, odborník na energetiku, rozpočtár), a tým odstrániť zásadné problémy už na začiatku a nasmerovať riešenie stavby tak, aby sa dosiahol optimálny výsledok.
Prvým článkom v celom systéme je investor. Od investora prichádza prvotné zadanie a kompletná špecifikácia. Ak je projekt spracovávaný BIM technológiou, investor má možnosť kontrolovať postup prác pomocou BIM modelu, ktorý je v podstate 3D modelom. Dostupné sú analýzy, posudky aj rozpočet a projekt je možné korigovať už v počiatočných fázach.
Architekti a projektanti stavebnej časti sú druhým článkom v systéme. V súčasnosti väčšina architektov využíva 3D modelovanie. Mnohí používajú BIM bez toho, aby si to uvedomovali. 3D modelovanie je založené na spájaní priestorových bodov, plôch alebo jednoduchých všeobecných telies. BIM modelovanie je založené na použití konkrétnych objektov, ako je stena, doska, stĺp, trám, u ktorých sa definuje nielen poloha a rozmery, ale aj štruktúry, povrchové materiály, stavebné materiály, výrobcovia, cena a ďalšie parametre. Objekty postupne vytvárajú celkovú hierarchiu stavby – objekt patrí do miestnosti, miestnosť na konkrétne podlažie, podlažie patrí konkrétnej budove a budova je umiestnená do konkrétnej lokality. BIM model zároveň predstavuje výbornú spätnú väzbu v návrhu a konštrukcii stavby, poskytuje podklad pre rôzne analýzy. Projektová dokumentácia je generovaná automaticky z modelu a architekti sa môžu naplno venovať tvorbe návrhu. Práca v 3D umožňuje lepšiu koordináciu a spoluprácu profesií, lepšiu kontrolu a detekciu kolízií. Pri zmenách je potrebná len úprava na konkrétnom mieste v modeli a tá sa automaticky prejaví komplexne v celej dokumentácii (v príslušných pôdorysoch, rezoch, pohľadoch, výkazoch, energetike stavby).
Architekt aj BIM manažér?
Architekt vytvára hlavnú časť informačného modelu. Svojou kreativitou vytvára 3D model a s ním aj možnosť objektívnej kontroly celého procesu návrhu stavby. Vo väčšine prípadov sa architekt stáva zároveň aj BIM manažérom a koordinuje všetky práce súvisiace s tvorbou informačného modelu. Projektanti stavebnej časti preberajú geometriu 3D modelu aj so základnými informáciami. Ich úlohou je pokračovať v doplnení databázy o vytvorenie konštrukčného riešenia a vlastností jednotlivých objektov, detailov, riešenie kolízií. V mnohých prípadoch je nutný zásah do geometrie stavby. Všetky zásahy sa dajú jednoducho konzultovať a následne pomocou nástrojov BIM modelovania aj uskutočniť. Projektanti sú zodpovední aj za projektovú dokumentáciu, ktorá sa vo väčšine BIM aplikácií generuje automaticky z 3D modelu. Predpokladom je ale dôsledne spracovaný BIM model. BIM model zjednodušuje aj komunikáciu s ďalšími profesiami (statika, TZB). Projekty TZB a statiky, ako aj rozpočet sa pripravujú už z hotového BIM modelu. Tvorba rozpočtu pozostáva z dvoch hlavných činností – výkaz výmer a oceňovanie. Tvorba rozpočtu vyžaduje odborný prístup pri analýze jednotlivých stavebných prvkov, materiálov a pracovných činností. BIM model poskytuje presné výkazy výmer a cenové odhady je možné vygenerovať už v počiatočných fázach projektu, čo umožňuje korigovať celkové náklady.
Správca budovy je hlavným užívateľom BIM modelu
Zhotoviteľ stavby dostáva do rúk aktuálnu dokumentáciu, ktorú je nutné priebežne dopĺňať o skutočne použité materiály, konštrukčné prvky a prípadné zmeny. Tým sa BIM model ďalej aktualizuje na reálny stav hlavne pre použitie v správe budovy. Správca budovy je hlavným užívateľom BIM modelu. Ak bol informačný model aktualizovaný počas všetkých etáp prípravy projektu a výstavby, stáva sa nenahraditeľným zdrojom informácií pre správu a údržbu. Výsledkom je šetrenie finančných prostriedkov.
BIM – zmena myslenia a systému práce BIM
Pri úvahách o zavedení BIM do praxe je nutné si uvedomiť, že nejde len o inštaláciu softvéru ale o podstatnú zmenu v myslení a v systéme práce. Mať nainštalovanú BIM aplikáciu ešte neznamená, že tvoríme BIM model. Prechod na BIM vyžaduje novú metodiku, kvalitné riadenie a koordináciu. Pri tvorbe informačného modelu integrujeme nielen projektantov, ale aj ďalších účastníkov, ako sú investori, stavebné firmy, vlastníci a správcovia budov.
BIM projektovanie je od svojej podstaty odlišné od klasickej tvorby projektovej dokumentácie. Jedným z podstatných rozdielov je práca s reálnymi objektmi v 3D, ktorá vyvoláva zmenu v myslení a vyžaduje priestorovú predstavivosť. Tento prístup je ale blízky nášmu vnímaniu sveta. Najdôležitejším aspektom je užšia spolupráca profesií a dokonalá koordinácia všetkých procesov, vrátane výmeny dát, detekcie kolízií, zmien a úprav modelu. Koordinácia vyžaduje aj novú pozíciu – BIM manažéra, ktorého úlohou je správne rozdeliť a koordinovať jednotlivé pracovné úlohy.
Spolupráca, Open BIM A IFC
Jedným z najdôležitejších procesov pri tvorbe a použití informačného modelu je spolupráca a koordinácia jednotlivých profesií. BIM je užitočný hlavne v prípade, že sa na jeho tvorbe podieľajú všetky zainteresované strany stavebného procesu. Komunikácia je podmienená definovaním komunikačného formátu, ktorý by bol univerzálny pre všetky aplikácie. BIM modelovanie pozná len jeden takýto formát a tým je IFC (Industrial Foundation Classes), podporovaný organizáciou building SMART. Táto organizácia spracováva podklady, návrhy noriem a metodiku BIM pre ISO (International Standards Organization). Organizácia building SMART International spolu s významnými svetovými dodávateľmi BIM softvéru podporuje iniciatívu open BIM, ktorej cieľom je zjednotenie postupov a zjednodušenie komunikácie v BIM procese. Základom komunikácie je už spomínaný otvorený nezávislý parametrický formát IFC. Vo väčšine štátov vznikli organizácie, ktoré spolupracujú s vládami alebo s profesijnými organizáciami na tvorbe národných štandardov. Podobné ambície má na Slovensku aj organizácia BIM asociácia Slovensko.
BIM vo svete
Vývoj softvérových aplikácií založených na BIM zaznamenáva v posledných rokoch veľký rozmach, ktorý je ovplyvnený aj záujmom potenciálnych používateľov, ktorí našli veľké pozitíva v ich používaní. Hlavnou motiváciu je využitie BIM pri správe verejného majetku a lepšie aj objektívnejšie posúdenie návrhov vo výberových konaniach. Prvými významnými používateľmi sú štáty a štátne organizácie, ktoré BIM využívajú pri verejnom obstarávaní. Jedným z prvých štátov využívajúcich a podporujúcich BIM je Fínsko, ktoré vyžaduje BIM model vo formáte IFC pri ponukách pre verejnú správu. Ďalšou krajinou je Nórsko, kde sa BIM využíva okrem verejného obstarávania hlavne pre správu budov. Nasleduje Holandsko, Dánsko a Veľká Británia. V USA sa presadzuje metodika BIM hlavne s ohľadom na správu budov. BIM štandardy už v Amerike obsahujú požiadavky podľa definícií buildingSMART ako openBIM – ISO normy. Netreba ale zabúdať napríklad aj na Singapur, Austráliu, alebo Čínu. V susedných Čechách bola vypracovaná BIM príručka, pripravuje sa smernica, normy a BIM štandardy pre nasadenie technológie do praxe.
BIM a verejné obstarávanie v Európe
Schválenie dokumentu, ktorý sa oficiálne nazýva Európska direktíva o zadávaní verejných zákaziek (EUPPD, European Union Public Procurement Directive), vyzýva členské štáty EÚ na špecifikáciu, presadzovanie, alebo nariadenie používania BIM technológie pre stavebné projekty financované z verejných zdrojov od roku 2016. Niektoré štáty EÚ, napr. Fínsko, Dánsko, Nórsko, Veľká Británia, Holandsko už prijali legislatívu na používanie BIM a pri projektoch financovaných z verejných zdrojov ju priamo vyžadujú. Vo Veľkej Británii sa pritom odhaduje úspora finančných nákladov, spojená s používaním BIM, na 2 miliardy EUR.
Európsky parlament na svojom zasadnutí dňa 15. januára 2014 schválil odporúčanie pre všetky členské štáty zmodernizovať pravidlá pre zadávanie verejných zákaziek v oblasti stavebníctva a dopravy s využitím BIM technológie (BIM – informačný model budovy). Výsledkom má byť efektívnejšia a rýchlejšia realizácia projekčných prác stavebných objektov s cieľom úspor verejných financií a väčšej transparentnosti výberového procesu. Schválená direktíva vojde do platnosti v marci 2014.
BIM na Slovensku
Slovensko je z hľadiska použitia BIM aplikácií v architektonických ateliéroch štandardnou krajinou, aj keď architekti väčšinou používajú 3D aplikácie na tvorbu modelu stavby len z dôvodu prezentácie a vizualizácie, pričom finálnu vizualizáciu vytvárajú v samostatnom programe. Niektoré ateliéry spracovávajú projekt stavby ako BIM model až po projekt stavebnej časti. Následne ale prekresľujú model v 2D aplikácii do výkresovej dokumentácie. Tým sa samozrejme stráca väzba s modelom, dochádza ku chybám pri prekresľovaní a v koordinácii. Akákoľvek zmena dizajnu alebo konštrukcie si vyžaduje množstvo nadpráce. Jedinú zmenu je potrebné zapracovať do všetkých pôdorysov, rezov, pohľadov, atď. Ak je zmien viac, nároky na čas a pracovnú silu stúpajú. Príprava stavebnej časti projektu a profesie sú na tom podstatne horšie. V tomto prípade je zatiaľ podstatná časť projektantov závislá na 2D kreslení. Architekti exportujú svoj model do 2D podkladov, následne projektanti používajúci 2D CAD aplikácie vytvárajú príslušnú výkresovú dokumentáciu.
Koordinácia, komunikácia medzi profesiami, ale aj ďalšie použitie takto spracovanej dokumentácie je veľmi problematické. Projektanti TZB, pracujúci v BIM aplikácii sú u nás skôr raritou. Riešením tohto stavu by bol tlak investora, stavovských organizácií ale aj stavebných úradov na projektantov a vyžadovanie spracovania komplexného projektu do podoby BIM modelu.
Školstvo je na tom podobne ako celé Slovensko. Stredné školy, až na niekoľko výnimiek, učia svojich žiakov rysovať v 2D aplikáciách. Vysoké školy dávajú svojim študentom voľnú ruku vo výbere, ale napriek tomu sa tiež, podobne ako v prípade stredných škôl, skôr uplatňuje výučba 2D aplikácií. Návyky sa samozrejme prenášajú ďalej do praxe.
Závery zasadnutia Európskeho parlamentu posúvajú aj Slovensko do roviny príprav legislatívy a noriem pre použitie BIM technológie. Je len otázkou času, kedy tento spôsob projektovania bude záväzný minimálne pre projekty financované z verejných zdrojov, ako je to už v okolitých krajinách uvedené do praxe.
BIM už nie je budúcnosť, BIM je prítomnosť!
„Ja nepotrebujem BIM, mne stačí 2D“ to je najčastejšia odpoveď na otázku, či sa v ateliéroch a projekčných kanceláriách používa BIM aplikácia. Je BIM zbytočnosť, alebo je to nevyhnutná súčasť stavebnej projekcie? Väčšie nároky na precíznosť, náročnosť zavedenia BIM technológie do praxe projekčnej kancelárie, náročnejšia koordinácia profesií, nová metodika a postupy práce, odpor zamestnancov k novým technológiám hovoria proti. Integrácia a spolupráca profesií, koordinácia prác v jednom informačnom modeli, zapojenie všetkých zainteresovaných strán do tvorby BIM modelu, komplexnosť dát o stavbe, dôslednosť a presnosť, riešenie kolízií už v štádiu projektu, rýchle spracovanie zmenových konaní, presnejšie výkazy výmer a v konečnom dôsledku šetrenie investícií hovoria jednoznačne pre BIM. BIM už nie je ďaleká budúcnosť, BIM je súčasnosť!
