Architektura MuratorTechnikaMetodyka BIM: krok po kroku

Metodyka BIM: krok po kroku

Na polskim rynku BIM dzieje się coraz więcej. William Gibson – autor znanej powieści „Neuromancer”– napisał: Przyszłość już nadeszła, jedynie nie jest jeszcze równomiernie porozkładana. Na razie nie przypomina to jeszcze gorączki złota (czy raczej gold rush, bo działania odnoszą się głównie do standardów angloamerykańskich), tym bardziej jednak należy zadbać o zachowanie pewnych reguł, z którymi technologia BIM jest nierozłącznie związana.

Metodyka BIM: krok po kroku
Technologia BIM wymaga usystematyzowania wykorzystywanych w niej narzędzi, fot. Vadzim Kushniarou/GettyImages

W artykule starano się klarownie przedstawić zagadnienia, które na tym etapie słusznie zaczynają być istotne dla dalszego procedowania metodyki BIM. Świadomie pominięto kwestie przygotowania całej kadry dla zadań BIM w Polsce (edukacja pracowników branż projektowo-budowlanych oraz adeptów na studiach różnego rodzaju), bo tym zajmują się odpowiednie, wyszkolone do tego podmioty. Na wstępie jedno ważne przypomnienie. Gdy mówi się o BIM, który jest czystą ekonomią, na myśli ma się jego dwa aspekty: • Little BIM, czyli modelowanie danych dla jednej branży i jednego formatu technologicznego, • Big BIM, czyli cały proces kooperacji, wymiany danych w otwartych formatach (jako że żadne z tzw. suit programowych nie jest w stanie obsłużyć całego procesu w budownictwie, m.in. brakuje łącznika technologicznego na linii projekt–fabrykacja) oraz rozwiązywania zadań projektowo-wykonawczych w procesach zintegrowanych, a więc umiejętności kontaktów międzyludzkich. Aby móc w pełni wykorzystać walory technologii BIM, należy usystematyzować jego poszczególne aspekty i dostosować je do polskich realiów.

EIR kontra SIWZ

EIR (Employer Information Requirements) opracowywane na bazie brytyjskich standardów (ogólnodostępnych PAS oraz komercyjnych BS, czyli norm) to angielskie sformułowanie wytycznych inwestorskich. W Polsce rónież mamy własne wymogi określane jako SIWZ (Specyfikacja Istotnych Warunków Zamówienia). Zadaniem jest zatem takie spisanie oczekiwań polskiego inwestora co do całego obiektu i procedowania w metodyce BIM, aby oba te dokumenty stały się jednym. Nie będzie dwóch spisów wymagań: typu brytyjskiego dla metodyki zintegrowanej i SIWZ, dla procesów rodem z XIX wieku. Należy podkreślić fakt, że jest to dokument kontraktowy, z załącznikami, o których mowa w dalszej części artykułu.

Kontrakty wielostronne

Nadal panuje przeświadczenie, dodatkowo podbudowane opracowaniem KPMG i Arup, że obowiązujący w zleceniach publicznych FIDIC (Międzynarodowej Federacji Niezależnych Inżynierów Konsultantów, powołanej w Gandawie jeszcze w 1913 roku, obecnie zrzeszającej przedstawicieli ponad 60 krajów ze wszystkich kontynentów) da się „nagiąć” do kontraktów typu joint venture, wymaganych przez metodykę BIM. Zawiera on jednak przede wszystkim prawne zabezpieczenia stron, głównie zamawiającego. Jest to typ kontraktu antagonistycznego, a nie kooperacyjnego, w którym nie przewiduje się aneksów. Niektórzy, m.in. autor niniejszego artykułu, wykazują sceptycyzm dla sukcesu takiego podejścia i z nadzieją czekają na powstanie pierwszego kontraktu wielostronnego ze zrzeczeniem się wzajemnych roszczeń, z poduszką finansową na podział zysków lub pokrycie strat, a także gwarantującego transparencję proceduralną i finansową.

BIM Execution

Plan BEP (BIM Execution Plan) to plan opisujący sposób, w jaki będzie prowadzony projekt w technologii BIM. Obejmuje m.in. zarządzanie informacjami, metodę ich wymiany, zasoby ludzkie i materiałowe będące w dyspozycji oraz relacje pomiędzy uczestnikami projektu. W przypadku BEP sytuacja nie jest zła – istnieje już wiele funkcjonujących wzorów. Należy jednak rozpatrywać tę kwestię w dwóch aspektach: • tzw. pre-contract BEP, będącego załącznikiem do kontraktu traktującego o ramowych oczekiwaniach inwestora co do zakresu metodyki BIM – można go nazwać Planem Implementacji BIM (PIB), • BIM Execution Plan, który opracowany jest poza kontraktem przez wykonawcę na podstawie PIB oraz EIR i dokładnie wskazuje, w jaki sposób będzie procedowana metodyka BIM – można go określić jako Plan Wykonania BIM (PWB). Według autora kontrakt nie może obligować wykonawcy do procedowania BIM w jeden, ustalony na początku inwestycji sposób – powinna być możliwość elastycznego reagowania na różne sytuacje.

Technologia BIM: koszt docelowy

Element ten należy wypracować w fazie konceptualizacji jako główne narzędzie ekonomiczne w metodyce BIM. Najlepiej, aby został utworzony z modeli koncepcyjnych, skalkulowany po wskaźnikach (m2, m3, inne jednostki), skonfrontowany z cenami rynkowymi i oczekiwaniami inwestora, a jego wysokość wynegocjowana z klientem. Następnie należy uwzględnić zobowiązania finansowe (lub nie), koszty procedowania projektu, poduszkę na zyski lub straty (2–10% w zależności od wielkości inwestycji) i zapewnić stałą analizę przez cały okres realizacji inwestycji. Monitorowanie kosztu docelowego powinno się odbywać regularnie, maksymalnie co dwa tygodnie – wystarczą do tego arkusze Excela z uwzględnieniem spływu faktur i innej formy kosztów.

Metodyka BIM: krok po kroku
Macro BIM 3D – raport kosztów wskaźnikowych z bryły obiektu; monitorowanie kosztu docelowego powinno się odbywać maksymalnie co dwa tygodnie, il. Robert Szczepaniak


Klasyfikacja budowlana

Sytuacja na tym etapie jest wręcz dramatyczna. Klasyfikacji, która byłaby kompatybilna z abstrakcyjnymi, bazującymi na hierarchii dziedziczenia standardami typu IFC (format wymiany informacji w procesach zintegrowanych w budownictwie), w Polsce nie ma. Ani KNR-y, ani Eurokody się do tego nie nadają, bo nie da się ich podzielić na schemat hierarchicznego dziedziczenia (podobnie jak klasyfikacja gatunków, a w informatyce na zasadzie folderów i podfolderów). Jednak pocieszający jest fakt, że prace nad ich dostosowaniem trwają. I są szanse, że zakończą się one sukcesem. Celem konsystentnej metody nazewnictwa budowlanego jest system klasyfikacji, który umożliwi takie nazywanie obiektów w projektach, aby ich kody były niezmienne przez cały proces projektowo-wykonawczy i później przez dziesięciolecia służyły w procesach eksploatacji obiektów. Nie na darmo mówi się o jednej centralnej bazie informacji na cały okres życia obiektu. System IFC już istnieje w programach do tworzenia BIM i jest gotowy do integracji z narodowymi systemami nomenklatur budowlanych. M.in. tym będzie się zajmować tworzony właśnie polski oddział organizacji zarządzającej IFC (rozwijającej ten format) o nazwie buildingSMART, którego pierwsze spotkanie założycielskie odbyło się w Warszawie 20 września 2018 roku.

BIM a mentalność środowiska

Nie chodzi tutaj tylko o zmiany w myśleniu. Procesy zintegrowane, oprócz kontraktów wielostronnych, charakteryzuje wzajemne zaufanie pomiędzy ich uczestnikami. Właściwie jest to priorytet w raportach z realizowanych przedsięwzięć budowlanych w metodyce BIM na całym świecie. Ma temu sprzyjać transparentność proceduralna i finansowa, co może być dużym wyzwaniem w niektórych inwestycjach. Kolejnym zaleceniem jest kolokacja, czyli praca w jednym, wielobranżowym zespole, wspólnie rozwiązującym zadania w czasie rzeczywistym. Należy też wspomnieć o organizacjach zawodowych, które w  trosce o ich członków nienadążających za rozwojem technologicznym hamują wprowadzanie  metodyki zintegrowanej do własnych środowisk zawodowych.

Metody Lean w budownictwie

Polska to nie Japonia, więc systemu Lean w produkcji – najlepszym jego reprezentantem jest Toyota Production System (TPS) – nie da się tak po prostu przeflancować na polski rynek. Jest w nim natomiast kilka ciekawych aspektów, które już znalazły drogę do przemysłu budowlanego na świecie. Są to np. 7-stopniowy proces eliminacji strat (jedna z głównych cech TPS), strategia A3, mapowanie strumienia wartości oraz 5S – wizualny warsztat pracy. Kolejnym wartościowym narzędziem z palety Lean dla procedowania inwestycji budowlanej jest tzw. Last Planner System®, który zakłada analizę każdego zagadnienia pod względem zasobów, możliwości, celowości i ograniczeń realizacji konkretnego zadania, co w praktyce sprowadza się do sprawdzenia wypracowanego scenariusza na karteczkach post-it w biurze budowy przed wyruszeniem ekipy budowlanej na plac.

Target Value Design

Projektowanie pod określony koszt (Target Value Design – TVD) to także część systemu Lean, ale z uwagi na jego istotę należy traktować to narzędzie priorytetowo. TVD bazuje na uprzednio wyjaśnionym Koszcie Docelowym i stanowi ekwiwalent dotychczasowych nadzorów autorskich. Mówiąc w skrócie, jest to praca całego zespołu projektowego nad optymalizacją kosztów eksploatacji obiektu do momentu przekazania go do użytkowania, czyli poszukiwanie na bazie istniejących rozwiązań projektowych jeszcze większych możliwości zaoszczędzenia inwestorowi przyszłych kosztów. Jest to czysty zysk i w efekcie Target Value Design powinno być dodatkowo wynagradzane w kosztach inwestycji, wchodząc w skład kosztu docelowego. Oprócz poduszki finansowej, która stanowi aspekt ryzyka, nakłady na TVD powinny być stałą pozycją w budżecie inwestycji. O ile przy obecnych stawkach dla projektantów BIM-u nie da się wprowadzić, o tyle Target Value Design i możliwe zyski z podziału poduszki w przypadku realizacji inwestycji w koszcie docelowym i w terminie powinny zachęcić każdego do udziału w tych procesach. Ze światowych przykładów – poduszka bywa dzielona w proporcji 40–50% dla inwestora, 40% dla (generalnego) wykonawcy, 10–20% dla projektantów (wszystkie branże). Z tym wiąże się kolejna zmiana: zanika rola projektanta generalnego, odpowiedzialność decyzyjna za rozwiązania branżowe z ewentualnym bonusem finansowym musi być traktowana indywidualnie dla każdej branży projektowej. Oczywiście należy również przekonać inwestora do tych aspektów, ale to się powinno udać z czasem i z postępem ewolucji metodyki BIM w Polsce.

Metodyka BIM: krok po kroku
Last Planner System w teorii zakłada analizę każdego zagad- nienia pod względem zasobów, możliwości, celowości i ograniczeń realizacji konkretnego zadania; il. Robert Szczepaniak

Technologia BIM

Sama technologia, ale także jej rola w procesach ekonomicznych, to raczej dalszy plan. Ktoś kiedyś powiedział, że najlepsza technologia to taka, której w ogóle nie widać. Jednak jest ona integralną częścią procesów BIM i zasługuje na odrobinę uwagi. Warto tu wyróżnić: • hardware – wraz z ulepszaniem software'u należy dbać o jakość parku maszynowego. Procesory jakości i7 są aktualnym standardem, ale mamy już i9, zatem Core Duo i im podobne nie pomogą w procesach zintegrowanych, tym bardziej, że mamy do czynienia z modelami wielowymiarowymi, czy to dla analiz, czy symulacji, czy choćby podglądu z wirtualnym spacerem. To samo dotyczy pamięci RAM i karty video. Odpowiednio 16 czy 2–4 GB nie są żadną ekstrawagancją, a ułatwieniem. Nie należy żałować nakładów na usprawnienie warsztatu pracy, bo on gwarantuje wolność ekonomiczną; • software – tu sprawa jest nieco bardziej skomplikowana. Istnieją trzy różne typy software'u do procedowania metodyki BIM (do tworzenia, ewaluacji modeli IFC oraz zarządzania nimi w celu realizacji inwestycji). Wybór software'u w określonej grupie z trzech powyżej wymienionych nie ma żadnego znaczenia. Np. do tworzenia mamy na rynku aplikacje o nazwach: ArchiCAD, Allplan, Vectorworks, Revit, Bentley OpenBuildings Designer, ArCADia BIM, EliteCAD i wiele innych. Najważniejsze jest sprawdzenie, czy obsługują one format IFC z certyfikatem dla importu lub eksportu oraz czy jest to program najbardziej optymalny dla danej osoby. Autor posługuje się od 10 lat software'm Vectorworks i we własnych projektach współpracuje bez kłopotów z inżynierami branżowymi działającymi na dowolnych programach BIM.

Metodyka BIM: krok po kroku
Target Value Design, czyli projektowanie pod określony koszt, ma na bazie istniejących rozwiązań koncepcyjnych zminimalizować przyszłe wydatki inwestora; il. Robert Szczepaniak

Level of Development

Etapowanie procesu modelowania danych, czyli Level of Development (LOD), wywodzi się z wzorów amerykańskich, ale np. w produkcji przemysłowej nie ma takiego podziału sekwencyjnego, chociaż miałby pewnie większy sens. LOD dla obiektów BIM w budownictwie dzieli się na dwie części: • LOG (Level of Geometry) – przyjmuje tu modyfikację zaproponowaną w Szwajcarii, a chodzi głównie o odróżnienie od nadrzędnego LOD – dotyczy danych geometrycznych (wymiary 1., 2. oraz 3.) • LOI (Level of Information) – dotyczy towarzyszącej informacji alfanumerycznej (dla potrzeb kolejnych wymiarów BIM: 4 – czas, 5 – koszt, 6 – energia i w ogóle środowisko, 7 – eksploatacja, oraz 8 – bezpieczeństwo użytkowania). Wprowadzono to pojęcie z dwóch powodów (oprócz oczywistej przydatności w procesach BIM). Z jednej strony służy to uwidocznieniu, że proces projektowo-wykonawczy jest rozciągnięty w czasie, a dane spływają do modeli stopniowo, nie modeluje się zatem informacji od razu w docelowej formie. Model jest nasycany danymi w miarę postępu prac, a zbyt wczesne i dokładne zdefiniowanie różnych parametrów może skończyć się koniecznością wyrzucenia całej pracy do kosza i rozpoczęcia jej od nowa. Z drugiej strony obiekty biblioteczne modelowane bywają w natywnych formatach w wielu fazach LOD (najpopularniejsze to: LOD100 – koncepcja, LOD200 – projekt schematyczny, i LOD300 – projekt detaliczny). Płacenia co roku za nowe modele natywne dziesiątek czy setek obiektów w trzech fazach LOD nie wytrzyma na dłuższą metę żaden producent elementów budowlanych. Prędzej czy później skończy się to przejściem do formatu IFC, którego obiekty są tworzone raz na dziesiątki lat. Dodatkowo IFC jest normowany standardem ISO (16739:2013), otwartym (można go otworzyć nawet w edytorze tekstu) i bezpiecznym, nowe wersje IFC (4 i 5) dodają zaś obsługę tekstur oraz edytowalność na potrzeby robocze.

Metodyka BIM: krok po kroku
Software, platformy i formaty są integralną częścią procesów BIM; il. Robert Szczepaniak


Life-Cycle Assessment

Aspekt już rozpatrywany przez rząd w postaci rozpisanego do konsultacji publicznych rozporządzenia Ministerstwa Infrastruktury i Budownictwa w sprawie metody kalkulacji kosztów cyklu życia budynków oraz sposobu przedstawiania informacji o tych kosztach (z dn. 13 listopada 2017 roku). Sama świadomość tej konieczności jest wystarczającym dowodem, że to sprawa wagi państwowej. Najprawdopodobniej, gdy prywatni inwestorzy osiągną ten poziom świadomości o obiekcie jako produkcie, wszelkie wspomniane wcześniej opory znikną, ponieważ idee starych metod zostaną wywrócone do góry nogami.

Robert Szczepaniak, architekt (IARP, Arch+Ing), współzałożyciel Stowarzyszenia BIM dla polskiego budownictwa, wiceprezes BIM klaster, właściciel firmy bim.ag oraz konsultant Vectorworks Inc.

Metodyka BIM: krok po kroku
Wykres obrazujący wpływ  BIM/IPD na cykl życia inwestycj; il. Robert Szczepaniak
BIM od podstaw – przewodnik w 8 krokach W świecie architektonicznym BIM stosowany jest już dość powszechnie. W raporcie „BIM, współpraca, chmura w polskim budownictwie” stosowanie BIM deklaruje 43% firm, co daje wzrost w wysokości 76% w porównaiu z rokiem 2015.
BIM – trendy i technologie. Rozwiązania Autodesk. BIM na dobre zadomowił się w biurach projektowych, doceniany jest także przez wykonawców, powoli buduje swoje miejsce w świadomości inwestorów. Wiele funkcjonalności związanych z BIM jest już dostępnych. Przyszedł czas na ich szersze zastosowanie w całym cyklu powstawania inwestycji. Jak wykorzystać w pełni potencjał modelowania informacji o budynku? Jak rozwiązania Autodesk wspierają ten proces?
Vectorworks 2020 – najnowsza odsłona oprogramowania BIM i CAD. Jakie ma zalety Vectorworks 2020? 10 września swoją premierę miała najnowsza wersja oprogramowania BIM: Vectorworks 2020. Tłumaczymy, o jakie funkcje została wzbogacona i czym różni się od poprzedniej. Zalety Vectorworks 2020.
Nowe oblicze BIM 2019 – prelekcje i warsztaty! Lex Ransijn, Agron Derella, Dariusz Kasznia i Roberto Minnucci to tylko niektórzy eksperci technologii BIM, którzy wystąpią podczas listopadowej konferencji Nowe oblicze BIM 2019! „Architektura-murator” jest partnerem medialnym wydarzenia.
Energos – moduł kalkulacji energetycznych w Vectorworks (BIM 6D): jak optymalnie wykorzystać go w procesie projektowania Niskie zużycie mediów, zwłaszcza energii, to jedna z kluczowych cech budynku zrównoważonego. Moduł kalkulacji energetycznych Energos pozwala architektom znacząco usprawnić i skrócić przebieg prac projektowych.
Modeluj w 3D bez ograniczeń Na rynku dostępne są liczne programy do modelowania 3D. Każdy z nich ma swoje wady i zalety. Dla architektów szczególnie istotna jest elastyczność i łatwość obsługi programu, co znacznie ułatwia proces projektowania. Równie ważne aspekty to precyzja i szczegółowość, dzięki czemu projekty mogą spełnić ścisłe wymogi branży. Z tego względu wielu profesjonalnych projektantów podczas pracy nad jednym projektem korzysta z kilku oddzielnych programów.