Cyfryzacja budownictwa – czy producenci materiałów budowlanych mogą wspierać rozwój technologii BIM?

Artykuł poświęcony jest technologii BIM. Przedstawiono w nim możliwości, które oferuje BIM projektantom, producentom materiałów budowlanych, firmom wykonawczym, a także zarządcom nieruchomości.

Digitization of construction industry – can producers of building materials support the development of BIM technology?

The article, which is dedicated to BIM technology, presents the possibilities that BIM can offer to designers, manufacturers of building materials, contracting companies, as well as property managers.

***

W polskim budownictwie również następuje coraz większy rozwój technologiczny, pomimo tego, że branża budowlana jest postrzegana jako branża dość wolno wdrażająca zmiany. Cyfryzacja w budownictwie zwraca się w kierunku uproszczenia procedur, usprawnienia procesu budowlanego, a także ułatwienia wymiany informacji pomiędzy wszystkimi uczestnikami procesu budowlanego.

Zobacz też: Badanie wilgotności mineralnych materiałów budowlanych

Ważnym elementem postępu cyfryzacji w budownictwie jest rozwój technologii BIM (Building Information Modeling). Sama technologia nie jest już nową ideą, natomiast zyskuje na znaczeniu, jest coraz szerzej wdrażana, co ma wpływ na ciągłe zwiększanie świadomości rynku oraz szybki rozwój narzędzi związanych z technologią BIM.

To nie tylko model – BIM jest technologią o szerszym znaczeniu

Bezpośrednie tłumaczenie angielskiego skrótu BIM to modelowanie informacji o budynku, co wskazuje, że będąc użytkownikiem technologii mamy do czynienia z modelem (z różnymi jego fazami) z „zaszytą” informacją. Jest to poprawne rozumowanie. Obiekt tworzony w technologii BIM posiada informacje fizyczne i funkcjonalne – parametry budynku rzeczywistego. Można przyjąć, że model BIM jest cyfrowym bliźniakiem swojego rzeczywistego odpowiednika.

Fazy życia budynku w kontekście użyteczności technologii BIM

Możliwości, które daje technologia, są zdecydowanie większe niż wyłącznie przejście z projektowania 2D na 3D. Można przyjąć, że technologia jest w stanie objąć wszystkie fazy życia budynku i na wszystkich przynieść wymierne korzyści. Już w samej fazie koncepcyjnej można wykorzystać łatwe wariantowanie, które umożliwia BIM. Następująca po fazie koncepcji faza projektowa jest tym etapem życia budynku, na którym (przy obecnym poziomie zaawansowania) BIM jest najczęściej używany.

Wykorzystanie metodyki na etapie projektu to nie tylko przejście z płaskiego projektowania do projektowania 3D, ale także wykorzystanie możliwości wynikających z uproszczonego tworzenia wizualizacji i animacji oraz wirtualnych spacerów – rozwiązań, które w zdecydowany sposób ułatwiają przygotowanie do spotkań z inwestorem, a także usprawniają sam ich przebieg.

Formy wizualizacji obiektu można uznać za korzyść przydatną, jednakże niekluczową, wynikającą z technologii, ponieważ to właśnie na etapie projektowania można uzyskać korzyści płynące z dwóch zdecydowanie bardziej istotnych zalet BIM-u – efektywną koordynację międzybranżową oraz łatwość wprowadzania zmian w projekcie. Metodyka, poprzez wykorzystanie otwartego formatu IFC, umożliwia łatwą wymianę danych pomiędzy uczestnikami procesu projektowego. Niezależnie od oprogramowania wykorzystywanego przez poszczególnych użytkowników, dzięki wymianie danych poprzez format IFC możliwe jest przeprowadzenie bieżącego sprawdzenia poszczególnych modeli branżowych, prowadzące do wykrycia istotnych błędów projektowych, kolizji pomiędzy modelami branżowymi oraz pozwalające śledzić bieżące zaawansowania projektów branżowych.

Prowadząc, poprzez koordynację międzybranżową, sprawną komunikację pomiędzy zaangażowanymi stronami, już na etapie projektowania możliwa jest eliminacja błędów, nawet tych, które mogłyby być trudne (i czasochłonne) do wykrycia w przypadku projektowania 2D. Jest to działanie mające bezpośredni wpływ na obniżenie kosztów wykonawstwa całej inwestycji – koszty wynikające z kolizji, błędów projektowych i przeprojektowywania obiektów na etapie wykonawstwa często stanowią duży procent kosztów całkowitych realizacji.

Łatwość wprowadzania zmian w projekcie wynika z automatyzacji wprowadzanych zmian – zmiana wprowadzona w jednym miejscu pojawia się automatycznie (bez dodatkowej ingerencji projektanta) na wszystkich rzutach, przekrojach, zestawieniach oraz w dokumentacji (proste tworzenie spójnych zestawień i dokumentacji).

Na etapie projektowym wykorzystanie technologii BIM daje również szeroką możliwość zoptymalizowania planowanego obiektu, poprzez analizy modelu i optymalizację doboru rozwiązań projektowych. Technologia umożliwia wstępne przetestowanie planowanych rozwiązań na etapie projektu – pozwala sporządzić ocenę ich przydatności przed wbudowaniem. Bogata gama narzędzi służących do analizy modeli pozwala m.in. na przeprowadzenie dokładnej analizy nasłonecznienia czy też analizy energetycznej, prowadzącej do doboru rozwiązań gwarantujących jak najmniejsze zapotrzebowanie obiektu na energię w całym jego cyklu życia.

Prawodawstwo oraz trendy w branży wskazują, że zielone budownictwo już obecnie jest coraz częściej poszukiwane (zarówno przez inwestorów, jak i użytkowników końcowych obiektów) i to ono będzie budownictwem przyszłości. Stąd też analizy prowadzące do ułatwionego projektowania zrównoważonych budynków czy też nasycenie modeli danymi prowadzącymi do ułatwienia procesu certyfikacji budynków mogą być już niebawem argumentami przemawiającymi za jeszcze szerszym wdrażaniem i wykorzystywaniem metodyki BIM.

Korzyści płynących z wykorzystania BIM-u na etapie projektowym jest dużo, co potwierdza fakt, że to właśnie architekci, projektanci, konstruktorzy i instalatorzy stanowią największą grupę użytkowników technologii.

Zgodnie z prowadzonymi badaniami rynku w Polsce drugą pod względem wielkości grupą użytkowników technologii BIM są firmy budowlane i wykonawcze. Dla firm wykonawczych (podobnie jak w przypadku projektantów obiektów) wykorzystanie technologii również może przynieść szereg korzyści. Przede wszystkim wykonawca wykorzystujący dane BIM od początku dostaje pełniejsze informacje oraz pełniejszy obraz planowanej inwestycji niż w przypadku dokumentacji pochodzącej z projektowania „tradycyjnego”. Model 3D, a także towarzysząca mu dokumentacja oraz szczegółowe zestawienia materiałowe od pierwszych kroków stanowią zdecydowane usprawnienie procesu wymiany informacji pomiędzy projektantem a wykonawcą.

Łatwe wariantowanie jest korzyścią wykorzystywaną właściwie na każdym etapie powstawania i eksploatacji obiektów – również dla wykonawców czy firm budowlanych jest ono przydatne. W przypadku tworzenia kosztorysów (przy ustalaniu zakresu robót z inwestorem) wariantowanie okazuje się być drogą ku optymalizacji kosztowej. Bazując na danych zaciąganych z modelu, wyceny wykonawcze mogą być przygotowane nie tylko łatwiej, ale również i dokładniej. Dostęp do pełnych danych zdecydowanie ułatwia wybór odpowiednich technologii dla poszczególnych etapów realizacji inwestycji. Po domknięciu w początkowej fazie aspektów kosztowych wykorzystywanie metodyki BIM ułatwia również odpowiednie dopracowanie aspektu czasowego, tj. harmonogramu realizacji robót.

Po ustaleniu chronologii oraz przewidywanych czasów realizacji każdego z planowanych etapów robót możliwe jest sporządzenie automatycznych symulacji realizacji/postępu prac. To dobra droga do zoptymalizowania tworzonego harmonogramu, a także kontroli poprawności przyjętych założeń.

Harmonogramy i kosztorysy powiązane z modelem to również możliwość bieżącej kontroli nad poziomem realizacji założonego czasu i założonych kosztów – w dowolnym momencie, w prosty sposób, możliwe jest sprawdzenie, czy harmonogram i kosztorys są realizowane zgodnie z przyjętymi założeniami. W przypadku nadmiernego wykorzystania budżetu czy też opóźnień w realizacji prac wykorzystanie BIM-u 4D (czas) oraz 5D (koszt) to ułatwienie znalezienia rozwiązań pozwalających zniwelować pojawiające się problemy.

Również na najdłuższym etapie życia budynku, tj. na etapie jego eksploatacji, technologia może być użyteczna. Właściciele lub zarządcy nieruchomości mogą korzystać z możliwości, które daje BIM w zakresie:

• obsługi nieruchomości (serwisowanie i utrzymanie nieruchomości – dostęp do informacji, przechowywanie kart, instrukcji, raportów itp.),
• renowacji (lub ewentualnej przebudowy/rozbudowy) koniecznych do wykonania w trakcie użytkowania obiektu (przetestowanie rozwiązań na cyfrowym bliźniaku, dobór optymalnych opcji, dobór odpowiedniego sposobu montażu),
• zaplanowania schyłkowej fazy życia, czyli rozbiórki obiektu.

Rola producenta materiałów w łańcuchu BIM

Niewątpliwie producentów materiałów budowlanych można uznać za uczestników procesu budowlanego, jednocześnie (na obecnym poziomie zaawansowania i wdrożenia technologii BIM w Polsce) producenci w przeważającej większości nie są typowymi użytkownikami BIM-u, tj. nie wykorzystują technologii w codziennej pracy, głównie stają przed zadaniem dostarczenia danych. Zwykle dane te dostarczane są jako modele BIM w formacie otwartym lub wybranym formacie natywnym. Opracowanie i udostępnienie (dostarczanie) modeli ma na celu usprawnienie wymiany informacji między producentem materiałów budowlanych a pozostałymi uczestnikami procesu inwestycyjnego. Stworzenie modeli BIM oferowanych produktów to pierwszy i podstawowy poziom digitalizacji portfolio produktowego, który może wykonać producent.

Bazując na przykładzie bibliotek modeli producentów materiałów silikatowych, takie cyfrowe modele produktów, oprócz danych geometrycznych i wizualnej reprezentacji produktu, zawierają podstawowe informacje o parametrach fizycznych i funkcjonalnych. Ilość danych (informacji) znajdujących się w modelach jest różna m.in. ze względu na brak funkcjonujących, krajowych standardów przygotowywania modeli. Obecnie to producent udostępniający biblioteki produktowe decyduje, jakie dane (i w jaki sposób) zdecyduje zawrzeć w modelach.

W przypadku elementów silikatowych dane, które pojawiają się w obecnie funkcjonujących bibliotekach, to np. dokładne wymiary, wytrzymałość na ściskanie, gęstość objętościowa, współczynnik przewodzenia ciepła, izolacyjność akustyczna, odporność ogniowa, zużycie materiału na 1 m², czy też wybrane informacje o producencie. To dość duża ilość informacji, z jednej strony dająca łatwość dostępu do niemalże pełnych danych produktowych z poziomu tworzonego (projektowanego) modelu obiektu, z drugiej strony jednak (w niektórych przypadkach) grożąca pewną nadwyżką informacyjną. Niewątpliwie spójne standardy zwiększałyby przejrzystość wymiany informacji.

Innym sposobem dostarczenia danych, który może wybrać producent, jest opracowanie programów autorskich (zwykle w postaci nakładek/wtyczek/plug-inów) pozwalających rozszerzyć możliwości wykorzystywanych programów projektowych. W przypadku tego typu rozwiązań ilość dostępnych w nich funkcji i możliwości, które one dają, bywa bardzo zróżnicowana. Jedną z podstawowych funkcjonalności nakładek proponowanych przez producentów materiałów silikatowych jest dostęp do bibliotek produktowych i możliwość pobrania ich bezpośrednio do opracowywanego modelu. Jednakże programy autorskie zwykle dają szersze możliwości – ułatwiają użytkownikom programów projektowych odnalezienie szerszych informacji o produktach (np. karty techniczne, instrukcje stosowania, deklaracje właściwości użytkowych), zawierają dokumentację zdjęciową i niezbędne dane kontaktowe. W przypadku nakładek o bardziej rozwiniętych funkcjonalnościach dodatkowo można uzyskać dostęp do wykonywania analiz, np. ilościowych, kosztowych czy też ułatwionego doboru odpowiednich rozwiązań poprzez sprawdzenie przegród z uwagi na nośność lub odpowiednią izolacyjność termiczną.

Znaczenie producentów w procesie budowy prowadzonej w technologii BIM może się z czasem zmieniać, rola tych uczestników procesu budowlanego może stawać się istotniejsza. Producenci w łańcuchu całego procesu mogą zyskiwać na znaczeniu w kolejnych latach wraz z popularyzacją technologii. Już teraz wytwórcy materiałów budowlanych (również materiałów silikatowych) wykorzystują rozwiązania BIM do optymalizacji zużycia swojego asortymentu na potrzeby realizacji inwestycji (dostosowanie rozwiązań w projekcie do wymiarów modularnych portfolio produktowego). Na polskim rynku pojawiają się również pierwsze próby wdrażania rozwiązań rozszerzonej rzeczywistości na budowie, która daje możliwość np. rezygnacji z tradycyjnych, papierowych planów montażowych, pozwala przeprowadzić kontrolę poprawności prowadzenia prac, czy też może być używana jako pomoc szkoleniowa przy zapoznawaniu monterów z pracą z danym systemem producenckim.

Jednakże możliwości wykorzystania technologii BIM przez producentów materiałów budowlanych może być więcej. Prowadzenie ścisłej współpracy z realizowanymi (i planowanymi) budowami może pomóc w planowaniu produkcji, usprawnianiu logistyki, a także w ułatwieniu komunikacji. W rezultacie powinno to sprzyjać lepszemu, wzajemnemu zrozumieniu wszystkich stron i dawać możliwość szybszej reakcji (a tym samym sprawniejszego znalezienia właściwych rozwiązań) na pojawiające się problemy lub zmiany w przebiegu realizacji inwestycji.

W tym momencie trudno przewidywać, jak i kiedy ukształtuje się ostateczna rola producentów w łańcuchu BIM. Cyfryzacja budownictwa trwa od kilku lat i raczej nic nie wskazuje, żeby miała się zatrzymać. Można być zatem pewnym, że zmianom będą ulegały również wymagania wszystkich uczestników procesu budowlanego względem siebie. Pomimo tego, że wdrażanie zmian to proces wzbudzający często wiele oporów, to gotowość na transformację i otwarcie na zrozumienie wzajemnych potrzeb w obliczu wyzwań zmieniającego się (również budowlanego) świata to postawy, które pozwolą na przejście etapu reform w sposób najbardziej łagodny i efektywny.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!