Building Information Modeling (BIM)

Vytváření hodnot v dlouhodobém horizontu pro naše klienty, akcionáře, zaměstnance, pro naše partnery a pro společnost obecně je hlavním cílem skupiny SMP. V rámci jeho dosahování se skupina SMP zavázala k integraci inovativních řešení, špičkových řešení a moderní techniky do svých výrobních procesů.

Skupina SMP zahájila postupnou implementaci procesu Building Information Modeling (BIM) do svých metod, kterými chce nabízet svým klientům a partnerům nástroje a metody, jimiž budou optimalizovat své projekty, a to ve všech fázích jejich životního cyklu.

Akceptováním procesu Building Information Modeling (BIM, informační model stavebního projektu) skupina SMP potvrzuje své přání nabízet inovativní způsoby, trvale zlepšovat technická řešení, optimalizovat náklady, konstrukce, projektovou přípravu a bezpečnosti dodávaných staveb, jakož i jejich provoz a údržbu. Skupina SMP započala s nasazením metod a přístupů procesu BIM k realizaci různých stavebních a infrastrukturních projektů. Příkladem je aktuálně největší infrastrukturní stavba v České republice - stavba Nové vodní linky Ústřední čistírny odpadních vod v Praze.

CO JE TO BIM?

Proces BIM má za cíl snížit rizika a zajistit optimální řešení.
Building Information Modeling je jedinečným zdrojem informací určených pro všechny strany zapojené do projektu v průběhu celého jeho životního cyklu, a to s pomocí 3D digitálního modelu a databází pracujících v prostředí umožňujícím spolupráci.

Proces BIM lze použít pro všechny fáze „života" konstrukce, a to od jejího počátečního návrhu až do konce její životnosti (obnova, rekonstrukce nebo demontáž), včetně všech fází výstavby, používání a údržby, až po její obnovu nebo demolici.

Hlavním cílem je podpora procesů spojených s prováděním projektu (stavby) všemi zúčastněnými stranami, neboť BIM technologie umožňuje sdílení znalostí a informací o stavbě (projektu) s cílem vytvořit pevný a spolehlivý základ pro rozhodování v průběhu jeho životního cyklu. BIM představuje nový způsob správy informací, využívání nových počítačových nástrojů a nových obchodních vztahů, ale také nový způsob práce a realizace projektů, a to na základě spolupráce.

PŘÍNOSY BIM

Stavba před stavbou
Pomocí BIM mohou všechny zúčastněné strany snadno pochopit projekt a tímto způsobem se podílet na jeho budoucí podobě. BIM umožňuje představit si stavbu (pomocí 3D modelování) v její budoucí podobě a zároveň rychle provést libovolné množství simulací souvisejících např. s teplotou, osvětlením, spotřebou energií, postupem výstavby atd. (využívá se 3D matematické modelování a databáze souvisejících informací). To usnadňuje a urychluje vývoj a schvalování projektu dotčenými stranami. Virtuální simulace nám také umožňuje rychle studovat několik variant projektu, a to vysoce nákladově efektivním způsobem s cílem určit nejlepší řešení.

Přínosů BIM je mnoho a jsou viditelné v každé fázi projektu:

  • větší přijatelnost projektů díky názornému představení,
  • větší kontrola rizik v projektování, provádění, provozu a údržbě projektů,
  • vyšší výkon a kvalita služeb poskytovaných klientovi,
  • přesnější plány realizace projektu,
  • nižší náklady (na návrh, výstavbu, provoz, údržbu a popř. odstranění stavby).

Základní schopností přístupu označovaném jako BIM je:

  • „postavit" projekt před jeho skutečnou stavbou a následně provádět virtuální simulace této stavby a posuzovat např. jeho architekturu, stavební řešení, způsoby provádění, kolize a definovat jeho různé stavební etapy a jejich souvislosti.
  • provozovat a udržovat stavbu před zahájením výstavby tím, že se simuluje použití a údržba stavebního díla.

Výhody BIM:

  • lepší komunikace (klient-projektant-dodavatel, subdodavatelé, personál na stavbě atd.),
  • optimalizovaný personál (lze mít menší tým na stavbě),
  • identifikace problémů a řešení (nedostatky dokumentace, kolize jsou rozeznané dříve, než jsou s vysokými náklady řešeny),
  • optimalizace projektového řešení (je již tradicí prezentovat klientovi alternativy, model vyjasňuje zámysly),
  • prováděcí výkresy (lze automaticky generovat z modelu v libovolném místě),
  • výkazy množství a odhady nákladů (stanovení v kratším čase, více odolnější chybám než tradiční přístup, lepší odhad nákladů a snížení rizik),
  • lepší harmonogramy (lepší korelace výkon x čas).

 

BIM A PROJEKTOVÁNÍ

Zkoumání projektové dokumentace
Projektové předvídání
BIM nabízí možnost společné práce nad projektem, poskytuje rychlý přístup ke všem informacím, umožňuje nalézt konstrukce, které mohou být dokončeny rychleji.

Možnost 3D prohlížení projektu umožňuje, aby všechny zúčastněné strany mohly okamžitě vidět problematické či sporné části projektu. Výsledkem je okamžité, sdílené chápání problému. Proto pak mohou zúčastněné strany efektivně soustředit svůj čas a energii na vývoj optimálního řešení a nemusí trávit drahocenný čas ve snaze dosáhnout společného porozumění problému.

Konstrukční model
S BIM technologií jsou digitálně sestaveny virtuální velmi přesné konstrukční modely budovy. Ty podporují projektový proces přes jeho jednotlivé fáze, což umožní lepší analýzu a kontrolu než jakou poskytují ruční procesy. Po dokončení stavby modelu jsou tyto počítačové modely schopny generovat přesné geometrie a data potřebná pro podporu výstavby, montáže technologií, výroby a ostatních činností, jejichž prostřednictvím je budova realizována.

 

3D model a jeho využití
Rychlejší ověřování projektových postupů

Fáze projektování s využitím BIM spočívá ve vývoji konstrukčního řešení, které odpovídá potřebám vyjádřeným klientem. BIM se využívá k:

  • prokazování, že navržené stavební řešení skutečně splňuje potřeby klienta, a využívá se k získání souhlasu klienta s návrhem,
  • získání povolení od dotčených orgánů,
  • posílení přijatelnosti a informovanosti všech podílníků projektu (investor, dotčené osoby a subjekty, finanční instituce, budoucí uživatelé).

Vizualizační funkce BIM mohou tyto procesy usnadnit, neboť lze generovat:

  • 3D pohledy a perspektivní náhledy, axonometrie objektů,
  • simulace v reálném čase,
  • filmové zpracování ukázek budoucího díla,
  • procházení stavbou.

Vzhledem k tomu, že všechny tyto vizualizační funkce jsou založeny na jediném a sdílené zdroji informací, který je součástí procesu BIM, jsou okamžitě aktualizovány při vývoji projektového řešení. Tato metoda tedy umožňuje, aby všechny strany mohly rychle reagovat a došlo ke zrychlení ověřování a odsouhlasení navrhovaných řešení.

Kolize a jejich řešení
Odhalování a předvídání rizik při navrhování

Integrace všech stavebních řemesel tvořících stavbu je rozhodující pro architektonické, technické a finanční úspěchy projektu. 3D model umožňuje inženýrům procházet se ve struktuře a stanovit (vizuálně) místa geometrického střetu mezi všemi součástmi projektu. Kromě toho BIM také obsahuje funkce pro automatickou detekci kolizí a pomoc pro vyřešení střetů mezi různými systémy budov či staveb. Modul detekce kolizí současně slouží k usnadnění, urychlení a zlepšení kvality technické koordinace a v konečném důsledku vede k hladšímu průběhu stavebního procesu.

Řízení projektu
Společné rozhraní pro všechny zúčastněné strany projektu

Technický vývoj inženýrské stavby vyžaduje koordinaci mezi řadou zúčastněných stran a dodavatelů.

Databáze vzniklá v rámci procesu BIM umožňuje správu rozhraní mezi jednotlivými částmi projektu; ke 3D vizualizaci jsou přiřazeny příslušné soubory a registry. Tento proces zajišťuje přehlednost a efektivní manažerské řízení projektu pomocí těchto rozhraní.

Výkazy výměr
Okamžitá aktualizace

Díky možnosti okamžité aktualizace BIM umožňuje uživatelům vytvářet výkaz výměr pro každou konstrukční změnu nebo variantu řešení. To umožňuje rychlejší vyhodnocení různých verzí nebo návrhů konstrukce.

BIM A STAVBA

4D simulace
BIM a 4D simulace

BIM nabízí 4D simulaci, která spočívá v přiřazení prvků pro úpravy časového „rozměru" 3D modelu, digitální propojení parametrů plánování, které jsou součástí BIM.

Existuje mnoho použití pro tuto funkci:

  • simulace průběhu stavby,
  • ověření rozhraní v projektovém prostředí během výstavby fází (přístupové cesty, umístění jeřábů, atd.),
  • ověření přístupových cest pro přemisťování velkých zařízení v rámci stavby ve výstavbě.

Modul 4D lze také použít ke sledování postupu projektu, porovnávání, co bylo postaveno, co bylo plánováno, a tímto způsobem se stává velmi účinným nástrojem pro úpravu plánu organizace výstavby a detailní fázování.

5D simulace
BIM a 5D simulace

V 5D simulaci je nástroj 4D doplněn o nákladové informace vynakládané na projekt (cena práce, materiály, jiné náklady atd.). Cílem je vytvořit plánovaný rozpočet nebo sledovat postup nákladů na realizaci projektu.

Metody provádění
Rozhraní pro ty nejsložitější problémy stavby

Skupina SMP bude využívat nejmodernější nástroje vyvinuté VINCI Construction Grands Projets pro řešení konstrukčních problémů, k nimž dochází při stavebních konstrukcích s velmi vysokým poměrem výztuže. Tyto SW nástroje mohou být použity např. v případech, kdy:

Chcete provést 3D analýzu posílení výztuže, můžeme automaticky identifikovat konflikty:

  • mezi výztuží,
  • mezi pruty výztuže a bedněním,
  • mezi výztuží a vložkami nebo vymezeními.

Chcete vyřešit identifikované problémy s využitím pomocných funkcí k řešení problému.
Chcete simulovat postupnou realizaci.

Tyto nástroje také umožňují provedení 3D laserového skenování železobetonových konstrukcí ve fázi výstavby a upravování výztuže (a její konstrukční řešení), a to část po části v závislosti na probíhajícím vyztužování. Toto je nezbytné pro kontrolu kvality a doby výstavby.

V procesu BIM sdílení návrhových dat mezi projektanty a geodety, v kombinaci s nejnovějšími postupy 3D laserového skenování, umožňuje:

  • velmi rychlé a přesné zakládání staveb s velmi složitou geometrií,
  • mimořádně přesný a rychlý monitoring, což umožňuje přímé využití projektantem v případě úprav, pokud úpravy mají či musí být provedeny.

Armování
Projektování a návrh montáže komplexní výztuže

Speciální software umožňuje navrhovat způsoby výztuže betonových konstrukcí. Zde budeme koordinovat naše úsilí s projektanty a s mateřskou společností, která využívá vlastní produkt.
ARMA3D ©. Tato aplikace byla vyvinuta kompletně ve společnosti VINCI Construction Grands Projets a využívá zkušeností z projekční a inženýrské činnosti. Patent byl získán v lednu 2015.

 

Koordinace
Optimalizace koordinace a spolupráce mezi více zúčastněnými stranami

Metoda BIM integruje využití vizualizace, podporuje koordinaci činností různých dodavatelů v celé fázi výstavby. BIM umožňuje efektivnější koordinaci a vynikající řízení v reálném čase.

Příprava na stavbu
Nástroj pro výcvik týmů

Vzhledem k tomu, že proces BIM umožňuje virtuálně vystavět budoucí stavbu, sledovat možnosti a varianty postupu výstavby, nabízí řadu možností využít vizualizace jako vhodný tréninkový nástroj, který pomůže zlepšit účinnost projektového a realizačního týmu. Tímto způsobem se optimalizují náklady na výstavbu a doba výstavby.

Bezpečnost
Předvídání optimální bezpečnosti

Proces BIM umožňuje vytvořit prakticky různé fáze výstavby ještě před zahájením fyzické stavby. To dovoluje studium všech pracovních činností a situací při souběžné činnosti na řadě míst stavby. Tímto způsobem lze hledat nejbezpečnější postup výstavby. BIM je také účinným komunikačním nástrojem pro informování a školení všech zúčastněných stran.

Naše aktivity:

  • Sledujeme obecný vývoj související s BIM v ČR.
  • Přebíráme zkušenosti ze skupiny VINCI Construction.
  • Vyhodnocujeme možný vliv nového zákona o zadávání veřejných zakázek (§ 103 - Podmínky sestavení a podání nabídek, odst. 3: „V případě veřejných zakázek na stavební práce, projektové činnosti nebo v soutěžích o návrh může zadavatel v zadávací dokumentaci uvést závazný požadavek na použití zvláštních elektronických formátů včetně nástrojů informačního modelování staveb a uvést požadavky na obsah, strukturu nebo formát dat. Pokud tyto formáty nejsou běžně dostupné, zajistí k nim zadavatel dodavatelům přístup.").
  • Jsme pro aktivity na podporu BIM.
  • SMP CZ řeší BIM pro dopravní stavitelství v rámci výzkumného projektu CESTI Technologické agentury ČR. Jedná se o projekt zaměřený na technické inovace, jejichž cílem je odstranění nedostatků dnešní dopravní infrastruktury. Věnuje se silniční a kolejové dopravní síti, včetně mostů a tunelů.
  • SMP CZ řeší prvky BIM pro infrastrukturu vodovodů a kanalizací v rámci výzkumného projektu Smart Regions. Jde o projekt zaměřený na inovace a pokroková řešení zpracovaná procesy BIM.

 

Naše standardy
Tvorba standardů probíhá s ohledem na standardy skupiny VINCI Construction a obecný vývoj v České republice. Očekáváme postupný vznik národních standardů a národní knihovny BIM. Spolupracujeme na vzniku knihovny Centrum AdMaS - VP2 – EGAR.

Naše reference

Aktuálně realizuje stavbu Nové vodní linky pražské Ústřední čistírny odpadních vod, která je plně provedena v systému matematického modelování 3D (Autocad Revit, Autocad 3D Plant), na dílčí části jsou uplatňovány procesy BIM.

Kontakty

Chcete-li se dozvědět více o BIM a o vývoji implementace procesu ve skupině SMP a našich referenčních stavbách, kontaktujte nás na e-mailu: brnusak@smp.cz.

Foto: SMP CZ
Obrázky: Sweco Hydroprojekt