17 lut 2014

Wydział Rzeźby ASP w Warszawie – BIM workflow

Dzisiaj skupimy się na podsumowaniu aby opisać

17 lut 2014

Dzisiaj skupimy się na podsumowaniu aby opisać workflow całego procesu projektowania, chcemy bowiem przypomnieć, że projekt spełniający kryteria BIM nie musi być projektem wykonywanym od początku do końca za pomocą oprogramowania jednego producenta. Wystarczy bowiem korzystać z opcji importu / exportu plików w uniwersalnym formacie IFC, dostępnej w każdym programie zgodnym z BIM, by zapewnić właściwe współdziałanie projektantów. Projektant zainteresowany korzystaniem z dobrodziejstw BIM  nie jest, co ważne, skazany wyłącznie na drogie oprogramowanie komercyjne. Otwarty charakter plików IFC sprzyja tworzeniu coraz bardziej zaawansowanych i, co ważne, darmowych programów obsługujących ten format, które z powodzeniem radzą sobie np. z kontrolą przebiegu prac na placu budowy.

Wróćmy do przykładu i prześledźmy kolejne etapy realizacji projektu.  Przypomnijmy, że w procesie projektowania uczestniczyły trzy firmy, projekt konstrukcji został wykonywany na oprogramowaniu Tekla Structures przez firmę M.A.D. Engineers, architektura na programie Archicad przez pracownię Vostok Design, a instalacje na Autodesk Revit MEP przez firmę Ekoprojekt.

Koncepcja.

Koncepcję obiektu przygotowano z myślą o konkursie, który zorganizowała Akademia Sztuk Pięknych w Warszawie. Model koncepcyjny wykonano w programie Archicad. W oparciu o ten model przygotowano wizualizacje i przekroje wykorzystane  do prezentacji konkursowych. Warto nadmienić, że wspomniany konkurs cieszył się bardzo dużym zainteresowaniem – zgłosiło się do niego ponad dwieście pracowni.

Projekt budowlany.

Na etapie przygotowania projektu budowlanego konkursowy model koncepcyjny został zmodyfikowany i uzupełniony zgodnie z uwagami zgłoszonymi przez inwestora. Tak zmieniony model został następnie przekazany do biura zajmującego się obliczeniami, oczywiście jako plik IFC. Po przeanalizowaniu tego modelu konstruktor sporządził listę wymaganych zmian, które następnie zostały wprowadzone do modelu w Archicadzie. Jak widać posługiwaliśmy się modelem referencyjnym, będącym swoistą składnicą danych, w którym rejestruje się wszelkie zmiany i dodatkowe informacje, nie tylko architektoniczne. To podejście w pełni odzwierciedla filozofię BIM, zgodnie z którą model jest nie tylko reprezentacją projektowanego obiektu, ale także bazą danych o nim.

workflow projekt budowlany

Kolejne działanie polegało na przygotowaniu modelu obliczeniowego, który stworzono od podstaw w programie Robot Structural Analysis.  Niestety obecnie bezpośrednia współpraca w oparciu o pliki IFC pomiędzy Archicadem a Robotem jest niemożliwa. Nie znaczy to oczywiście, że brakuje na rynku rozwiązań umożliwiających bezpośrednią współpracę pomiędzy konstruktorem a architektem. Przykładem mogą być chociażby pary programów Archicad + AxisVM bądź Autocad Revit Architecture + Robot właśnie. W każdym razie by import taki w ogóle był możliwy, niezależnie od doboru narzędzi softwareowych, model architektoniczny zanim zostanie przekazany do analiz obliczeniowych, musi być wstępnie ograniczony do elementów konstrukcyjnych poprzez odfiltrowanie elementów nieistotnych w odniesieniu do wymiarowania konstrukcji oraz co najważniejsze poprawnie zamodelowany. W naszym przypadku inżynier konstruktor podejmując decyzję o stworzeniu niezależnego modelu do obliczeń, czerpał z modelu IFC konstrukcji informacje o geometrii obiektu i jego elementów składowych, wstępnie przyjętych przekrojach elementów nośnych, posługiwał się także modelem IFC architektury z Archicada ponieważ dawał mu wgląd w stan całego obiektu.

Po wykonaniu obliczeń ich wyniki zostały odzwierciedlone poprzez zmianę przekrojów elementów o zbyt małej wytrzymałości, skorygowano także lokalizację niektórych elementów w modelu Archicada, jak również wprowadzono nowe elementy w miejscach, w których ustrój konstrukcyjny wymaga wzmocnienia / usztywnienia. Gotowy model architektoniczny poprawiony pod względem konstrukcyjnym został wyeksportowany w formacie  IFC z Archicada  do Tekli Structures, w celu przygotowania dokumentacji budowlanej konstrukcji. Podobnie wyglądała sytuacja z projektem instalacji – powstał w oparciu o model IFC, w którym analizowano m.in. miejsca kolizyjne, co umożliwiło optymalne poprowadzenie instalacji w zgodzie z lokalizacją pozostałych elementów w budynku, o czym jeszcze wspomnimy.

Na życzenie inwestora powstał też kosztorys szacunkowy, do którego dane objętościowe, powierzchniowe i ilościowe dotyczące materiałów były pobierane wprost z modelu za pośrednictwem raportów, zestawień i bilansów dostępnych w każdym z używanych przy projektowaniu Wydziału Rzeźby programów.

Projekt wykonawczy.

Po przygotowaniu projektu budowlanego wraz z kosztorysem szacunkowym, wkroczyliśmy w obszar optymalizacji kosztów, co zawsze pociąga za sobą zmiany w projekcie. Proces optymalizacji przebiegał podobnie do prac nad pierwotnym projektem budowlanym. Najpierw było to wprowadzenie zmian do modelu referencyjnego w Archicadzie. Potem odwzorowanie zmian konstrukcyjnych w modelu z Robota i wykonanie ponownych obliczeń, wreszcie korekta modeli architektonicznego w Archicadzie zgodnie z uzyskanymi wynikami, by móc je po aktualizacji zapisać w formacie IFC.

Warto wspomnieć, że zasadniczo modelem w formacie IFC posługiwaliśmy się na dwa sposoby:

– po jego zaimportowaniu do innego programu został on poddany konwersji i ewentualnie uzupełnieniu tak, by dalej funkcjonował jako model w pełni zgodny z docelowym programem (tak przebiega np. import do programu Tekla Structures)

– bezpośredni zaimportowaliśmy go do programu, w który model w formacie IFC traktowany jest jako natywny, bez potrzeby poddawania go dodatkowej konwersji (co jest możliwe w programach takich jak Archicad i Revit).

Wspomniano, iż model IFC z Archicada został wgrany do Tekli Structures. Uściślijmy: model ten został wgrany jako jeden scalony obiekt referencyjny z którego powstała dokumentacja projektu budowlanego. Dla potrzeb projektu wykonawczego na podstawie modelu IFC został zbudowany model konstrukcji z elementów bibliotecznych Tekli (ściany, słupy, stropy itp.). W przypadku instalatorów model IFC został po prostu otworzony w Revicie MEP i bez dodatkowych działań posłużył wprost jako baza do wytyczenia przebiegu instalacji. Od momentu zaimportowania modelu IFC z Archicada do odrębnego oprogramowania, każda z firm pracowała w istocie na własnym modelu. Gdy prace specjalistów dobiegły końca model konstrukcji został podmieniony na aktualny, a model instalacji po prostu wgrano do Archicada.

workflow projekt wykonawczy

Model główny w Archicadzie jak i modele branżystów w toku prac podlegały zmianom. Zalety BIM uwidoczniły się wyraźnie w działaniach zmierzających do wzajemnego uzgodnienia zawartości tych modeli, w szczególności dotyczyło to modeli konstruktora i instalatorów. Synchronizację modeli w trakcie prac nad projektem wykonawczym realizowaliśmy na dwa sposoby. Pierwszy z nich wykorzystaliśmy wielokrotnie we wczesnym etapie prac, np. w trakcie budowania modelu konstrukcji w oparciu o plik IFC udostępniony przez architektów. Po załadowaniu aktualnego modelu IFC i jego poprzedniej wersji, program Tekla obrazował nam plastycznie (np. wyróżniając zmiany kolorami), które elementy zostały skasowane, zmodyfikowane lub dodane. Dysponując takim porównaniem mieliśmy jasność, co należy zmienić w modelu konstrukcji by korespondował z aktualnym modelem architektonicznym. Ta sama logika działa w drugą stronę, co pozwalało sprawdzić architektom model konstrukcji z programu Tekla w Archicadzie.

Z drugiego sposobu korzystaliśmy, gdy gabarytowy model konstrukcji był już zamknięty i prze-konwertowany, zaś prace skupiały się na wymiarowaniu zbrojenia w oparciu o finalny kształt budynku. Gotowy model konstrukcji był udostępniany np. architektom, by ci korzystając z narzędzia Tekla BIMsight mogli się z nim zapoznać bez potrzeby importowania tego modelu do programu, z którego sami korzystają. Proces przygotowania danych do udostępnienia za pośrednictwem platformy BIMsight zawsze przebiega następująco: tworzymy w Tekla Structures plik IFC poprzez eksport danych, otwieramy ten plik, by wstawić do niego notatki ewentualnie  dołączyć dodatkowe pliki, np. rysunki wytworzone na podstawie modelu – generalnie wszystko, co dotyczy wprowadzonych do modelu zmian. Tak uzupełniony plik zapisujemy w formacie TBP , zrozumiałym dla BIMsight, po czym przekazujemy go np. wspomnianym architektom. Ci po zapoznaniu się ze zmianami w modelu, nanoszą korzystając z BIMsight własne uwagi i poprawki, po czym tak zaktualizowany plik ponownie odsyłają nadawcy. Jest więc plik TBP swoistym segregatorem, do którego na bieżąco dopina się kolejne modele IFC i inne ważne dane. Przekazując sobie z rąk do rąk ten „segregator” zapewniamy niezakłócony obiekt aktualnych informacji o projekcie.

Oprócz zarządzania zmianami w modelu ważne jest również zarządzanie kolizjami i niezgodnościami. Jeśli każda z branż pracuje wykorzystując oprogramowanie BIM, to w bardzo prosty sposób może wyszukiwać miejsc wymagających poprawek, rodzących problemy konstrukcyjne i instalacyjne, wystarczy, że skorzysta się ze  wspomnianej już Tekli BIMsight. W programie tym wgrywamy pliki IFC uzyskane od uczestników projektu (reprezentujących różne branże) zaś algorytm programu poszukuje kolizji, porównując (nakładając na siebie) zapisane w nich modele. Proces wyszukiwania kolizji odbywa się kilkukrotnie, w zależności od potrzeb. Odwołując się do naszych doświadczeń: wystarczyła minuta, by wykryć około 640 kolizji pomiędzy modelem konstrukcji a modelami dostarczonymi przez instalatorów. Proces o którym mowa można zoptymalizować, eksportując do plików IFC modele pozbawione nieistotnych z punktu widzenia analizy elementów, np. może to być model uwzględniający wyłącznie instalacje o średnicy większej niż 8 cm.

Ze względu na swoje walory użytkowe często sięgaliśmy po Tekla BIMsight, można wręcz stwierdzić, że narzędzie to było aktywnym tłem naszych poczynań projektowych. Jest to świetne rozwiązanie do komunikacji pomiędzy projektantami. Dzięki ogromnej ilości filtrów i opcji sterujących sposobem wyświetlania modelu, dane w tym programie można prezentować na wiele sposobów. I co ważne jest zupełnie darmowe.

Przedmiar i Kosztorys.

Po zakończeniu etapu modelowania można było przystąpić do przeprowadzenia przedmiaru i w ślad za tym do przygotowania kosztorysu. W trakcie realizacji tego zadania posiłkowaliśmy się programem „ZuziaBIM” z uwagi na jego wsparcie dla plików w formacie IFC. Dzięki temu że program posiada przyjazny interfejs, przedmiarowanie w nim jest bardzo intuicyjne i wygodne, co przekłada się m.in. na szybkość prac. Nie to przesądza jednak o jego pozytywnej specyfice. Otóż każdy element z zestawienia można obejrzeć w widoku 3D. W trakcie przedmiarowania można korzystać z danych ilościowych zaczerpniętych wprost z pliku IFC, lub błyskawicznie wygenerowanych przez silnik obliczeniowy programu gdy zachodzi potrzeba wyznaczenia takiej powierzchni danego elementu której nie ma zapisanej w bazie danych pliku IFC. Praca w takim programie przebiega szybko i dokładnie, wystarczy nadmienić, że wykonanie przedmiaru całej konstrukcji projektowanej siedziby Wydziału Rzeźby trwało zaledwie 3 godziny i nie dopatrzono się w nim błędów. Przedmiar przeprowadzony tradycyjnymi metodami w oparciu o papierową dokumentację lub rysunki CAD trwałby dla tego konkretnego obiektu około 40 godzin i przynajmniej w 10% wyliczenia nie byłyby poprawne. Decydujące znaczenie w tradycyjnym postepowaniu miałaby staranność osoby przedmiarującej projekt.

ASP WZ – widok z programu ZuziaBIM

Podsumowując omówiony sposób współpracy w ramach projektu, który z powodzeniem zrealizowaliśmy, możemy z łatwością wskazać szereg pozytywnych aspektów jego zastosowania, a tym samym zaświadczyć o namacalnych korzyściach płynących z wdrożenia przez nas w praktyce zasad BIM. Oczywiście inny dobór oprogramowania, inna struktura organizacyjna firm współpracujących w ramach projektu wpłyną na sposób i przebieg tej współpracy. Niemniej nie ma większego znaczenia oprogramowanie z jakiego się korzysta, byleby spełniając wymogi BIM umożliwiało ono wygodną i prawidłową wymianę informacji pomiędzy współdziałającymi podmiotami w ramach jednego projektu. Stąd uwagi naszych czytelników nie kierujemy na konkretne rozwiązania i narzędzia, sygnalizujemy jedynie pożytki płynące z zastosowania otwartego standardu wymiany danych, jakim jest format IFC, wskazując zarazem na potencjał, jaki drzemie w BIM, rozumianym jako filozofia, sposób obsługi programów komputerowych, standard wymiany danych, metodyka zarządzania projektem interdyscyplinarnym. Nie zamierzamy przy tym ukrywać naszych nadziei, jakie wiążemy z uchwaloną ostatnio przez Parlament Europejski dyrektywą, wprowadzającą od 2016 roku obowiązek uwzględniania w przetargach publicznych jedynie propozycji zgłaszanych przez podmioty korzystające w praktyce z rozwiązań zgodnych z BIM.

 

Artur Doliński
Maciej Dejer
Zespół M.A.D.

Leave a comment
More Posts
Comments
Comment