Model Projektanta vs. Model Wykonawcy

modelprojektoanta intro

W BIM używa się wiele pojęć określających modele i w zależności od kontekstu mówi się o modelu architektonicznym, konstrukcyjnym i innych modelach branżowych, modelu zintegrowanym lub sfederowanym itp.  Wszystkie te określenia odnoszą się do procesu projektowania. W piśmiennictwie dotyczącym BIM nie rozróżnia się modeli projektowych i wykonawczych zakładając, że jest to ten sam model. Jednakże są przypadki gdy wykonawca potrzebuje model nieco inny niż ten, który otrzymuje od projektantów via BIM manager.

Różnice pomiędzy modelem projektowym i wykonawczym zilustrowano na prostych przykładach.

Przykład 1 – model „z dokładnością do elementu”

Architekci akceptują pewne powszechne zasady modelowania uwzględniając wytyczne konstrukcyjne czy wykonawcze, na przykład dzielą ściany i słupy zgodnie z porządkiem kondygnacji. Efektem ich pracy jest bryła budowli, która umożliwia wizualizację, sprawdzenie kolizji jak i wykonanie szeregu obliczeń i zestawień. Model jest następnie wykorzystywany do analiz 4D, 5D i kolejnych. Model wirtualny jest przedstawiony z dokładnością do przyjętych przez projektantów elementów. Elementy są traktowane jako niepodzielne. To założenie przyjęte na etapie projektowania wydaje się być wystarczające dla potrzeb architektów i wizualizacji modeli dla inwestorów i wykonawców. Jednak w dalszych analizach 4D i 5D, model złożony z niepodzielnych elementów wykazuje pewne braki. Czas i koszt to parametry odnoszące się do etapu realizacji, a model „projektowy” w zasadzie nie uwzględnia specyfiki budowy, którą charakteryzuje etapowość. Technologia wykonania prac budowlanych i organizacja budowy może mieć wpływ na traktowanie niektórych elementów jako podzielonych na dwie lub więcej części. Przykładem mogą być prace wykończeniowe czy remontowe, których schemat często nie pokrywa się z siatką elementów. Najczęstszy przypadek stanowią, jak się wydaje, prace związane z betonowaniem, z reguły realizowane etapowo. Powoduje to, że pojedynczy element może być wykonywany w częściach, a nie jako jedna całość, w jednym kroku realizacji. Dla każdej z tych części potrzebna jest znajomość objętości, a czasem także inne dane. Dane dla tych sub-elementów nie są dostępne w properties ani w żadnym innym miejscu. W ogólnym przypadku harmonogram budowy modelu wykonawczego może odbiegać od  modelu projektowego co wynika z uwzględnienia podziału elementów na sub-elementy. Systemy projektowania są na ogół wyposażone w narzędzia umożliwiające podział istniejących elementów na mniejsze części. Także systemy planowania (np. VICO, ASTA) radzą sobie oczywiście z tym problemem, umożliwiając wykonanie „cięć” elementów, dostosowując go do nowych potrzeb. Jednakże narzędzia te, pomijając dość wysoką cenę, mają bardzo rozbudowaną funkcjonalność co dla praktycznych zastosowań okazuje się zbędnym balastem. Doświadczenia autora (autor reprezentuje producenta systemu BIM Vision) z wykonawcami z wielu krajów wskazują, że oczekują oni powszechnie prostego rozwiązania pozwalającego dokonać i zwizualizować na modelu następujących czynności:

  • Wybrać część modelu budowli który będą przedmiotem najbliższych prac;
  • Dokonać w sposób arbitralny (a nie narzucony w projekcie) podziału elementów na części zgodne z etapami pracy;
  • Określić objętości betonu dla poszczególnych części.

Powyższe czynności zilustrujemy na bardzo prostym przykładzie hali stalowej ze ścianą betonową wzdłuż jednego z boków. Została ona zaprojektowana jako jeden element. Załóżmy, ze wykonawca wykona tę ścianę w dwóch etapach: pierwszy do wysokości 2 m, a drugi do pełnej wysokości 4,27m (długość najdłuższego boku 52 m). Pierwszy rysunek przedstawia cięcie do wysokości 2m (możliwe jest także jednoczesne cięcie innymi płaszczyznami poziomymi i pionowymi).

modelprojektoanta 1
Rys. 1 Model z zaznaczoną płaszczyzną cięcia

modelprojektoanta 2
Rys. 2 Objętości betonu wyznaczone dla wyznaczonych sub-elementów

Wykonanie tych operacji umożliwia wyznaczenie ilości betonu dla każdej z części widocznych na rysunku. Niewielkim zmianom ulegnie także harmonogram, uwzględniający etapy betonowania.

Opisane czynności należy często wykonać dość szybko, nawet w ciągu kilku minut, często wprost na budowie, aby podjąć decyzję dotyczącą zamówienia na beton. Skorzystanie ze wspomnianych wyżej dużych systemów (z wykorzystaniem np. działu planowania) wprowadza tu, według opinii wykonawców, zbyt wiele komplikacji.

Przykład 2 – model zbyt duży, uciążliwy do pracy

Ze strony Wykonawców dość często pojawiają się zapytania o to czy można dokonać ekstrakcji części modelu z całości, aby posługiwać się chwilowo tą mniejszą częścią np. na czas prac obejmujących wyodrębniony fragment modelu, co jest znacznie szybsze w praktyce. Dla takiej sytuacji opracowano specjalną funkcję „split”, która

modelprojektoanta 3
Rys 3. a) model wyjściowy w widoku z rozsuniętymi kondygnacjami,
b) pojedyncza kondygnacja; w obu przypadkach widoczne instalacje

pozwala zaznaczone elementy zapisać w postaci odrębnego modelu IFC. Dotyczy to zarówno modelu jednej branży ja modelu zintegrowanego. Poniższy rysunek ilustruje taką sytuację, w której cały, zintegrowany model podzielono na piętra; każde z pięter zostały zapisane w oddzielnym pliku. Model pierwotny zajmuje  45,6  MB, zaś pojedyncza kondygnacja 18,3 MB.

Z perspektywy całego procesu inwestycyjnego daje się zauważyć że BIM jest technologią, w której etap projektowania jest uprzywilejowany względem etapu wykonania. Powstały wyrafinowane narzędzia dla projektantów wymagające znajomości technologii BIM i umiejętności obsługi. Wydaje się, że jedną z dróg szerszego wykorzystania BIM w wykonawstwie jest opracowanie adekwatnych, specjalistycznych i stosunkowo prostych w obsłudze narzędzi BIM dla mniej zaawansowanych pracowników budownictwa.

Autor: dr inż. Andrzej Tomana