BIM projektování staveb: Digitální revoluce ve stavebnictví

V současné době se stále více hovoří o metodě Building Information Modeling (BIM) a není to náhodou. Digitální ekonomika již není vzdálenou vizí a digitalizace proměňuje svět kolem nás. Ačkoli je stavebnictví tradičně velmi konzervativním oborem, ani jemu se tato transformace nevyhne. Dnes již nemůžeme stát na místě a uvažovat, zda se cestou k digitalizaci vydat. Stranou nemůže zůstat ani veřejná správa, která bude čelit tlaku na snižování nákladů a vyšší efektivitu práce.

Co je to BIM?

Building Information Modeling (Informační model budovy), zkráceně BIM, je digitální model, jenž představuje budovu, objekt či stavbu se všemi jeho technickými detaily a charakteristikami. Je to moderní, inteligentní proces pro tvorbu a správu projektů založený na modelu. BIM usnadňuje výměnu informací v rámci procesu návrhu projektu, výstavby a používání budovy. Umožňuje tvořit a spravovat projekty pozemních a inženýrských staveb infrastruktury - rychleji, ekonomičtěji a s nižším dopadem na životní prostředí.

Building Information Modeling (BIM) je digitální technologie, která umožňuje vytvářet a spravovat komplexní 3D modely budov a infrastruktury, které obsahují veškeré informace potřebné pro plánování, projektování, výstavbu a správu staveb. V BIM zachytíte komplexní informace o geometrii, materiálech, nákladech, plánech a dalších aspektech projektu.

BIM model nezobrazuje pouze informace o prostorových vazbách (3D zobrazení), ale též dovoluje ke každému stavebnímu prvku v projektu přiřadit další potřebné informace, tzv. parametry. Negrafické a doplňující informace jednotlivých prvků, tzv. parametry, mohou obsahovat konstrukční, materiálové a užitné vlastnosti, pozice v harmonogramu výstavby, harmonogram kontrol a výměn, investiční a provozní náklady a další. V BIM má 3D model funkci prostorového nosiče dalších informací o jednotlivých prvcích a navazujících elementech modelu.

Je třeba rozlišovat BIM jako model (určitou formu databáze) a BIM jako proces, který využívá BIM modelu za účelem výměny a sdílení informací, ale také jejich správy. Stejně tak „B“ ze zkratky BIM (z angl. „Building“) se neomezuje pouze na budovy, ale obecně na stavbu a také stavební proces. Informační modelování jako metoda práce je obecně použitelné na jakoukoli stavbu.

Čtěte také: Návrh technických zařízení budov

Historie BIM modelování

Historie BIM sahá do 20. století. Počátky historie BIM sahají až do 70. let 20. století, kdy se o principu informačního modelu budovy zmiňuje Charles M. Eastman z Institutu technologie v Georgii ve Spojených státech. Nicméně největšího rozvoje dosahuje BIM během poslední dekády, kdy se BIM dostal do evropské legislativy. V roce 2002 představil Autodesk, jeden z předních výrobců CAD softwarů, název "Building Information Modeling" a začal prosazovat koncept digitálního modelování výstavby. Zkratka BIM se používá obecněji teprve od roku 2002, i když její význam se postupně proměňuje - původně bylo využívání metody BIM vázáno spíše na projekční část životního cyklu stavby, a proto se používala zkratka ve významu BIM (Building Information Modelling) neboli informační modelování staveb.

Postupně se ale ukázalo, že správa informací hraje klíčovou roli - od prvotního stavebního záměru, přes výstavbu, správu a provoz až po demolici a odstranění stavby, která již dosloužila. Proto se význam zkratky BIM rozšířil na Building Information Management, což česky překládáme jako správa informací o stavbě. Tento termín používá i věcný záměr tzv. zákona o BIM, který v květnu 2023 schválila Vláda ČR. Připravovaný zákon nese název: "O správě informací o stavbě a informačním modelu stavby a vystavěného prostředí".

Praktické využití BIM

BIM oceníte jak ve fázi projektové přípravy a plánování budovy, tak ve fázi realizace a výstavby včetně provozu, a to po celou dobu životního cyklu budovy. V systému BIM pracují všechny zainteresované strany společně a vzájemně sdílejí potřebné informace a data o připravované budově, a to vše od prvotního architektonického konceptu, přes projekci, proces realizace výstavby, po správu budovy a její revitalizaci či demolici. Dochází k propojení přípravy, provádění a provozování stavby do jednoho systému (informačního modelu budovy = "BIM model"), který umožní ekonomičtější a efektivnější péči o stavby, snadnější údržbu, kvalifikované a transparentní zadávání a hodnocení veřejných zakázek v oblasti investiční výstavby, splnění požadavků na energetickou náročnost budov, úsporu nákladů zejména ve fázi správy budovy, využití pro systém monitoringu staveb veřejných subjektů a zjednodušení zpracování projektů na mezinárodní úrovni.

BIM se využívá v různých oborech, včetně stavebnictví, architektury, inženýrství, dopravy a veřejného sektoru. Pomáhá při návrhu nových budov, rekonstrukcích, urbanistickém plánování a projektování nové infrastruktury.

BIM znamená práci s informacemi

Správa informací o stavbě je metoda práce obecně využitelná na jakoukoli stavbu. Uplatní se nejen v segmentu pozemních staveb, ale také třeba v dopravním stavitelství, vodním stavitelství i stavitelství speciálním nebo inženýrském stavitelství obecně. Informační model stavby (IMS) si lze představit jako strukturovanou databázi informací, která může zahrnovat kompletní data od prvotního návrhu, přes výstavbu, správu budovy a případné změny dokončených staveb (rekonstrukce) až po její demolici, včetně ekologické likvidace stavby a uvedení prostoru do původního stavu. Tedy veškeré informace využitelné během celého životního cyklu stavby. Do této databáze přispívají svým dílem všichni účastníci stavebního procesu.

Čtěte také: Udržitelnost v moderní architektuře

Práce metodou BIM znamená v podstatě vytváření otevřené strukturované databáze informací o stavbě. Všechny tyto informace jsou vzájemně provázány a tvoří Informační model stavby (IMS), který je sdílen v rámci Společného datového prostředí (CDE), právní rámec o výměně informací pak dává BIM Protokol. Klíčové je, že informace o stavbě jsou sdíleny a doplňovány po celý životní cyklus stavby.

Metoda BIM je jednou z nejslibnějších cest k digitální budoucnosti stavebnictví. Digitalizace přinese vyšší efektivitu práce i flexibilitu, a také větší transparentnost a snížení ceny.

Fáze životního cyklu stavby s BIM

Projektování, výstavba a správa. Tři zásadní etapy životního cyklu každé stavby. Tyto fáze však v každodenní praxi fungovaly a mnohdy stále ještě fungují příliš izolované jedna od druhé. To představuje ve výsledku ztrátu informací a neefektivitu během všech fází existence stavby. Metoda BIM si v tomto ohledu klade ambiciózní cíle.

• Návrh a projekt: Architekti a inženýři vytvářejí digitální model budovy, areálu či jiné stavby, který zahrnuje veškeré potřebné informace o designu, konstrukci a materiálech.
• Koordinace: BIM umožňuje různým účastníkům projektu pracovat na jednom sdíleném modelu, což usnadňuje koordinaci a snižuje konflikty.
• Stavba: Stavební firmy mohou využít BIM pro vizualizaci a plánování prací, což vede ke zlepšení efektivity a snížení nákladů. Případy, kdy nelze stavbu provést podle projektu jsou zaznamenávány, komentovány a vzniká projekt skutečného provedení stavby.
• Správa a údržba: Po dokončení stavby slouží BIM model jako základní zdroj informací pro údržbu a opravy budov či staveb. O budovu je potřeba se starat, péče o ní je tak nejzásadnější etapou fáze životního cyklu stavby. V této etapě budova spotřebovává nejvíce finančních prostředků a zároveň se v této fázi ocitá výrazně déle než v předchozích etapách projektování a výstavby.

Klíčové informace zachycené v BIM modelu:

V systému Building Information Modeling lze zachytit a zahrnout širokou škálu informací týkajících se budov a infrastruktury:

• 3D Geometrie: Tato část zahrnuje detailní 3D model budovy nebo stavby a veškeré geometrické informace o budově, včetně tvaru, rozměrů a umístění místností či prvků.
• Architektonické detaily: Informace o vnitřním a vnějším designu budovy, včetně dispozice místností, fasády, okenních a dveřních otvorů a dalších architektonických prvků.
• Negrafické informace (parametry): Konstrukční, materiálové a užitné vlastnosti, pozice v harmonogramu výstavby, harmonogram kontrol a výměn, investiční a provozní náklady a další.

Legislativní rámec a mezinárodní kontext

Vlády z celého světa zjišťují výhody používání BIMu, zvláště pak pro velké stavby financované z veřejných prostředků a začínají se zavazovat k jeho používání pro tyto projekty. Mezi první evropské státy, které začaly BIM aktivně využívat a podporovat již před několika lety, patří severské státy, nyní se přidala i Velká Británie, Francie, Španělsko a Německo. Ve světovém měřítku se jedná o Singapur, USA, Austrálii a Čínu.

Čtěte také: Realizace stavebních projektů na Tachovsku

Z hlediska státní správy resp. veřejných investic je tedy BIM možností, jak lépe definovat své požadavky na výslednou stavbu, transparentně kontrolovat stavbu během jednotlivých fází jejího životního cyklu, snadněji zhotovovat nezávislé posudky, minimalizovat vícenáklady při provádění staveb a zajistit lepší dostupnost podkladů a ekonomičtější provoz státem spravovaného majetku. Pokud chce Česká republika zůstat konkurenceschopná na mezinárodní úrovni, je nezbytné začít se zaváděním metody BIM do stavební praxe. Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO) kompetenčně zodpovídá za sektor stavebnictví a do jeho působnosti spadají konkrétní oblasti, se kterými problematika BIM úzce souvisí.

Aktuálně česká ministerstva a dodavatelé BIM softwarů pracují na datovém standardu staveb a finální podobě BIM protokolu.

BIM software

BIM je metoda, nikoli počítačový program. Abyste mohli začít pracovat metodou BIM, nestačí koupit jen nějaký vhodný software. BIM znamená zásadní změnu způsobu práce s informacemi. Digitalizovat je potřeba nejen projektovou a další dokumentaci, ale i všechny postupy, pravidla, procesy a - co bude možná pro řadu lidí nejobtížnější - také veškerou komunikaci související se stavbou.

Moderní softwarové nástroje pomáhají naplňovat procesy a metodiku BIM. BIM software vytváří přidanou hodnotu tím, že lidé, procesy a nástroje spolupracují cíleně v celém životním cyklu budovy. Stavební projekt tak získává transparentnost, kvalitu a zajištěné náklady a termíny. Uživatelé stávajících CAD řešení (de facto pouze AutoCADu) postupně přechází na nová řešení podporující BIM.

Příklady BIM softwaru

Nejoblíbenějším nástrojem pro aplikaci BIM metodiky je program na projektování staveb Autodesk Revit. Oproti AutoCAD ve 2D je projektování v BIM o projektování reálných prvků a do reálného modelu stavby. Projekt v softwaru Autodesk Revit, který je korektně navržen, má odladěné koordinace a pracuje s rodinami výrobků v nejvyšší podrobnosti, nedává prostor žádným chybám.

Příklad nabídky BIM softwaru ALLPLAN:

Požadavky na software a hardware

Práce v BIM a využívání Autodesk Revit představuje pro firmu nové náklady. Tyto náklady obsahují investice spjaté s pořízením softwaru, nákupem adekvátního hardwaru pro práci s tímto programem a s důležitým prvotním školením uživatelů.

Význam výrobců a jejich produktů v BIM

Poslední okruh komplikací spojených se zavedením BIM a prací v Autodesk Revit představují výrobci a jejich produkty. Je důležité motivovat je k tomu, aby připravili rodiny svých výrobků v nejvyšší podrobnosti. Jen tak je možné nastavovat v Revit podrobnost, dát do projektu prvek a při finálním tisku si určit konkrétní hodnoty LOD, resp. LOI, tedy informace vycházející z míry požadované podrobnosti projektové dokumentace, tedy zda projekt budeme tisknout pro stavební povolení nebo prováděcí projekt.

Výhody a nevýhody využívání BIM

Výhody BIM

• Zvýšená efektivita: BIM zjednodušuje procesy návrhu a stavby, což vede ke snížení času a nákladů. V BIM modelu budovy se můžete virtuálně procházet, což zjednoduší komunikaci investora a projektantů.
• Lepší koordinace: Různí účastníci projektování či správy budov mohou spolupracovat na jednom modelu, což minimalizuje chyby a konflikty. Jedině tak jsou případné kolize odhaleny již v době návrhu, a ne až během samotné realizace.
• Zlepšená kvalita: BIM umožňuje zlepšit kontrolu/redukovat vady kvality v konstrukci.
• Lepší správa a údržba: Digitální model je užitečný pro dlouhodobou správu budovy a provádění údržby. Po skončení výstavby se data neztrácí, ale mohou být použita pro správu.
• Úspora peněz a zrychlení výstavby: Díky kompletnímu 3D modelu, na němž pracovali všichni, jsou vyřešeny veškeré prostorové konflikty již při projektové fázi, což šetří náklady. Dále umožňuje optimalizovat skládky materiálů i zdvihacích prostředků a zrychlit výstavbu.

Nevýhody BIM

• Počáteční náklady: Zavádění BIM může být nákladné kvůli potřebě specializovaného softwaru a školení pracovníků.
• Složitost: Vytváření a udržování BIM modelů může být složité, zejména pro menší firmy.
• Kompatibilita: Integrace BIM se stávajícími systémy a standardy může být výzvou.
• Změna myšlení: Pro projektanty může být náročný přechod od zpracování v AutoCAD ve 2D, který je spojen se změnou komplexního uvažování o projektu.

Velká část těchto překážek je způsobena především neznalostí a nedostatečným vzděláváním v oblasti informačního modelování budov v současné době.

Doporučení pro zavedení BIM

Firmám, které začínají v BIM doporučujeme, aby se obrátili na některého z dodavatelů pro základní Autodesk Revit školení. Bez školení odborným člověkem, který už v Revitu pracuje, je dost obtížné se dostat do toho, aby zpracovávali projektovou dokumentaci v BIM.

tags: #bim #projektovani #staveb

Oblíbené příspěvky:

• Vše o střeše Národního divadla
• Výměna osvětlení SPZ u VW a Škody Superb I.
• Vše o plastových palubkách v bílé barvě
• Výroba dlažby a obkladů z betonu
• Luxusní bydlení s RIVESTI