dr inż. Mariusz Szóstak, Politechnika Wrocławska, Katedra Budownictwa Ogólnego, Wydział Budownictwa Ogólnego
mgr inż. Mateusz Moczko, Politechnika Wrocławska, Katedra Konstrukcji Budowlanych, Wydział Budownictwa Ogólnego | Manager ds. Inwestycji / Kierownik Handlowy
Technologia BIM otwiera dotychczas zamknięte drzwi w zakresie prefabrykacji. Producent, Inwestor oraz Wykonawca mają możliwość podglądu w czasie rzeczywistym istotnych informacji opisujących właściwości i parametry konstrukcji wznoszonej z prefabrykatów. Technologia BIM w prefabrykacji to m.in: pełna parametryzacja prefabrykatów, ułatwienie zrozumienia koncepcji prefabrykowanej konstrukcji, usprawnienie i przyspieszenie produkcji prefabrykatów.
Czym jest BIM?
Powszechnie wiadomo, że technologia BIM coraz częściej wykorzystywana jest w polskim budownictwie. Technologia BIM to proces tworzenia i zarządzania danymi, tj. informacjami, o budowli w całym cyklu jej życia. BIM to parametryczna, obliczeniowa reprezentacja modelu i zintegrowanych z nim detali architektonicznych oraz konstrukcyjnych opracowanych przez architektów, konstruktorów, projektantów, a także wykonawców i podwykonawców. Technologia BIM, to z punktu widzenia oprogramowania, cyfrowa informacja, odpowiednio zorganizowana, zawierająca wszystkie dane, które powstały w czasie projektowania, budowy i eksploatacji budynku, która może stanowić efektywne narzędzie do zarządzania projektami.
Akronim „BIM” rozumiany jest na różne sposoby i obecnie funkcjonują trzy jego podstawowe rozwinięcia:
- Building Information Model – model informacji o budowli,
- Building Information Modelling – modelowanie informacji o budowli,
- Building Information Management – zarządzanie informacją o budowli.
Nie przypadkowo rozwinięcia tego akronimu zostały przedstawione w takiej kolejności, ponieważ na samym początku o tej technologii mówiono głównie jako o modelu – najczęściej trójwymiarowym, przestrzennym modelu 3D. Później rozwinięcie tej technologii ewoluowało i rozumiano je jako proces związany z modelowaniem, tj. generowaniem danych o budowli. Z biegiem czasu technologię przedstawiano jako zarządzanie informacją o budowli i to w tym rozwinięciu mieszczą się wcześniejsze omówione rozwinięcia tego akronimu.
Pierwsze rozwinięcie tego słowa definiuje „BIM” jako model informacji o budowli, a więc cyfrowy opis fizycznych i funkcjonalnych właściwości budowli, służący jako źródło wiedzy i wszelkich danych o obiekcie. Model ten jest w pełni dostępny dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego i może stanowić niezawodną podstawę do podejmowania decyzji w trakcie cyklu jego funkcjonowania, począwszy od pierwszej koncepcji, aż do rozbiórki budynku.
„BIM” rozumiany jako modelowanie informacji o budowli to proces twórczego generowania i wykorzystania danych o budowli, jej projektowania, budowy i eksploatacji w trakcie pełnego funkcjonowania. BIM rozumiany jako proces pozwala, aby wszyscy zainteresowani uczestnicy inwestycji mieli dostęp do tych samych informacji, w tym samym czasie, m.in. przez interoperacyjność platform technologicznych. Modelowanie jest zatem procesem obejmującym generowanie i zarządzanie cyfrowymi reprezentacjami cech fizycznych i funkcjonalnych budowli.
W końcu „BIM” to zarządzanie informacją o budowli, a więc organizacja i kontrola procesów inwestycyjnych poprzez wykorzystanie parametrów cyfrowego modelu budowli dla dokonywania wymiany informacji w całym cyklu inwestowania. Dzięki wizualnej komunikacji, poprzez obiekty trójwymiarowe, możliwe jest wczesne rozpoznawanie możliwości, zrównoważonego i efektywnego, interdyscyplinarnego i interakcyjnego projektowania, kontroli w trakcie i na miejscu budowy.
Niezależnie od stosowanego rozwinięcia akronim „BIM” za każdym razem należy rozumieć kompleksowo, jako proces tworzenia i zarządzania danymi o budowli w całym jego cyklu życia. U podstaw technologii BIM wykorzystuje się oprogramowanie do trójwymiarowego, dynamicznego modelowania budowli w czasie rzeczywistym. Tak więc każdy model opracowany zgodnie z technologią BIM obejmuje informacje geometryczne, takie jak: geometrię poszczególnych elementów budowli i relacje przestrzenne pomiędzy nimi, a także informacje niegeometryczne takie jak: właściwości materiałowe, koszty poszczególnych komponentów budowlanych, itp. Technologia BIM to także odpowiednie podejście do automatyzacji i optymalizacji gromadzenia danych o budowli. Należy podkreślić, że technologia BIM nie odnosi się jedynie do etapu projektowania obiektu budowlanego, ale do pełnego cyklu życia tego obiektu, tj. planowania, projektowania, realizacji, użytkowania/zarządzania, rozbiórki.
Technologia BIM w prefabrykacji
Technolodzy z branży budowlanej od zawsze poszukiwali rozwiązań i sposobów na poprawę wydajności i efektywności pracy, a modelowanie informacji o budowli (technologia BIM) dało im szereg możliwych rozwiązań na skrócenie czasu realizacji, obniżenie kosztów i poprawę warunków pracy bezpieczeństwa pracy. Jednym z powszechnie stosowanych rozwiązań jest prefabrykacja, tj. proces wytwarzania gotowych elementów budowlanych sposobem przemysłowym poza placem budowy, a więc zanim dotrą one na miejsce wbudowania. Podczas gdy prefabrykacja istnieje od dłuższego czasu, to integracja technologii BIM z technikami prefabrykacji sprawia, że ma ona zastosowanie do nowych możliwości.
Prefabrykacja w połączeniu z technologią BIM staje się jeszcze bardziej wydajna. Modele budynków opracowane przy pomocy oprogramowania obsługującego technologię BIM charakteryzują się znacznie wyższym poziomem szczegółowości, ze szczegółowością, która dociera do najmniejszych elementów projektu. Dzięki dużej szczegółowości kierownicy projektów mogą zintegrować proces prefabrykacji z modelem budynku.
Technologia BIM pozwala na indywidualne modelowanie prefabrykowanych elementów, znacznie usprawniając przepływ pracy nad projektem. Indywidualne modele elementów prefabrykowanych mogą być zintegrowane z pełnym modelem budynku, a także mogą być wykorzystywane jako szablon do produkcji poszczególnych elementów prefabrykowanych. Modelowanie każdego elementu prefabrykowanego w technologii BIM jeszcze przed jego produkcją pozwala na dokładniejsze wprowadzenie go do pełnego modelu budynku, zmniejszając prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji elementów w modelu.
Podstawowym celem technologii BIM w prefabrykacji jest opracowanie modelu (lub modeli), który działa jako repozytorium wszystkich informacji istotnych dla projektu, które mogą być wykorzystywane od pierwszych kroków planowania przez cały okres użytkowania budynku prefabrykowanego.
Ciągły rozwój i jasny cel jakim jest optymalizowanie i realizowanie jak największej liczby zadań budowlanych, w sposób naturalny przekonał firmę Betard do rozpoczęcia procesu wspierania i implementacji technologii BIM w procesie powstawania prefabrykatów budowlanych. Sprawny przebieg projektowania, produkcji, magazynowania, transportu i montażu prefabrykatów ma fundamentalne znaczenie dla liczby podjętych tematów oraz jakości ich realizacji.
Na podstawie dotychczasowych doświadczeń, firma Betard i jej Partnerzy przekonali się, że wspieranie technologii jak i samej filozofii zarządzania informacją o wyrobach budowlanych, pozwala na znaczne usprawnienie procesu inwestycyjnego – począwszy od koncepcji i projektu, aż po produkcję prefabrykatów oraz ich dostawę i montaż na budowie. W szczególności w budownictwie mieszkaniowym, w którym zakres stosowanych prefabrykatów nadal jest ograniczony, ze względu na ingerencję w architekturę oraz konstrukcję budynku.
Technologia BIM otwiera dotychczas zamknięte drzwi w zakresie prefabrykacji. Producent, Inwestor oraz Wykonawca mają obecnie możliwość podglądu w czasie rzeczywistym istotnych informacji opisujących właściwości i parametry konstrukcji wznoszonej z prefabrykatów. Na podstawie trójwymiarowej, sparametryzowanej koncepcji obiektu prefabrykowanego (rys. 1), przeprowadza się konsultacje, mające na celu wyjaśnienie wszystkim stronom proponowanych rozwiązań, tak aby ostateczna oferta producenta była w pełni przejrzysta. Podjęcie decyzji o możliwie pełnym zakresie prefabrykacji budynku stało się więc wyraźnie ułatwione. Zamawiającemu prefabrykaty firmy Betard, oprócz założeń geometrycznych, przedstawione są informacje materiałowe oraz lokalizacja i parametry zastosowanych instalacji i akcesoriów. Powyższa przejrzystość usprawnia również komunikację pomiędzy branżami zaangażowanymi w projekt.
Wewnętrzna komunikacja w zakładzie prefabrykacji jest również bardzo istotnym elementem udanej realizacji budowlanej. Z tego względu, dokumentacja projektowa trafiająca z biura projektowego na poszczególne hale produkcyjne, może być zaopatrzona w ważne informacje parametryczne (dane geometryczne), dotyczące elementów prefabrykowanych. W przypadku realizacji skomplikowanych projektów, istnieje możliwość uzupełnienia dokumentacji o odpowiednie wygenerowane kody QR, dzięki którym kierownik produkcji uzyskuje niemal natychmiastowy dostęp m.in. do informacji niezbędnych do skompletowania stali zbrojeniowej, materiałów oraz akcesoriów, potrzebnych do wykonania elementów prefabrykowanych (przykładowe pliki projektowe, dotyczące elementu prefabrykowanego wykonanego w zakładzie prefabrykacji Betard, zamieszczone są na dole strony)
Gotowe elementy prefabrykowane zostają odpowiednio oznaczone, a następnie przetransportowane do magazynu (fot. 1). Firma Betard podczas ciągłego rozwoju i rozbudowy zakładów produkcyjnych rozwinęła w znaczącym stopniu proces magazynowania, a także lokalizacji elementów przeznaczonych do transportu oraz montażu. Biorąc pod uwagę obecną skalę produkcji, a tym samym wyzwania stawiane działowi logistyki, przyspieszenie powyższego procesu jest niezwykle istotne.
Kierowca floty Betard, po zeskanowaniu kodu QR znajdującego się na dokumencie transportowym lub etykiecie, ma możliwość łatwej weryfikacji, czy elementy, które ma za zadanie przetransportować na budowę są zgodne z zamówionymi przez kierownika budowy (fot. 2). Ponadto Zamawiający może uzyskać wsparcie w zakresie technologii BIM, dzięki któremu sprawnie zweryfikuje parametry i określi lokalizację prefabrykowanego elementu, gotowego do rozładunku i wbudowania (fot. 3).
Podsumowanie
Prefabrykacja to wykonywanie elementów w zakładzie produkcyjnym, które następnie są transportowane na plac budowy i montowane w miejscu wbudowania. Technologia BIM w prefabrykacji to:
- pełna parametryzacja prefabrykatów,
- ułatwienie zrozumienia koncepcji prefabrykowanej konstrukcji,
- polepszenie komunikacji pomiędzy branżami uczestniczącymi w procesie budowlanym,
- usprawnienie i przyspieszenie produkcji prefabrykatów,
- ułatwienie lokalizacji i identyfikacji gotowych prefabrykatów.
Włączenie technologii BIM do procesu budowlanego sprawi, że proces prefabrykacji będzie jeszcze bardziej efektywny i niosący wiele korzyści dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego.
Podziękowanie
Artykuł jest wynikiem nawiązanej współpracy i zawartego Porozumienia między firmą Betard, a Katedrą Budownictwa Ogólnego, Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej w zakresie prowadzenia wspólnych, międzylaboratoryjnych badań i projektów naukowych i aplikacyjnych, a także opracowywania wspólnych publikacji naukowych.
*Od ponad 30 lat specjalizujemy się w produkcji elementów prefabrykowanych dla budownictwa: od mieszkaniowego poprzez obiekty użyteczności publicznej i przemysłowe, po skomplikowane elementy konstrukcji inżynieryjnych, drogowych, mostowych i hydrotechnicznych. Naszym celem jest produkcja najwyższej jakości materiałów budowlanych z betonu, w tym prefabrykatów nietypowych, wykonywanych na specjalne zamówienia dla firm i dla odbiorców indywidualnych, niezależnie od ich rodzaju i wielkości inwestycji.