BIM: Budoucnost stavebnictví již dnes

Architektura a stavebnictví právě prochází dalekosáhlými změnami srovnatelnými s nástupem počítačů před několika desetiletími. Způsobuje je rychlé zdokonalování digitálních návrhářských nástrojů, jejich vzájemná integrace a optimalizace stavebních procesů pomocí výpočetních technologií.

Z pohledu projektantů klíčovou novou technologií je Building Information Modelling (BIM), která přitom umí víc, než jen 3D modelovat a optimalizovat návrhy budov. Jde o ucelenou metodu překonávající zavedený způsob práce, tedy že každý dělá na svém dílčím úkolu. BIM zrychluje a zefektivňuje procesy projektování tím, že dovoluje všem pracovat současně a koordinovaně na jednom digitálním modelu.

Jaké konkrétní výhody BIM přináší?
Virtuální projektování s nástroji BIM obecně zvyšuje efektivitu plánování projektu. Už od úvodních fází projektu má projektant k ruce nástroj, který efektně vizualizuje stavbu způsobem, který je snadno uchopitelný pro zákazníka a osloví i laiky. Během kterékoli fáze designu lze jednoduše simulovat funkci celku, včetně kupříkladu logistických návazností a facility managementu. Stejně tak lze snadno testovat kompatibilitu jednotlivých komponentů stavby, v důsledku čehož lze kupříkladu prefabrikovat díly, které by jinak bylo nutné složitě a draze montovat na místě. To vše významně snižuje či zcela eliminuje nutnost úprav projektu během jeho výstavby, a tedy šetří peníze zadavatele.

Podle studie Smart Market Report kanceláře McGraw Hill Construction snižuje nasazení BIM chybovost, nutnost redesignu projektu a objem dodatečné práce v průměru o víc než padesát procent. Ve více než třetině zkoumaných projektů (39 %) došlo ke zkrácení harmonogramu výstavby. Dle studie také zpravidla dochází ke snížení nákladů stavby v rovině 5 až 7 %. Zkušenosti projekční a inženýringové společnosti Bilfinger Tebodin tyto závěry jen potvrzují.

Jaké jsou předpoklady využití této technologie na straně projektantů?
BIM slučuje různorodou expertízu a rozmanité funkcionality, což předpokládá integrované využití celé řady nástrojů: 3D modelovacího software, programů pro analýzy nosných konstrukcí, tepelně-technických vlastností objektu, osvětlení, plánování harmonogramu stavby a dalších. To projekční kanceláři pochopitelně přináší určité investiční náklady do software i hardware, stejně jako nutnost nadefinovat metriky a procesy, vyškolit zaměstnance a také zapojit do procesu klienta.

Jakou roli hraje v procesech založených na BIM klient?
Architekti, projektanti a konstruktéři se o technologii BIM zajímají a mnohé firmy ji také úspěšně nasazují. Klíčem k efektivitě této metody je ovšem úzká spolupráce s klientem. Ten by měl pověřit vybrané zaměstnance aktivní rolí v projektu, to znamená dát jim právo s projektantem sdílet potřebná data a vybavit je patřičnými oprávněními v prostředí softwarových řešení, na nichž projekt běží. Většina zadavatelů ovšem není na tento nový způsob spolupráce zvyklá, dle studií hraje zhruba tři čtvrtiny klientů v projektech založených na nástrojích BIM jen pasivní roli.

Jak tedy probíhá nástup této technologie?
Cestu od rýsovacího prkna ke zcela digitalizovaným procesům lze rozdělit na tři kroky. V tom prvním se v současnosti nachází většina architektonických a projekčních kanceláří: k vypracování konceptu stavby použijí 3D CAD, projektovou dokumentaci zpracují v „klasickém“ 2D a data sdílejí napříč firmou respektive se zadavatelem jen v omezené míře. V druhé úrovni BIM se data již sdílejí systematičtěji a v kompatibilních formátech, což přináší efektivnější pracovní postupy. Vyšší objem relevantních dat od klienta umožňuje komplexní simulace fungování budovy či jejích komponentů.

Při plném rozvinutí principů BIM je proces projektování stavby již významně odlišný od tradičních postupů. Pomocí sofistikovaného software na projektu plynule spolupracují lidé různých profesí na straně projektanta i klienta, ale také třeba dodavatelé, stavaři nebo zástupci místní samosprávy a dozorovatelé environmentálních standardů. Data jsou sdílena dle definovaných rolí a uživatelských oprávnění, a uchovávána na centrálním uložišti. Všechny strany pracují na jednom návrhu, který je samozřejmě verzován a zálohován.

Má rozšíření BIM také svá úskalí?
Výše nastíněná všestranná implementace nástrojů BIM může vyžadovat redefinici některých aspektů duševního vlastnictví nebo dělby odpovědnosti. Dříve se projekty vyvíjely v jednosměrných fázích: klient předal svoje požadavky, projektanti je zpracovali, klient návrh posoudil a stavaři zrealizovali. Projekty založené na důsledném využívání nástrojů a principů BIM však jsou spíše kolektivním dílem, které vzniká neustálou interakcí jednotlivých aktérů.

To předpokládá určitou změnu mentality: na straně klienta, který by měl být ochoten hrát v procesu aktivní roli, což je ostatně v jeho zájmu. Týmy projektantů musí přehodnotit některé zaběhnuté modely svého fungování směrem k otevřenější a flexibilnější spolupráci. A také softwarová řešení a vůbec všechny procesy musí být vzájemně kompatibilní tak, aby bylo možné na jednom projektu pracovat napříč různými organizacemi, jejich složkami či technologickými platformami.

Využití BIM v Bilfinger Tebodin
Bilfinger Tebodin využívá BIM technologie při projektování průmyslových areálů. Využívání BIM metodiky je u průmyslových staveb poháněno kupředu hlavně potřebou prostorové koordinace, sdílením údajů o zařízeních a meziprofesních požadavků. Neméně důležitým aspektem je i nástup Průmyslu 4.0, který je úzce spojený s požadavky na sdílení informací mezi technologií a řídicím systémem stavby (Building Management System). BIM je již hojně rozšířený u staveb pro potravinářství a farmacii, v sektoru oil & gas a nastupuje i u staveb pro automobilový průmysl.

Prvním krokem při zvolení BIM pro vypracování projektu je sladění očekávání klienta s reálnými možnostmi, nastavení jasných pravidel pro výměnu informací a sdílení dat. Bilfinger Tebodin používá virtuální realitu pro představení projektu klientovi, prvotní seznámení zákazníka se stavbou v reálném měřítku a koordinaci profesí. Virtuální realita umožňuje do procesu zapojit operátory a facility management klienta již během projekce. Pracovníci zákazníka se tak mohou dopředu seznámit se stavbou i technologií a mají možnost ovlivnit výslednou podobu stavby z hlediska skutečného provozu. U stávajících provozů je pro digitalizaci využíváno metod laserového a infračerveného skenování s následnou transformací mračna bodů do BIM modelu. S digitálním dvojčetem stavby je potom možné pracovat např. pro plánování údržby, modernizaci technologie apod.

Jak tato technologie promění stavebnictví?
BIM jako první začali využívat architekti, kterým jeho nástroje v mnohém ulehčily práci a také daly možnost využívat fotorealistické animace a virtuální realitu. Podobně BIM pomáhá také projektantům inženýrských sítí a výrobních zařízení či designérům konstrukčních prvků. Dopad BIM ovšem nezůstane omezen na zefektivnění a zrychlení plánovací fáze projektů. Tato technologie dovoluje efektivněji využít expertní potenciál firem, takže se mohou pustit i do projektů jdoucích nad rámec jejich dosavadní specializace. Anebo má také důsledky pro facility management a celkový životní cyklus budovy, které lze konkrétněji predikovat a klientovy požadavky větší měrou zohlednit již v návrhu stavby.

BIM je přitom jen jednou z disruptivních technologií, které od základů promění nejen stavební průmysl, ale vlastně celou ekonomiku. Patří k nim automatizace a umělá inteligence, big data neboli vytěžování obrovských objemů dat, internet věcí, 3D tisk, responzivní design nebo smart cities, tedy chytrá města zajišťující a optimalizující svůj chod s určitou měrou autonomie. Budoucnost je v digitalizaci procesů a začíná již dnes.

Ing. Pavel Chmelík,
Engineering Manager společnosti Bilfinger Tebodin Czech Republic, s.r.o.