technologie w budownictwie”, która się odbyła 1 lutego 2021 r. podczas III Forum Gospodarczego Budownictwa „Build 4 Future” organizowanego przez Międzynarodowe Targi Poznańskie.
mgr inż. łukasz Gorgolewski przewodniczący Komisji ds. BIM Krajowej Rady PIIB
rzeczoznawca budowlany
CzY BudowNICtwo w PoLSCE moŻNa uzNaĆ za INNowaCYJNE?
O tym, że budownictwo ma strategiczne znaczenie dla gospodarki, nie trzeba ni-kogo przekonywać. Według danych z 2017 r. wyniki tego sektora stanowiły w Unii Europejskiej ok. 9% PKB (w Pol-sce szacuje się je na ok. 6,5%). Pracowało w nim 18 mln osób, z czego 95% zatrud-niały małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP). Równocześnie roczne wskaźniki produktywności tej gałęzi gospodarki są stabilne lub spadają. W ciągu ostatnich dwudziestu lat roczny wskaźnik produk-tywności w budownictwie w UE wzrósł
zaledwie o 1%, podczas gdy w przemy-śle wytwórczym blisko 100%. W Stanach Zjednoczonych wzrost ten w okresie ostatnich 50 lat, w przemyśle niezwiąza-nym z rolnictwem, wyniósł ponad 300%.
Okres ten wybrano nieprzypadkowo. Li-czono go od momentu, kiedy komputery wyszły z laboratoriów i znalazły zastoso-wanie w innych dziedzinach niż wojsko.
Przyczyn niskiej wydajności procesu budowlanego upatruje się w problemach związanych z poziomem współpracy, nie-dostatecznym inwestowaniem w tech-nologię oraz w badania i rozwój, a także niewłaściwym zarządzaniu informacjami.
tEChNoLoGIE
Skutkiem tego jest niekorzystna relacja ja-kości do wielja-kości zainwestowanych środ-ków, a także wyższe ryzyko finansowe wy-nikające z nieprzewidzianych przekroczeń kosztów i opóźnień w zakończeniu bu-dowy wynikających często z konieczności zmian w projekcie. Według badań amery-kańskich tylko 2% inwestycji zakończono w terminie i bez przekroczenia założonych kosztów.
Budownictwo jest nadal jedną z gałęzi gospodarki o najmniejszym stopniu cyfry-zacji i w zmianie tej sytuacji należy upatry-wać szans na poprawę jego wydajności. Po-wyższa diagnoza dotyczy również Polski.
Istotny wpływ nie tylko na przyszłość budownictwa, ale także szerzej dla gospo-darki, społeczeństwa i środowiska będą miały powszechnie stosowane procesy cy-frowe, automatyzacja i zatrudnianie lepiej wykwalifikowanych pracowników.
TECHNOLOGIE
W sektorze budowlanym całej UE można zaobserwować trwającą rewolu-cję cyfrową polegającą na przyjęciu lub zwiększeniu wykorzystywania technolo-gii cyfrowych lub komputerowych.
Jednym z jej elementów jest wprowa-dzanie modelowania informacji o obiek-tach budowlanych (BIM) zarówno w od-niesieniu do budynków, jak i obiektów infrastruktury.
Czym jest BIM?
Zgodnie z definicją Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO) jest to proces lub metoda zarządzania informa-cjami związanymi z obiektami i projek-tami w celu koordynacji licznych danych wejściowych i wyjściowych przy użyciu wspólnej cyfrowej reprezentacji fizycz-nych i funkcjonalfizycz-nych właściwości do-wolnego obiektu budowlanego (zarówno kubaturowych, jak i infrastrukturalnych, w tym liniowych). Obejmuje on cały cykl życia obiektu budowlanego od planowa-nia inwestycji przez fazy projektowaplanowa-nia i realizacji, a także zarządzania i utrzy-mania aż po jego rozbiórkę. W trakcie eksploatacji zasobów budowlanych BIM wspiera również ich remonty, przebudowę czy rozbudowę. Mają one znaczący, jeśli nie największy, udział w obrotach branży budowlanej.
Pojęcie BIM ma wiele znaczeń. Znaj-duje to odzwierciedlenie w rozwinięciu tego skrótu. BIM oznacza równocześnie:
Building Information Model – mo-del informacyjny/informacji o obiekcie budowlanym,
Building Information Modelling – mode-lowanie informacji o obiekcie budowlanym,
Building Information Management – zarządzanie informacją o obiekcie budowlanym.
We wszystkich tych definicjach klu-czowe znaczenie mają informacje (dane).
Powinny one być jednoznaczne, aktualne, łatwe w modyfikacji, dostępne, a przy tym chronione.
Projektowanie i realizacja zgodne z metodyką BIM poziomu 2 (nad któ-rego wdrożeniem trwają prace w Polsce) to tworzenie dwóch bliźniaczych
obiek-tów budowlanych – realnego oraz wirtu-alnego cyfrowego modelu planowanej in-westycji będącego bazą danych.
Model tworzony jest od fazy koncep-cji, rozwijany w fazie projektowania, uak-tualniany na etapie realizacji i odbiorów, aby w końcu stać się bliźniakiem goto-wego już obiektu.
Często model 3D BIM jest mylnie uważany za rysunek trójwymiarowy w programie CAd. Mimo że na wizu-alizacji mogą wyglądać identycznie, to różnią się istotnie. Rysunek 3D CAD to zbiór punktów, linii, krzywych i płasz-czyzn tworzących w przestrzeni bryły.
Zwykle nie są one powiązane ze sobą funkcjonalnie. Czasem w sposób ogra-niczony możliwa jest automatyzacja ry-sowania, np. zmiana w jednej płaszczyź-nie jest odwzorowana na innej, zmiana kąta pochylenia dachu skutkuje zmianą wysokości ściany. Nie ma tu innych in-formacji poza danymi geometrycznymi.
W modelu BIM zastosowano podej-ście obiektowe. Opisywane są cechy lub właściwości obiektów. Obiektem może być ściana i obiektem może być wy-rób budowlany, jakim jest okno. Wsta-wienie obrazu okna na rysunku CAD 3D nie zmienia danych geometrycz-nych ściany. W modelu BIM wstawienie obiektu „okno” do obiektu „ściana” spra-wia, że w informacji zawartej w obiekcie
„ściana” odnotowany jest fakt powstania otworu na okno, a co za tym idzie zmienia się informacja o powierzchni ściany. Na tym w dużym uproszczeniu polega róż-nica między modelem BIM 3D a CAD 3D.
W modelu BIM oprócz danych geo-metrycznych zawarte są także dane para-metryczne czy niegeopara-metryczne.
Nie wszystkie dane muszą znaleźć od-zwierciedlenia w elementach 3D modelu BIM (dane zewnętrzne).
Informacje są wprowadzane według potrzeb i stanu zaawansowania przed-sięwzięcia i modelu. Z poziomu modelu dostępna jest pełna informacja o obiek-cie. Dokumentacja 2D w wersji papiero-wej jest generowana z modelu BIM (a nie odwrotnie).
Kolejne wymiary 4D, 5D, 6D, 7D mo-delu BIM związane są z rodzajem zawar-tych w nim informacji (pozwalających odpowiednio na harmonogramowanie, kosztorysowanie, analizę wpływu na śro-dowisko, wspomaganie zarządzania goto-wym obiektem).
Dla przejrzystej i sprawnej wymiany informacji niezbędny jest system zarzą-dzania nimi, tzw. wspólne środowisko danych (CDE – Common Data Environ-ment). Obejmuje ono również procedury i zasady zapewniające pracę na aktual-nych wersjach modeli i plików oraz dostęp do aktualnych i wiarygodnych danych.
Zapobiega także utracie danych w ca-łym cyklu życia obiektu.
Modele w trakcie tworzenia zapi-sywane są w tzw. formatach natyw-nych plików, tj. formatach właściwych tylko dla konkretnego oprogramowa-nia. Aby możliwa była wymiana da-nych zawartych w modelach, sto-sowane są otwarte formaty plików niepowiązane ze standardami określo-nych producentów. Najpowszechniej-szym z nich jest format IFC – Industry Foundation Class.
W metodyce BIM niezbędne jest za-stosowanie wspólnego systemu klasyfi-kacji budowlanej, zapewniającego jed-noznaczną interpretację nazw i klas obiektów, procesów budowlanych, sprzętu itp. Ułatwia to komunikację między uczestnikami przedsięwzięcia budowlanego w zakresie uzgadniania szczegółów przyjętych rozwiązań projek-towych oraz tworzenie baz danych do au-tomatycznego szacowania kosztów w jed-nolitym, wspólnym formacie. Może także być wykorzystany do zbierania i analizy danych historycznych służących do osza-cowania kosztów przyszłych projektów.
Obecnie w Polsce brak jest systemu kla-syfikacji, który byłby odpowiedni do sto-sowania w warunkach krajowych. Pol-ska Klasyfikacja Obiektów Budowlanych (PKOB) czy Katalogi Nakładów Rzeczo-wych (KNR) nie opisują w sposób pełny działalności budowlanej. Powstały, aby służyć innym celom.
TECHNOLOGIE
Metodyka BIM opiera się na współ-pracy. Powodzenie jej stosowania zależy od wymiany wysokiej jakości danych (informacji), w ściśle określony i spójny sposób, przez cały okres realizacji da-nego przedsięwzięcia budowlada-nego przez podmioty w nim uczestniczące.
Ważne jest, aby osoby reprezentujące inwestora miały świadomość, że to nie projektant czy wykonawca są najwięk-szymi beneficjentami metodyki BIM, lecz właśnie zamawiający, i umiały z niej korzystać. Nie bez znaczenia jest też określenie przez inwestora w sposób optymalny na początku przedsięwzię-cia, jakiego zbioru informacji oczekuje na poszczególnych etapach realizacji in-westycji oraz jaki model informacyjny będzie niezbędny w czasie eksploatacji obiektu.
Niejasno określone role, obowiązki i zakres odpowiedzialności uczestników przedsięwzięcia mogą się przyczynić do powstania barier utrudniających stoso-wanie tej opartej na współpracy metody i mogłyby ograniczyć skalę oczekiwanych korzyści.
Jak BIm wSPIERa EkoLoGIĘ w BudowNICtwIE?
Sektor budowlany ma znaczący wpływ na środowisko. Maszyny budowlane i samochody używane przy budowie są źródłem hałasu i znacznej emisji spa-lin. Wytwarzanie materiałów budowla-nych i ich transport mają 10% udziału w emisji dwutlenku węgla. Branża powiada również za największą ilość od-padów stałych.
Dzięki stosowaniu metodyki BIM można te negatywne skutki ograni-czyć. Czynnikiem, który ma najwięk-szy wpływ, jest czas trwania budowy.
Jego skrócenie lub chociażby ukończe-nie budowy w termiukończe-nie zmukończe-niejsza ukończe- nie-korzystne oddziaływanie na środowi-sko. Wykrywanie i eliminowanie kolizji na etapie projektu, a także bardziej pre-cyzyjne zamawianie materiałów pozwa-lają na racjonalniejsze ich wykorzysta-nie i na ograniczewykorzysta-nie ilości odpadów.
Analiza przyjętych rozwiązań pod ką-tem ich montażu pozwala na ogranicze-nie wielkości placu budowy, optymalne wykorzystanie transportu i maszyn bu-dowlanych.
Eksploatacja zasobów budowlanych trwa znacznie dłużej niż ich projekto-wanie i budowa. Stosoprojekto-wanie metodyki BIM ułatwia projektowanie i wzno-szenie budynków energooszczędnych i niskoemisyjnych. Dokonując analizy z wykorzystaniem danych zawartych w modelu BIM, można prognozować parametry eksploatacji przed wzniesie-niem budynku, uzyskać lepszą efektyw-ność energetyczną w ciągu całego cyklu życia budynku, w zakresie całkowitego zużycia energii, emisji dwutlenku wę-gla, zużycia wody i produkcji odpadów.
Jak PRzEBIEGa wdRaŻaNIE BIm w PoLSCE?
Dla podmiotów z sektora prywatnego ko-rzyści płynące z BIM są zrozumiałe. Na-leżą do nich lepsza koordynacja i szybsze przekazywanie dokładnych i rzetelnych informacji mających na celu usprawnie-nie podejmowania decyzji i poprawę ja-kości wyników. Jednak to państwo ma de-cydujący wpływ na wprowadzanie zmian i jako największy inwestor i klient branży budowlanej powinno, inwestując nasze pieniądze, dążyć do optymalnego wyko-rzystania środków publicznych i równo-cześnie wpływać i zachęcać do wprowa-dzania innowacji.
W Polsce wdrażanie BIM rozpoczęły oddolne inicjatywy ze strony sektora pry-watnego. Powstały stowarzyszenia i fun-dacje. Organizowane są wydarzenia o te-matyce BIM, konferencje, seminaria i warsztaty.
W lipcu 2020 r. opublikowano pod-ręcznik „BIM Standard PL” – dotyczy on zasad przygotowania i realizacji in-westycji kubaturowych w Polsce zgod-nych z normą PN-EN ISO 19650 i kra-jowym prawem budowlanym. Wersja dokumentu nr 2.0. Powstał on pod pa-tronatem Polskiego Związku Pracodaw-ców Budownictwa, Polskiego Związku
Inżynierów i Techników Budownictwa oraz Stowarzyszenia Architektów Pol-skich przy współudziale wiodących firm wykonawczych. Podręcznik został pozy-tywnie zaopiniowany przez Urząd Za-mówień Publicznych.
Ministerstwo Rozwoju zainicjowało projekt „Cyfryzacja procesu budowla-nego w Polsce”. Jest on obecnie konty-nuowany przez Ministerstwo Rozwoju, Pracy i Technologii (MRPiT). W jego ramach została opracowana i opubliko-wana w lipcu 2020 r. „Mapa drogowa dla wdrożenia metodyki BIM w zamó-wieniach publicznych”. Wytycza ona plan czynności, które mają na celu do-prowadzenie do stosowania metodyki BIM w postępowaniach o udzielenie zamówień publicznych w budownic-twie, odnosi się również do działań po-dejmowanych lub koniecznych do pod-jęcia w sektorze prywatnym. Obecnie w MRPiT tworzona jest grupa robocza ds. opracowywania strategii wdroże-nia BIM w Polsce. Ma ona, a także po-wołany ewentualnie komitet sterujący, za zadanie stworzenie i zatwierdze-nie mapy drogowej BIM jako projektu dokumentu rządowego. Stanowiłby on podstawę do ustalenia szczegóło-wej strategii BIM, a także zapoczątko-wałby podjęcia prac nad założeniami do standaryzacji metodyki BIM. W ra-mach tego samego projektu powołano w Głównym Urzędzie Nadzoru Budow-lanego Zespół ds. Cyfryzacji z udzia-łem PIIB, IARP, SARP pod patronatem MRPiT. Ma on za zadanie dostosowa-nie przepisów wykonawczych do opu-blikowanej na początku 2021 r. ustawy o zmianie niektórych ustaw wspiera-jących rozwój mieszkalnictwa. Umoż-liwi ona, po wejściu w życie poszcze-gólnych przepisów, dokonywanie wielu czynności w ramach procesu budowla-nego, w tym złożenie wniosku o pozwo-lenie na budowę w formie dokumentu elektronicznego za pośrednictwem ad-resu elektronicznego.
Ministerstwo Infrastruktury rozpo-częło publikację wzorców i standardów
TECHNOLOGIE
BIM dotyczących dróg oraz drogowych obiektów inżynierskich. Nie są one zbio-rem wymagań. Zawierają informacje i wskazówki dotyczące jednolitego
podej-ścia do zamówień i realizacji projektów inwestycyjnych z wykorzystaniem meto-dyki BIM. Stawiają sobie za cel stworze-nie ram dla wdrożenia najlepszych prak-tyk w tym zakresie.
Ministerstwo prowadzi kilka projek-tów pilotażowych z wykorzystaniem me-todyki BIM dotyczących obiektów in-frastruktury.
Tempo tych działań rządowych jest stosunkowo powolne. Nie sprzyja mu fakt, że w ciągu ostatnich lat budownictwo wchodziło kolejno w zakres czterech
mi-nisterstw i podlegało odpowiednio czte-rem sekretarzom lub podsekretarzom stanu, z których zapewne każdy miał swój pomysł na BIM.
Obawy budzi też brak jasnego po-działu kompetencji w zakresie wdrażania BIM między Ministerstwem Rozwoju, Pracy i Technologii, Ministerstwem In-frastruktury oraz Urzędem Zamówień Publicznych.
W Wielkiej Brytanii, która tak często jest przywoływana za wzorcowy przy-kład, przy kancelarii premiera w 2011 r.
powstał zespół zadaniowy BIM Task Group, który działał do 2017 r., utrzy-mując ciągłość działań niezależnie od zmieniających się rządów.
Podczas podejmowanych działań związanych z wdrażaniem BIM na-leży pamiętać, że sektor budowlany jest w dużym stopniu rozdrobniony – ok.
95% stanowią małe i średnie przedsię-biorstwa i to one są motorem napędo-wym gospodarki. To właśnie one, w tym także mikroprzedsiębiorstwa prowa-dzone w formie jednoosobowej działal-ności gospodarczej, stanowią najbar-dziej powszechną formę zatrudnienia lub prowadzenia aktywności zawodo-wej członków PIIB zainteresowanych tym procesem, głównie projektantów.
Istnieją poważne obawy, że zmiany wprowadzone w rezultacie wdrożenia BIM mogą nałożyć na MŚP nadmierne obciążenia, co w efekcie doprowadzi do monopolizacji rynku. Dlatego pań-stwo powinno pamiętać o ochronie tej grupy i zapewnić jej w trakcie wdrażania BIM w Polsce miękkie lądowanie w łań-cuchu dostaw, chociażby (podobnie jak w Wielkiej Brytanii) przez dofinanso-wanie szkoleń oraz zakup oprogramo-wania i sprzętu.