projektowania.
Rys. 1 Ι Kreator budynku w systemie ArCADia BIM
inżynierem projektującym instalacje wewnętrzne, czytała już te ogólniko-we stwierdzenia, które tak naprawdę nie są w stanie wytłumaczyć, czym jest BIM i jakie daje nam korzyści. Od kilku lat zajmuję się tworzeniem opro-gramowania i dzięki doświadczeniu i współpracy z klientami wiem, jakie są oczekiwania, problemy oraz obawy co do wdrożenia w firmach projekto-wych systemu BIM.
Zacznijmy od tego, że dotychczaso-we projektowanie w programach CAD było tak naprawdę rozwinięciem po-przedniej technologii, czyli kreski i cy-fry pisane na rzutach architektonicz-nych zostały zamienione na bardziej precyzyjne wprowadzanie instalacji za pomocą kresek, kółek, a następ-nie bloków w popularnym CAD-zie.
Zapewne przyspieszyło to pracę, ale nadal w krytycznych przypadkach pro-jektant mógł ręcznie nanieść osta-teczne poprawki. W technologii BIM cały proces inwestycyjny opiera się ściśle na pracy przy komputerze, co sprawia, że większość inżynierów obawia się tego systemu, a niepo-trzebnie. Model budynku i instalacji w nim projektowanych zawiera w so-bie wszystkie potrzebne informacje, a naniesione zmiany są automatycz-nie aktualizowane we wszystkich ze-stawieniach, widokach itd.
technologie
Rys. 2 Ι Budynek wykonany w module ArCADia-ARCHITEKTURA (z lewej) i zaimportowany w formacie IFC (z prawej)
Rys. 3 Ι Parametry punktu czerpalnego, np. baterii czerpalnej Argumentem najbardziej
przekonują-cym do przejścia z CAD na BIM jest stara łacińska maksyma Absens ca-rens (łac. nieobecny traci). Żeby za kilka lat być na czasie, lepiej zacząć już teraz i być przygotowanym na mo-ment, kiedy technologia BIM będzie obowiązkową formą projektowania.
Mimo że inwestycje wykonane w tej nowoczesnej technologii są w Polsce pojedyncze, czas nie stoi w miejscu i regulacje prawne dotyczące for-my oddawania projektów w krajach Unii europejskiej idą w kierunku BIM.
Niektóre z firm, np. Skanska, zdecy-dowały już kilku lat temu, że projek-ty realizowane w europie Środkowej i Wschodniej muszą być wykonane w programie zgodnym z systemem BIM. Aby znacznie przyspieszyć i uła-twić swoją pracę, część administra-torów przeprowadza inwentaryzację swoich budynków już w technologii BIM i w takich zadaniach przyda się wiedza na temat projektowania w BIM-ie. Młodzi projektanci zdo-bywają wiedzę o BIM-ie na studiach i znają podstawy już na starcie swojej kariery zawodowej. Na poziomie sa-morządów, np. w województwie mało-polskim, w szczegółowym opisie doty-czącym dofinansowań przy projektach Regionalnej Strategii Innowacji Woje-wództwa Małopolskiego 2014–2020 uwzględniono również zintegrowane projektowanie, które opiera się na systemie BIM. Dlatego jeśli pewnego dnia nie chcemy się obudzić w nowej BIM-owej rzeczywistości bez wiedzy i znajomości systemu, zacznijmy już teraz wprowadzanie tej technologii do naszych biur.
Jak zacząć pracę z BIM-em? Oczy-wiście od wybrania oprogramowa-nia, które powinno charakteryzować się kilkoma cechami. Najlepiej, żeby było tanie, dobre i łatwe w obsłudze.
Rzadko wszystkie te cechy
występu-ją w jednym programie. Nie powinno to oczywiście nikogo dziwić – prace nad tworzeniem takiego oprogramo-wania oparte są na wiedzy inżynie-rów, ich wieloletnim doświadczeniu w projektowaniu i wykonawstwie oraz wiedzy programistów, którzy prze-kładają informacje na kod. Wszystkie te aspekty mają duży wpływ na cenę programu. Dobry program to taki,
w którym będziemy mogli zaprojekto-wać jak największą ilość elementów, specyficznych układów, zawierający obliczenia i dobory obiektów i ruro-ciągów, pozwalający na automatycz-ne tworzenie rysunków dodatkowych itd. Czyli dobry program pozwoli nam przygotować pełną dokumentację, a przy programie BIM dodatkowo projekt powinien być skoordynowany
technologie
z innymi branżami i przygotowany do pracy wykonawców, a później ad-ministratorów danego obiektu. Musi być też łatwy w obsłudze – to bardzo ważna cecha, na którą należy zwrócić szczególną uwagę, gdyż przeszkole-nie pracownika wiąże się z kosztem samych szkoleń, a także ograniczoną wydajnością w pracy projektanta do-piero uczącego się programu. Często są to koszty porównywalne lub prze-wyższające cenę oprogramowania. Ja pozwoliłam sobie przybliżyć BIM na przykładzie systemu ArCADia i modu-łów instalacyjnych w nim osadzonych.
Oprogramowanie to spełnia w
więk-szości założenia co do cech wyma-ganych, które wymieniłam wcześniej:
główną zaletą jest prosta i intuicyjna obsługa, wizualnie nieróżniąca się od programów CAD, oraz znany format zapisu, czyli DWG. Łatwość pracy oznacza również mniejszy stopień szczegółowości, co jednak może być i wadą, i zaletą.
System ArCADia BIM jest oparty na module startowym i nakładkach branżowych, których głównym zada-niem jest wspomaganie projektowa-nia. Pracę na programie zaczynamy, otwierając projekt architektoniczny danego budynku, co możemy zrobić
na kilka sposobów. Ponieważ system ten działa w formacie DWG, może-my otworzyć każdy rzut wykonany w programach ArCADia-INteLLICAD, AutoCAD itp. Jest to niewątpliwa za-leta, bo na polskim rynku, jak do tej pory, niewiele firm projektowych może sobie finansowo pozwolić na zakup oprogramowania BIM dla kilku sta-nowisk. Niestety, projekt wykonany w „zwykłym” CAD-zie jest pozbawio-ny parametrów i tak naprawdę jest to zespół kresek połączonych w bloki symbolizujące znane nam obiekty ar-chitektoniczne czy elementy instalacji wewnętrznych. Po wgraniu takiego podkładu budowlanego do programów BIM najczęściej trzeba go w odpo-wiedni sposób dostosować do dane-go systemu, chociażby wprowadzając strukturę budynku, liczbę kondygnacji i ich wysokość. W systemie ArCADia BIM pomocnym narzędziem jest kre-ator budynku (rys. 1), w którym zada-jemy liczbę kondygnacji, podazada-jemy ich nazwy i wprowadzamy wysokość mię-dzy stropami. Program wymaga jesz-cze od nas wskazania punktu stałego (bazowego) dla wszystkich poziomów budynku. Może być to punkt szybu windowego, klatki schodowej lub na-rożnika budynku.
Kolejna możliwość to eksport i im-port pliku z modelem w formacie IFC.
Format ten daje możliwość przesła-nia parametrycznego modelu budynku między systemami BIM różnych produ-centów. Niestety, nie wszystkie pro-gramy posiadają import i eksport IFC w zakresie architektury i instalacji.
W systemie ArCADia BIM dostępna jest możliwość zapisu w tym forma-cie architektury i już wkrótce instala-cji. Import jest na razie dostępny dla elementów architektonicznych. Minu-sem tego rozwiązania jest fakt utraty pewnych danych przy użyciu formatu IFC (rys. 2). Można mieć nadzieję, że rozwój technologii BIM zmusi rynek Rys. 4 Ι Parametry punktu czerpalnego, np. kuchenki gazowej
technologie
do stworzenia dobrego uniwersalnego formatu wymiany danych zawierających pełen model budynku.
Ostatnia trzecia możliwość to otrzy-manie modelu budynku od architekta, który wykonywał swój projekt w tym samym środowisku programistycz-nym. Zachowamy wtedy wszystkie dane i będziemy mieli do dyspozycji wszystkie narzędzia danego systemu.
Struktura budynku, wprowadzona na jeden z tych trzech sposobów, po-zwala na rozpoczęcie projektowania instalacji. Możemy zacząć od wpro-wadzenia np. punktów czerpalnych, odbiorników gazu czy kanalizacyj-nych punktów odpływu w zależności od rodzaju projektowanej instalacji.
Wprowadzamy na rzut dokładnie tak samo, jak miało to miejsce w CAD- -zie, z jedną tylko różnicą – nadajemy poziom montażu elementu nad pozio-mem posadzki, tak aby umiejscowić go w przestrzeni budynku.
Parametry obiektów wprowadzanych w systemach BIM to charakterystycz-ne dacharakterystycz-ne obiektu (rys. 3). Ich wartości służą jako podstawa do obliczeń, ze-stawień, a także do analizy budynku jako całości. Większość programów zawiera już w sobie bazy katalogów producentów, część oprogramowania może jednak odpłatnie uzupełniać ta-kie bazy, ewentualnie użytkownik sam może dodać własne katalogi. Coraz częściej producenci urządzeń sani-tarnych i armatury przygotowują dar-mowe bazy, które można wprowadzić do systemów BIM. Program ArCADia posiada wbudowaną bibliotekę stan-dardową katalogów dla elementów po-szczególnych instalacji. Można te bazy poszerzać samodzielnie, dodając kolej-ne katalogi i zapisując na stałe w bi-bliotece programu. Będą one dostęp-ne przy każdym następnym projekcie.
Kolejnym krokiem jest zazwyczaj wpro-wadzanie pionów, rurociągów rozdziel-czych, odpływowych itp. oraz
wyprowa-Rys. 6 Wprowadzanie
ruro-ciągów wiązką rur Rys. 5 Biblioteka
katalo-gów w systemie ArCADia BIM
dzenie pionów na kolejne kondygnacje i wyznaczenie trasy podejść do przybo-rów czy odbiorników. I znowu, jeśli cho-dzi o samo wprowadzanie, nie różni się ono od projektowania kreskami, poza wprowadzaniem trzeciej danej, czyli wysokości końca rurociągu. Producenci oprogramowania wprowadzają szereg kreatorów i tzw. ułatwiaczy. W ArCA-Dia BIM mamy do dyspozycji funkcję Pobierz z elementu, co w praktyce po-zwala nam dołączyć się do wcześniej
wprowadzonych rurociągów. Jest to przydatne głównie w momencie projek-towania rurociągów ze spadkiem, gdy nie musimy wyliczać wysokości włą-czenia. Również mamy tu pomoc w po-staci przyciągania i wykrywania innych elementów z danej instalacji. Innym przydatnym narzędziem jest rysowanie wiązką równoległych rurociągów, np.
w instalacji wodociągowej, gdy jedno-cześnie wstawiamy rurociągi wody cie-płej, zimnej i cyrkulacji.
technologie
Oczywiście jeśli chodzi o bibliote-ki i bazy danych rurociągów i izolacji – są one rozbudowane, podobnie jak w przypadku urządzeń i armatury.
Następny etap to wprowadzenie ar-matury regulacyjnej, zabezpieczającej itp. Jest on kontynuacją projektowa-nia i wygląda tak samo jak poprzednie etapy w większości programów.
Różnice między programami widocz-ne są w momencie wprowadzania kształtek. Sposobów jest kilka: pro-jektant ręcznie modeluje połączenia, wstawiając każdą kształtkę po kolei:
trójniki, redukcje, przejścia mate-riałowe. Inną możliwością jest auto-matyczne wstawianie przez pro-gram kształtek, które wybierane są z konkretnego systemu rurociągów.
Są mniej szczegółowe programy, w których wstawiane są kształtki o wymiarach uśrednionych i uza-leżnionych od średnicy rurociągów.
Ostatnia metoda, mniej dokładna, jeśli chodzi o wizualizację 3D, to automatyczne generowanie do ze-stawień kształtek, które nie mają swojego odzwierciedlenia wizualne-go w modelu budynku i instalacji, bo nie mają znaczących rozmiarów (naj-częściej w instalacjach wodociągo-wych, grzewczych). Na rys. 7 widać elementy instalacji wraz z kształt-kami. W module ArCADia-INStALA-CJe KANALIZACyJNe są one ge-nerowane w momencie łączenia ze sobą rurociągów, w miejscu ich po-łączenia. W module
ArCADia-INStA-LACJe WODOCIĄGOWe program automatycznie wyznacza zestawy połączeniowe kształtek i nie są one widoczne na widokach, lecz jedynie w zestawieniach materiałowych.
W nakładkach branżowych ważnym elementem jest jeszcze tzw. punkt początkowy instalacji. Program, aby dobrze przeliczyć instalację i stwo-rzyć analizy, potrzebuje początku in-stalacji (np. kotła) i jej zakończenia (np. grzejnika). W nakładkach branżo-wych mogą to być rzeczywiste obiek-ty lub wirtualne punkobiek-ty. Zawierają one również informacje i parametry wej-ściowe do obliczeń instalacji.
Jak widać, wprowadzanie instala-cji w systemie BIM może być pro-ste i nie odbiega mocno od sposobu Rys. 9 Ι Eksport raportu obliczeniowego do programu Word
w formacie RTF
Rys. 10 Ι Eksport zestawień do programu Excel i Ceninwest Rys. 7 Ι Widok 3D w ArCADia BIM – instalacja kanalizacyjna
i wodociągowa
Rys. 8 Ι Opcje doboru w ArCADia-INSTALACJE WODOCIĄgOWE
technologie
projektowania, do jakiego przyzwy czaił nas CAD. Czas pracy nad projektem we wstępnej fazie może być nieco dłuższy, ponieważ modelowanie para-metryczne już na etapie wstawiania elementów zapewnia sprawdzenie po-prawności instalacji.
Przejdziemy do drugiej fazy projektu, czyli do obliczeń, zestawień i rysun-ków dodatkowych.
Dla projektanta instalacji wewnętrz-nych bardzo dużą rolę odgrywa dobór elementów i obliczenia. Moduł ArCA-Dia-INStALACJe WODOCIĄGOWe daje nam kilka możliwości. Możemy wszystkie elementy przeznaczyć do automatycznego doboru przez pro-gram z katalogów producenta, przy czym możemy zróżnicować materiały rurociągów na przewody rozdzielcze, piony i podejścia (rys. 8).
Można również wprowadzić rurociągi o średnicy i materiale dobranym tak, aby program nie brał ich pod uwagę przy doborze, ale jedynie przy oblicze-niach hydraulicznych. taka sytuacja może mieć miejsce m.in. wówczas, gdy „dowiązujemy się” do już istnie-jącej instalacji.
Same obliczenia w większości progra-mów są bardzo podobne i różnią się ewentualnie sposobem wyświetlania danych. W systemie ArCADia BIM ra-port z obliczeń w formacie RtF możemy przesłać do edytora tekstu, który ten format obsługuje, np. Worda (rys. 9).
Jeśli instalacja jest poprawnie zapro-jektowana, możemy już wygenerować automatyczne zestawienia mate-riałów, wykazy elementów, które na-stępnie można przesłać do programu excel, Word czy programów kosztory-sowych, takich jak Ceninwest.
Dzięki wprowadzeniu elementów do jednego modelu możemy również wprowadzić rysunki dodatkowe, np.
dla instalacji wodociągowej aksono-metrie lub dla instalacji gazowej i ka-nalizacyjnej rozwinięcia i profile.
W tym momencie można by zadać pytanie, w którym miejscu poja-wia się BIM? Samo projektowanie w systemie opartym na obiektowym wstawianiu elementów nie różni się wiele od programów CAD. Prawdzi-wy BIM zaczyna się w momencie, kiedy zakończymy projekt i musimy sprawdzić, czy jego elementy nie ko-lidują z innymi instalacjami w budyn-ku, i wprowadzić ewentualne zmiany.
Jeśli mamy do dyspozycji papierową dokumentację lub jej wersję elektro-niczną wykonaną z kresek CAD, wy-krycie kolidujących ze sobą elemen-tów jest bardzo trudne. Pierwszym problemem jest już połączenie ze sobą takich projektów w jedną do-kumentację, tak aby móc ją
koordy-nować. Natomiast jeśli projekty wy-konane są w systemie np. ArCADia BIM, mamy do dyspozycji narzędzie, jakim jest scalanie projektu. W prak-tyce wygląda to w ten sposób, że ar-chitekt po sporządzeniu projektu bu-dynku wysyła do instalatorów podkład budowlany (model budynku). Następ-nie inżyNastęp-nierowie odpowiedzialni np.
za instalacje wodociągowe i gazowe równolegle wprowadzają zmiany, tzn.
dodają obiekty i rurociągi ze swojej branży. W trakcie procesu zdarza się, że w projekcie architektonicz-nym zachodzą zmiany i są one wysy-łane do poszczególnych uczestników.
Może zaistnieć taka sytuacja, że nie wszyscy będą pracować na aktual-nych podkładach. Wówczas w prosty Rys. 12 Ι Wynik porównania różnych wersji projektu
Rys. 11 Ι Rysunki dodatkowe
technologie
sposób można takie prace skoordynować poprzez sca-lenie, a wcześniej porównanie projektów. Porównywarka w ArCADia BIM pokaże projektantowi różnice między ko-lejnymi wersjami projektu oraz nowe elementy, jakie po-jawiły się w modelu, a także te, które zostały usunięte.
Informacja podana jest wizualnie na widoku 3D (rys. 12) i rzucie, gdzie odpowiednimi kolorami pokazany jest wy-nik porównania dokumentów. Dodatkowo stworzona jest również lista zmienionych i nowych elementów oraz tych, które są tylko w jednym dokumencie. Na rys. 12 pokazany jest wynik porównania dwóch wersji projektu. Wyraźnie widać zmiany dotyczące okien dachowych, a na niebiesko pokazana jest dodana kondygnacja.
Koordynator wybierze najbardziej aktualną wersję, a na-stępnie podczas scalania połączy ze sobą wszystkie bran-że. W omawianym przypadku będą to architektura, gaz (rys. 13) i woda (rys. 14).
Żeby przeprowadzić scalenie, pliki muszą pochodzić z jednego pliku źródłowego i być świeżo zapisane, sca-lane są bowiem najbardziej aktualne wersje projektu.
Następnie wybieramy, jaką branżę chcemy przejąć z drugiego pliku.
tym sposobem osoba koordynująca pracę otrzymuje jeden spójny model budynku, w którym znajdują się wszystkie za-projektowane przez uczestników instalacje i obiekty. teraz możemy sprawdzić, czy między elementami znajdują się kolizje, a jeśli tak, to jakie i gdzie. W programach zgod-nych z BIM możemy na tym etapie znaleźć kolizje pomiędzy wszystkimi obiektami wprowadzonymi w systemie. I tak w ArCADia BIM po zaznaczeniu wyszukiwania kolizji insta-lacji wodociągowej i gazowej program w bardzo wyraźny sposób zaznacza takie kolizje (rys. 17).
Sprawdzenie to wymaga wprawdzie od projektanta więk-szego zaangażowania w poprawność projektu jako cało-ści, jednak pozwala lepiej przygotować projekt do etapu wykonawczego. Właśnie oszczędności na etapie wyko-nawstwa są największym argumentem za wprowadze-niem systemu BIM.
Podsumowując, chciałabym zwrócić uwagę na rzecz bar-dzo ważną, która wynika z tego, że w programie mamy jeden model budynku, a wszystkie rysunki to odpowiednie widoki tego modelu. Można powiedzieć, że zestawienia są również pewnego rodzaju tabelarycznym odzwiercie-dleniem modelu. Dzięki takiej technologii zmiana elementu na jednym z widoków powoduje w rzeczywistości zmianę modelu, a w konsekwencji wszystkie widoki aktualizują się do nowego stanu obiektu. Przykładowo wstawienie zawo-ru odcinającego na zawo-rurociągu na aksonometrii spowoduje wstawienie go na innych widokach i doliczenie do zaworów Rys. 13 Ι Projekt instalacji gazowej w systemie ArCADia BIM
Rys. 14 Ι Projekt instalacji wodociągowej
Rys. 16 Ι Plik po scaleniu Rys. 15 Ι Wybór scalanych branż
Program ponownie przelicza cały model i łączy ze sobą projekty (rys. 16) zgodnie z tym, co wybraliśmy.
technologie
w zestawieniu materiałów. Zwykłe programy CAD nie po-siadają takiej funkcji, co często oznacza żmudne przery-sowywanie wielu rysunków. trzeba przyznać, że w BIM-ie większość zmian w projekcie nie sprawia trudności, dzięki czemu można wykonywać różne jego analizy i warianty, np. materiałowe.
Zapewne najtrudniej jest zacząć pracę z BIM-em, prze-konać się do niego i nie bać się nowej technologii. Warto to zrobić z kilku powodów. Pieniądze wydane na opro-gramowanie szybko się zwrócą, biorąc pod uwagę czas zaoszczędzony przy jakichkolwiek zmianach w projekcie.
Znajomość nowych technologii to zawsze dodatkowa wie-dza, która przyda się nam w negocjacjach, otworzy drogę do klientów, którzy muszą wykonywać inwestycje zgodnie z BIM-em. W ostatecznym rozrachunku niezależnie od tego, czy modelowanie budynku stanie się standardem czy nie, będziemy przygotowani na zmiany.
Rys. 17 Ι Widok 3D z zaznaczonymi kolizjami między instalacją wodociągową a gazową