Przedmiar BIM

STRESZCZENIE

Rola przedmiaru w całym procesie inwestycyjnym jest kluczowa i stoi u podstaw założeń budżetowych oraz sprawnej koordynacji realizacji robót, o czym zdajemy się niestety czasami zapominać. Dziś przedmiar w Polsce w znakomitej większości przypadków powstaje w oparciu o dokumentację papierową, z dokumentacji elektronicznej plików 2D w formacie DWG lub DXF. Jak bardzo technologia BIM wpłynie na zmianę schematu pracy przedmiarowców, kosztorysantów (QS¹) i menedżerów kosztów? Jak i kiedy zmieni się przebieg samego procesu? W artykule staram się odpowiedzieć na te i inne pytania.

ABSTRACT

The role of bill of quantities throughout the whole development process is crucial, as well as constitutes a basis for budget plans and effective coordination of works, which unfortunately seems to be often forgotten. Currently in Poland, the bill of quantities, in the vast majority of cases, is created based on paper records, from electronic documents in the form of 2D DWG or DXF files. To what extent will BIM technology change the workflow of bill of quantities specialists, cost estimators and cost managers? How and when will the process itself change? I try to answer these and other questions in the article.

Największą wartością technologii BIM (Building Information Modeling) jest zestaw informacji, jaki przekazywany jest między uczestnikami procesu inwestycyjnego. Stąd często wynikają dalsze korzyści z pracy z wykorzystaniem tej technologii: przejrzystość projektu, usprawnienie procesu wymiany informacji, minimalizacja ryzyka (ang. clash detection²). Niekwestionowaną korzyścią, co zdajemy się często pomijać, jest możliwość automatyzacji wielu czynności (procesów) w przebiegu całej ścieżki od projektu po budowę i zarządzanie obiektem. Jednym z takich procesów jest przedmiarowanie, które bez wątpienia należy do najbardziej czasochłonnych zadań w całym procesie inwestycyjnym, jest też kluczowe z punktu widzenia finansowego bezpieczeństwa powodzenia inwestycji (rys. 1).

Rys. 1. Rola przedmiaru w procesie realizacji inwestycji w formule buduj (opracowanie własne)

Kilka suchych faktów

Przedmiar możemy opracować w oparciu o dokumentację papierową, z dokumentacji elektronicznej plików 2D w formacie DWG lub DXF, lub model BIM. Wybór technologii warunkują dwa czynniki: wymagania stawiane przez zamawiającego oraz możliwości techniczne osoby (firmy), która taki przedmiar, a w konsekwencji kosztorys musi opracować.

W ujęciu tradycyjnym zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 2 września 2004 r. o dokumentacji projektowej w zamówieniach publicznych wprowadzone zostały zmiany, ustanawiające przedmiar robót elementem dokumentacji projektowej – § 4 ust. 1 [3]. Jak to należy rozumieć w ujęciu praktycznym? Niewychwycenie ewentualnych pomyłek czy rozbieżności między przedmiarem robót a dokumentacją projektową, przed rozstrzygnięciem postępowania, może skutkować koniecznością poniesienia dodatkowych kosztów wynikających z uzasadnionych roszczeń ze strony wykonawcy przy końcowym rozliczeniu umowy. Błędy w przedmiarze robót mogą być również przyczyną niedoszacowania lub przeszacowania wartości robót budowlanych. Wspomniane rozporządzenie reguluje też kwestie formalne związane z tym dokumentem, tj. zawartość i formę opracowania. Co do zasady, ilości jednostek przedmiarowych powinny być wyliczone na podstawie rysunków z dokumentacji projektowej. Sposób wykonania obliczeń powinien być zgodny z zasadami podanymi w STWiORB³ zgodnie z § 10 ust. 2 rozporządzenia [3]. W obecnym stanie prawnym tylko STWiORB określa zasady przedmiarowania robót budowlanych w zamówieniach publicznych. Jednostka miary przyjęta w pozycji przedmiarowej musi zatem wynikać ze STWiORB, a nie być przyjmowana na podstawie dokumentów trzecich (tj. KNNR⁴, KNR⁵). Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby w specyfikacji odnieść się do zasad zawartych w KNR-ach, niemniej jednak należy zachować należytą staranność w podaniu źródła.

W odniesieniu do przedmiarowania w technologii BIM warto zaznaczyć, że obecnie nie istnieją ogólnie obowiązujące zasady. Oczywiście, podobnie jak w podejściu tradycyjnym, jesteśmy zobligowani do przestrzegania zapisów rozporządzenia [3]. Warto jednak zaznaczyć, że nie ma na rynku katalogów/ norm, które jednoznacznie opisywałyby zasady „wyliczania” jednostek przedmiarowych dla projektów BIM. Ilości „zebrane” z modelu odpowiadają faktycznym danym geometrycznym, tj. np. uwzględniają wszystkie otwory niezależnie od ich powierzchni czy objętości. Przedmiar taki ma jednak wiele innych zalet, m.in:

– bezpośrednie powiązanie pozycji przedmiarowej z elementem modelu – wskazanie pozycji przedmiarowej pozwala na bezpośrednią analizę elementu (jego geometrii, właściwości, relacji z innymi elementami/obiektami) w widoku 3D;

– szybka identyfikacja zakresu zmian wprowadzonych w projekcie (tu w rozumieniu ilości, właściwości);

– krótszy czas opracowania przedmiaru.

Rys. 2. Sprawdzenie poprawności zdefiniowania kondygnacji dla poszczególnych elementów, rozsunięcie pięter (opracowanie własne)

Cała prawda o przedmiarowaniu w 2D

Opracowanie przedmiaru robót to niezwykle czasochłonny proces, wymagający wielu godzin spędzonych na skrupulatnej analizie dokumentacji, cierpliwości oraz wiedzy i doświadczenia osoby opracowującej dokument. W polskich realiach często przedmiar oraz kosztorys – a w konsekwencji budżet na realizację inwestycji przedkładany inwestorowi przez generalnych wykonawców (tu w rozumieniu inwestycji prywatnych) – często opracowywane są na podstawie tzw. dokumentacji przetargowej nie zaś wykonawczej. Wynikiem tego jest prawdopodobieństwo wystąpienia dużych rozbieżności między pierwszym budżetem (ofertowym) a faktycznym kosztem realizacji inwestycji. Skutki takiego podejścia zarówno finansowe, jak i czasowe odbiją się negatywnie na wykonawcach, inwestorze i samej inwestycji.

Ze względu na często słabą jakość projektów, na podstawie których opracowywany jest przedmiar i kosztorys, liczba zgłoszonych pytań i uwag do projektu skutkuje pojawianiem się coraz to nowszych rewizji dokumentacji, jeszcze na etapie przetargowym. Każda zmiana w dokumentacji to zmiana w przedmiarze. Niejednokrotnie pozorna zmiana jednego elementu (np. zmiana geometrii ściany wielowarstwowej) skutkuje zmianą wielu pozycji przedmiarowych. Odnalezienie konkretnej zmiany w projekcie w wielu przypadkach staje się niejednokrotnie zadaniem karkołomnym szczególnie w przypadkach, w których zmiana sygnalizowana jest wyłącznie zmianą numeru rewizji na rysunku. Brak legendy zmian, oznaczenia elementów zmienionych i elementów powiązanych (na które wpłynęła dana zmiana) powodują konieczność poświęcenia wielu godzin na zidentyfikowanie zmian, aktualizację przedmiaru i kosztorysu. Co więcej, im więcej zmian, tym większe prawdopodobieństwo błędu zarówno w projekcie, jak też w samym przedmiarze i kosztorysie.

Rysunki 2D pozwalają na pewną dowolność interpretacji, co w przypadku modeli BIM jest znacznie mniej prawdopodobne. Często sposób, w jaki czytamy rysunek, jest podyktowany sumą naszych doświadczeń życiowo-zawodowych. Każdy sądzi, że widzi rzeczy takie, jakie są, że jest obiektywny. Tak nie jest. Widzimy świat przez pryzmat tego, jacy jesteśmy lub jak nas uwarunkowano, byśmy widzieli [2]. Autor książki zachęca do wykonania ćwiczeń, które w niezwykle wymowny sposób obrazują, jak różnie możemy interpretować ten sam obraz.

Rys. 3. Połączenia ścian w widoku 2D wraz z priorytetami przyjętymi dla poszczególnych materiałów (źródło: bimblog.pl)

Przedmiar BIM. Od czego należy zacząć

Zmiana jest wyzwaniem, nie obciążeniem. Pytania, które słyszę najczęściej podczas prezentacji, nie dotyczą technicznych aspektów pracy w technologii BIM, lecz tego jaki to będzie miało wpływ na pracę kosztorysanta.

Najbardziej boimy się utraty pracy, konieczności zmiany naszych przyzwyczajeń i nawyków, jednym słowem zmiany. Obawy te są zupełnie niepotrzebne i nieuzasadnione. Moja odpowiedź brzmi zawsze tak samo – zmiana jest naturalnym elementem naszego życia. Zamiast szykować się na utratę pracy, powinniśmy się raczej przygotować na zmianę zakresu naszych obowiązków. Dzięki częściowej automatyzacji naszej pracy będziemy mieli czas na szukanie optymalizacji w projekcie, alternatywnych rozwiązań i propozycji z korzyścią dla budżetu. Czas przewidywany przez inwestora na przedstawienie oferty przez generalnego wykonawcę (niemal zawsze za krótki) ma możliwość stać się czasem, który pozwoli na dokładną analizę dokumentacji i rzetelne opracowane oferty, z korzyścią dla obu stron.

Podstawą sukcesu jest dobra komunikacja, należy więc dobrze poznać potrzeby i oczekiwania wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego. Jeśli jesteś projektantem, musisz wiedzieć, jak zbudować model, aby był on użyteczny dla generalnego wykonawcy do opracowania kosztorysu, harmonogramu robót etc. Pamiętajmy, że opierając się na złym projekcie, nigdy nie zbudujemy poprawnego przedmiaru, niezależnie jakiej technologii będziemy używać. Wbrew pozorom nie jest to wcale takie proste i wymaga zaangażowania wszystkich stron procesu oraz dodatkowo doskonałej znajomości narzędzia BIM, jakim się posługuje projektant (jego zalet i ograniczeń). Dziesięć zasad, których bezwarunkowo należy przestrzegać:

1. Poprawność geometryczna – obiekty nie mogą się pokrywać, nachodzić na siebie, jest to równoznaczne z dublowaniem ilości, a tym samym błędem przedmiarowym.
2. Brak kolizji w modelu (w obrębie jednej branży). Model jest wolny nie tylko od wspomnianych wyżej błędów natury geometrycznej, ale też błędów natury koncepcyjnej (brakujący słup nośny na jednej z kondygnacji, kolizja drzwi/słup etc.).
3. Brak kolizji między modelami różnych branż. Przedmiar opracowany niezależnie przez branżystów w oparciu modele różnych branż jest wolny od błędów wynikających z braku koordynacji międzybranżowej, np. brak w projekcie konstrukcji przebicia na rurę instalacyjną, instalacja zaprojektowana na niewłaściwej wysokości (za nisko).
4. Poprawne zdefiniowanie kondygnacji (rys. 2).
5. Poprawne zdefiniowanie wymaganych parametrów dla poszczególnych obiektów. Przed przystąpieniem do prac projektowych konieczne jest ustalenie, jakie informacje wymagane przez kosztorysanta do poprawnego opracowania przedmiaru i kosztorysu powinny być zawarte w modelu. Wymagany zakres szczegółowości opracowania modelu powinien zostać opisany w BIM Execution Plan (BEP). Dokument ten określa m.in., które z parametrów dla których obiektów mają zostać zamodelowane, a które zostaną określone wyłącznie w opisie technicznym danej branży. Nie zawsze bowiem modelowanie wszystkich informacji jest konieczne i korzystne dla projektu (miejscami nadmierna szczegółowość skutkuje dużą absorbcją czasu, jednocześnie nie przekładając się na wyraźne korzyści dla projektu). Rolą BIM managera jest m.in. określenie poziomu szczegółowości poszczególnych modeli w odniesieniu do konkretnego zadania inwestycyjnego.
6. Model ma być kompletny. Poziom szczegółowości w zakresie geometrii i informacji niegeometrycznych musi być określony w BIM Execution Plan. Wymagany poziom szczegółowości modelu zależny jest od jego przeznaczenia (kosztorys szczegółowy, szacunkowy, „zgrubna wycena”⁶).
7. Praca w oparciu o właściwy model. Na potrzeby przedmiaru szczegółowego, który stanowić ma podstawę do opracowania kosztorysu i budżetu inwestycji, zaleca się pracę w oparciu o model rozbity.
8. Prawidłowe połączenia między elementami. Najprostszym sposobem na ich poprawne zamodelowanie jest modyfikacja priorytetów, czyli parametrów decydujących o przecięciu elementów (rys. 3).
9. Praca na podstawie zapisów BEP (ang. break even point, próg rentowności) oraz umowy, gdzie jasno sprecyzowane zostały zasady współpracy oraz fakt, że integralną częścią dokumentacji jest model i na jego podstawie (nie w oparciu o dokumentację 2D wygenerowaną z modelu) został opracowany przedmiar.
10. Wzajemny szacunek i chęć współpracy.

Rys. 4. Rysunek ściany (opracowanie własne)

Narzędzia

Przedmiar robót w metodyce BIM może być opracowany:

• w programie klasy BIM, w którym tworzony jest projekt (konstrukcja, architektura, instalacje);
• w programie klasy BIM przeznaczonym do opracowania przedmiaru robót w oparciu o modele IFC⁷:

– przy wykorzystaniu silnika obliczeniowego danego narzędzia,

– przy wykorzystaniu parametrów obiektów IFC.

Rys. 5. Czas obliczeń

Dlaczego BIM. Studium przypadku

W pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na oszczędność czasu. Na potrzeby niniejszego opracowania przeprowadzony został test, w ramach którego dokonano wyliczenia potrzebnej ilości metrów sześciennych betonu dla ściany przedstawionej na rys. 4. Przedmiar wykonany został trzema sposobami w oparciu o:

• rysunek PDF i Excel (obliczenia),
• rysunek DWG i MetriCAD,
• model BIM (w formacie IFC) i BIM Vision.

W wyniku przeprowadzonego testu uzyskano odpowiednio czasy: 4 minuty dla pierwszego przypadku; 2,5 minuty i 8 sekund, odpowiednio dla kolejnych sposobów. Test wykazał jednoznacznie, że oszczędność czasu sięga 97%-95%. Oczywiście należy uczciwie zaznaczyć, że jest to bardzo szczególny przypadek i w odniesieniu do elementów o znacznie prostszej geometrii oszczędność może być nieco mniejsza. Nie zmienia to faktu, że zysk w postaci zaoszczędzonego czasu jest znaczący. Warto zwrócić uwagę na kwestię skali. Obiekt budowlany zbudowany jest z wielu mniej lub bardziej powtarzalnych elementów, dla których zliczamy ilości każdorazowo indywidualnie (z wyjątkiem elementów powtarzalnych, np. powtarzalne piętra). Czas takich obliczeń rośnie z każdym kolejnym elementem. W przypadku pracy na modelu czas potrzebny na pozyskanie ilości, dzięki automatyzacji procesu, ulega nieznacznemu wydłużeniu.

Kolejnym argumentem przemawiającym na korzyść pracy w technologii BIM jest poziom dokładności, a co za tym idzie oszczędności. Porównajmy ilości zebrane w oparciu o model rozbity⁸ dla każdej z warstw w odniesieniu np. do powierzchni rdzenia (czyli elementu konstrukcyjnego ściany). Przy założeniu, że przedmiar – dla warstw wykończeniowych – wykonywany w oparciu o rysunki 2D, bazuje na powierzchni elementów konstrukcyjnych ścian, przeszacowanie ilości materiałów wykończeniowych (dla naszego przykładu) wynosi ok. 6%. Biorąc pod uwagę, że przy szacowaniu ilości często zakładany jest również odpowiedni procent na straty materiałowe, wartość przeszacowania może wzrosnąć. Jak pokazuje tabela, rozbieżność jest znacznie mniejsza, gdy weźmiemy pod uwagę parametr NetSiteArea⁹ dla przedmiotowej ściany.

Tym razem pracujemy w oparciu o model nierozbity¹⁰. Różnica w tym konkretnym przypadku to ok. 3%, co pozwala stwierdzić, że nadal mamy do czynienia z rozbieżnościami, są one jednak znacznie mniejsze. Ilości te mogą więc pełnić rolę szacunkowych, np. dla opracowania wyceny szacunkowej.

Tabela. Zestawienie ilości zebranych w oparciu o model rozbity, dla każdej z warstw w odniesieniu do powierzchni rdzenia oraz NetSideArea (model nierozbity)

Podsumowanie

Proces przedmiarowania w technologii BIM pozwala użytkownikowi zwiększyć kontrolę nad postępem prac, ułatwić dostęp do danych właściwych dla poszczególnych obiektów, zwizualizować charakter, zakres i skalę poszczególnych robót. Ma to bezpośrednie przełożenie na redukcję czasu opracowania przedmiaru robót, a także zminimalizowanie ryzyka wystąpienia błędów na tym etapie procesu inwestycyjnego, jak pokazały testy opisane w niniejszym artykule. Oczywiście należy mieć na względzie fakt, że w przypadku technologii BIM nie ma mechanizmów umożliwiających automatyczne uwzględnianie lub odliczanie powierzchni/objętości otworów/wnęk, jak precyzują to zasady przedmiarowania według np. KNR-ów. Można to zrobić nie automatycznie, ale „ręcznie”. Nie jest to jednak ułomność technologii BIM. Uproszczenia zawarte w normach dotyczących zasad przedmiarowania, których zadaniem było ułatwianie przeprowadzania obliczeń „ręcznie”, dziś dla obliczeń automatycznych nie znajdują już uzasadnienia. Co więcej, w przypadku przedmiarowania w technologii BIM, jak wspomniano, nie istnieją ogólnie obowiązujące zasady. Tym samym nie możemy mówić o wprowadzeniu do przedmiaru robót podstaw dokonania obliczeń w rozumieniu oznaczenia katalogu czy numeru tabeli, na podstawie których został sporządzony, ponieważ takowe nie istnieją. Przedmiar taki ma jednak inną, niepodważalną zaletę, a mianowicie bezpośrednie powiązanie pozycji przedmiarowej z elementem modelu. Wskazanie pozycji przedmiarowej pozwala więc na bezpośrednią analizę elementu (jego geometrii, właściwości, relacji z innymi elementami/obiektami) w widoku 3D. Dokładność i transparentność dokonywanych obliczeń pozwala nie tylko uniknąć przeszacowań ilości, ale też przyjmowania „przesadzonych” współczynników bezpieczeństwa ze względu na ryzyka.

mgr inż. Katarzyna Orlińska-Dejer

Literatura

1. https://pl.wikipedia.org/wiki/QS.
2. S.R. Covey, 7 nawyków skutecznego działania, Dom Wydawniczy REBIS, wydanie IV uzupełnione, Poznań 2012.
3. J. Karkoszka, BIM tkwi w detalach – przedmiar stropów, www.bimblog.pl, 2016.
4. K. Orlińska-Dejer, IFC – kilka suchych faktów, www.bimblog.pl, 2011.
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Industry_Foundation_Classes.

¹ QS (ang. quantity surveyor), również cost engineer, w języku polskim: rozliczeniowiec, specjalista ds. kosztów – osoba pracująca w przemyśle budowlanym, zajmująca się zarządzaniem lub kontrolą kosztów przy realizacji projektów budowlanych. Wymaga to wiedzy zarówno z zakresu technologii, jak również finansów i zarządzania [1].

² Clash detection – wykrywanie kolizji.

³ STWiORB – specyfikacja techniczna wykonania i odbioru robót budowlanych.

⁴ KNNR – kosztorysowe normy nakładów rzeczowych.

⁵ KNR – katalog nakładów rzeczowych.

⁶ Tu w rozumieniu wyceny w oparciu o metraż i rodzaj obiektu (np.: powierzchnia konstrukcyjna, powierzchnia użytkowa; szpital, budynek mieszkalny, centrum handlowe).

⁷ IFC (z ang. Industry Foundation Classes) – neutralna i otwarta specyfikacja, która nie jest kontrolowana przez jednego producenta oprogramowania. Jest to bazowy format plików oparty na modelu danych opracowany przez buildingSMARTalliance w celu ułatwienia interoperacyjności w branży budowlanej. Jest zarejestrowany przez ISO i jest oficjalną międzynarodową normą ISO 16739:2013 [4], [5].

⁸ Model rozbity posiada wszystkie parametry dla struktur wielowarstwowych (jak w modelu nierozbitym), dodatkowo jednak dostarcza geometrię każdej warstwie struktury, przypisując materiał każdej części osobno, co np. umożliwia wykonanie dokładnego przedmiaru w innych programach posiadających własny silnik obliczeniowy [3].

⁹ NetSideArea (powierzchnia netto) w „base quantities” jest uśrednieniem powierzchni po stronie zewnętrznej i wewnętrznej z Archicada (co również jest adekwatne do definicji stworzonej przez buildingSMART.

¹⁰ Model nierozbity – model, w którym warstwy struktury wielowarstwowej to jedna bryła [3].