Jedną z głównych zalet projektu BIM jest jego właściwa koordynacja i wykrywanie kolizji budowlanych, które mogą poważnie zakłócać proces decyzyjny, powodując nieoczekiwane koszty dodatkowych materiałów, robót i działań.
Istnieje kilka różnych definicji BIM; różnią się one w zależności od wykorzystania przez inwestorów, wykonawców, architektów i inżynierów branżystów, ponieważ inaczej postrzegają BIM [1]. Jedną z definicji jest inteligentny, wirtualny model budynku 3D, który można skonstruować cyfrowo, zawierając wszystkie aspekty informacji o budynku – w inteligentnym formacie, który można wykorzystać do opracowania zoptymalizowanych rozwiązań budowlanych przy zmniejszonym ryzyku i zwiększeniu wartości przed zatwierdzeniem propozycji projektu [2]. Definicja ta koncentruje się głównie na perspektywie projektowej, co jest przedmiotem niniejszego artykułu.
W ostatnich czterech dekadach nastąpił dynamiczny rozwój technologii informatycznych. Jest to szczególnie widoczne w jednej z najważniejszych gałęzi IT – ICT. Komputery, Internet i swobodny przepływ informacji przyspieszają postęp gospodarczy, redukując koszty i czas produkcji. Postępująca automatyzacja i komputeryzacja wpłynęła pozytywnie na dużą część przemysłu wytwórczego. Zaowocowało to znacznym wzrostem produktywności wielu branż.
Sprawdź:
Wymiana danych w formatach OpenBIM w projektach infrastrukturalnych
Metodyka BIM i cyfryzacja budownictwa
Jak metodologia BIM zmienia role w procesie projektowania i budowy
Sprawdź: Produkty budowlane
Wielobranżowe projekty budowlane są, ze względu na wykorzystanie przez użytkowników nowoczesnych technologii (np. PropTech), coraz bardziej skomplikowane i trudniejsze w zarządzaniu [3]. PropTech to wszystkie cyfrowe innowacje, które optymalizują procesy w branży nieruchomości. Są to systemy komputerowe, aplikacje mobilne, nowe metody przechowywania danych, rozliczenia, zarządzanie finansami (blockchain), nowe sposoby wspierania pracy ludzkiej czy zastępowania ludzi w określonych procesach (AI), czujniki, specjalny sprzęt elektroniczny (IED) itp. Jednak PropTech to nie tylko innowacje i cyfrowe gadżety, ale nowy sposób zarządzania ludźmi, nowe narzędzia do tworzenia produktów, nowe usługi, nowa jakość obsługi, optymalizacja procesów i nowe metodologie. BIM to obecnie najpopularniejszy termin określający nowe podejście do projektowania, budowy i utrzymania budynków. Jest to realizacja naukowego podejścia do procesu projektowania. Podejście naukowe tworzy cyfrowy model zjawiska fizycznego lub urządzenia, które dalej jest symulowane w celu sprawdzenia, czy uwzględniono wszystkie istotne szczegóły oraz jak optymalizować projekt ze względu na np. funkcjonalność, sprawność czy ekonomię produkcji.
Wpływ technologii BIM na różne aspekty procesu budowlanego
Rozwój BIM i badanie jego wpływu na koszty i korzyści od początku są ze sobą nierozerwalnie związane. Wiąże się to z tym, że każda innowacja techniczna mająca się utrzymać w konkurencyjnym świecie biznesu powinna mieć solidne podstawy ekonomiczne. W przypadku modelowania informacji o budynku badania pokazały, że głównym problemem okazało się uzasadnienie dodatkowych kosztów korzyściami, jakie z niego płyną. Użytkownicy mający wdrożyć BIM potrzebują zdecydowanej zachęty bazującej na faktach i doświadczeniach, podczas gdy inwestorzy muszą znaleźć dowody, które będą uzasadniać inwestycję do zwiększonego budżetu i dłuższej realizacji. Z szerszej perspektywy badanie to można powiązać z innymi analizami wpływu technologii na wyniki biznesowe, jednakże pomiar korzyści wynikających z BIM rządzi się swoimi prawami, stanowiąc jednocześnie wyjątkowe wyzwanie dla badaczy.
Fot. stock.adobe/putilov_denis
Pierwszym zadaniem jest zrozumienie powodów zastosowania modelowania informacji o budynku. Budownictwo jest bardzo często oskarżane o słabą produktywność. Jedną z przyczyn jest stosowanie systemu design-bid-built (DBB) w przytłaczającej większości inwestycji. Polega on na tym, że klient podpisuje oddzielne umowy z architektami, projektantami oraz wykonawcami, czyli stronami, które nie zawsze efektywnie ze sobą współpracują i w rzeczywistości mogą mieć sprzeczne interesy [4]. Przemysł budowlany potrzebuje więc poprawienia komunikacji, integracji i współpracy w oparciu o interoperacyjność informacji. BIM jest rozwiązaniem, które może te potrzeby spełnić.
Drugim wyzwaniem jest poznanie zalet płynących z zastosowania modelowania informacji o budynku. Obecne metody są kłopotliwe w oszacowaniu wartości korzyści związanych z wprowadzeniem BIM-u. Na przykład wykrywanie kolizji jest jednym z najczęściej przytaczanych powodów do jego stosowania. Jednakże coraz częściej inżynierowie uważają, że jest to dosyć przeszacowana zaleta, gdyż są oni w stanie wykryć kolizje, korzystając ze swojego doświadczenia. Większym wyzwaniem, jeśli chodzi o rozpoznawanie zalet BIM-u, jest to, że jest on stosowany w takich aspektach budownictwa, jak zarządzanie, komunikacja i współpraca. To właśnie w obszarach, w których zastosowane są tak zwane miękkie umiejętności, może on mieć większy wpływ, jednakże wpływ ten jest nieoczywisty i trudny do wyodrębnienia.
Trzecim problemem jest to, że dane wymagane to analizy kosztów/korzyści wynikających z wdrożenia modelowania informacji o budynku w branży budowlanej nie są zazwyczaj dostępne. W badaniach często wykorzystywane są niepotwierdzone dowody na poparcie twierdzeń o korzyściach wynikających z modelowania informacji o budynku [4]. Naukowcy mają tendencje do przedstawiania studiów przypadku w idealnych warunkach eksperymentalnych, a przecież przemysł budowlany jest uzależniony od wielu losowych czynników, takich jak pogoda, warunki pracy czy efektywność pracowników.
Kolizje budowlane – definicja, rodzaje
Kolizje są to punkty krzyżowania się ze sobą różnych instalacji budowlanych.
Na przykład mogą być to miejsca, w których trasy kablowe napotykają przeszkodę w postaci armatury sanitarnej bądź wentylacyjnej. Kolizje są jednym z najbardziej problematycznych elementów każdej budowy. Dzieje się tak, ponieważ praktycznie nie ma możliwości całkowitego ich wyeliminowania. Mogą one natomiast powodować dodatkowe koszty oraz straty w czasie, co może wpływać znacząco na podejmowanie decyzji finansowych. Dlatego też bardzo ważna jest umiejętność ich wykrycia oraz znalezienia rozwiązania na jak najwcześniejszym etapie procesu budowy.
Rys. Rodzaje kolizji ze względu na ich znaczenie [5]
Rysunek przedstawia podział kolizji ze względu na ich znaczenie. Najmniej poważne, generujące najmniejsze koszty, ale też najczęściej spotykane są kolizje budowlane nieznaczące. Są one na tyle niewielkie, że ich rozwiązanie wymaga jedynie zaangażowania wykonawcy oraz delikatnej korekty trasy instalacji. Usunięcie kolizji średnioznaczącej wymaga od wykonawcy konsultacji znalezionego rozwiązania z projektantem, ponieważ może ono wymagać dokonania przebudowy pewnych elementów. Kolizje budowlane znaczące oprócz przebudowy wymagać mogą również przeprojektowania pewnych elementów budynku, dlatego też w tym przypadku potrzebna może się okazać również zgoda klienta.
Inny podział kolizji: twarde, miękkie i czasowe [6, 7]. Twarda kolizja wynika z nieintencjonalnego zaprojektowania jednego elementu budynku w miejscu, gdzie jest zaprojektowany inny element. Oznacza to, że dwa lub więcej elementy konkurują ze sobą o tę samą przestrzeń. Kolizje budowlane miękkie to takie, gdzie pewne elementy budynku znajdują się w nieodpowiednich odległościach (np. wynikających z uwarunkowań normatywnych lub prawnych) od innych elementów. Kolizje czasowe wynikają np. z błędnego harmonogramu, gdzie w jednym miejscu i czasie budowane są elementy tej samej przestrzeni, przez co ekipy budowlane „przeszkadzają” sobie nawzajem lub muszą na siebie czekać. Kolizje te obejmują kolizje harmonogramów wykonawców, dostawy sprzętu i materiałów oraz ogólne konflikty na osi czasu przepływu pracy.
Podsumowanie
Głównym czynnikiem zmuszającym wykonawców do poniesienia dodatkowych nakładów są kolizje. Metodologia modelowania informacji o budynku znacząco redukuje negatywny ich wpływ w inwestycjach budowlanych. Jest to zauważalne zarówno w dziedzinie czasu, jak i kosztów, przy czym należy zwrócić uwagę, że czas jest z finansami nierozerwalnie połączony.
 |
dr inż. Tadeusz Daszczyński Instytut Elektroenergetyki Politechniki Warszawskiej |
 |
mgr inż. Michał Ostapowski Instytut Elektroenergetyki Politechniki Warszawskiej |
 |
Aleksander Szerner Stowarzyszenie BIM |
Literatura
1. K. Barlish, K. Sullivan, How to measure the benefits of BIM – A case study approach, „Automation in Construction” nr 24/2012.
2. J. Woo, J. Wilsmann, D. Kang, Use of as-built building information modeling, „Construction Research Congress ” 1/2010.
3. D. Bryde, M. Broquetas, J. M. Volm, The project benefits of Building Information Modelling (BIM), „International Journal of Project Management” nr 31/2013.
4. W. Lu, A. Fung, Y. Peng, C. Liang, S. Rowlinson, Cost-benefit analysis of Building Information Modeling implementation in building projects through demystification of time-effort distribution curves, „Building and environment” nr 7/2014.
5. M. Ostapowski, Analiza kosztów kolizji w oparciu o metodologię BIM, praca dyplomowa magisterska, Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, Warszawa 2020.
6. O. Akponeware, Z.A. Adamu, Clash Detection or Clash Avoidance? An Investigation into Coordination Problems in 3D BIM, „Buildings” nr 7(75)/2017; doi:10.3390/buildings7030075.
7. I.D. Tommelein, S. Gholami, Root causes of clashes in building information models, Proceedings of IGLC20:20th Annual Conference of the International Group on Lean Construction, San Diego, CA, USA, 18–20 czerwca 2012.
