BIM | |
---|---|
Studoval v | Informační modelování a správa budov [d] |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
BIM ( Building Information Model or Modeling ) je informační model (nebo modelování) budov a staveb, kterými se v širokém slova smyslu rozumí jakékoli objekty infrastruktury, jako jsou inženýrské sítě (voda, plyn, elektro, kanalizace, komunikace), silnice, železnice. , mosty, přístavy a tunely atd.
Informační modelování budov je přístup ke stavbě, vybavování, provozu a opravám (a také demolici) budovy (až po řízení životního cyklu objektu ), který zahrnuje sběr a komplexní zpracování v procesu navrhování všech architektonických, designových, technologických , ekonomické a další informace o objektu se všemi jeho vzájemnými vazbami a závislostmi, kdy je objekt a vše, co s ním souvisí, považováno za jeden objekt.
Trojrozměrný model budovy nebo jiného stavebního objektu spojeného s databází , ve kterém lze každému prvku modelu přiřadit všechny potřebné atributy . Zvláštnost tohoto přístupu spočívá v tom, že stavební objekt je vlastně navržen jako jeden celek: změna kteréhokoli z jeho parametrů s sebou nese automatickou změnu parametrů a objektů s ním spojených, až po výkresy, vizualizace, specifikace a harmonogramy.
Koncept BIM existuje již od 70. let minulého století. [1] [2] [3]
Termín „model budovy“ (ve smyslu, v jakém se používá dnes) byl poprvé použit v dílech v polovině 80. let: v článku Simona Rufflea z roku 1985, publikovaném v roce 1986, [4] a poté v článku Roberta Aish [5] - vývojář softwaru RUCAPS, na kterého se autor odvolával při popisu použití softwaru na londýnském letišti Heathrow. [6] Termín Building Information Model se poprvé objevil v článku G. A. van Nederveena a F. P. Tolmana. [7]
Výrazy „Building Information Model“ a „Building Information Modeling“ (včetně zkratky „BIM“) se však začaly široce používat až o 10 let později. V roce 2002 vydal Autodesk bílou knihu nazvanou Building Information Modeling [8] a brzy začali své zapojení do této oblasti oznamovat i další dodavatelé softwaru. [9] Prostřednictvím příspěvků od společností Autodesk , Bentley Systems a Graphisoft , jakož i od dalších pozorovatelů z oboru, v roce 2003 [10] Jerry Lizerin pomohl tento termín popularizovat a standardizovat jako obecný název pro digitální reprezentaci stavebního procesu. [11] Usnadnění výměny a interoperability digitálních informací bylo dříve navrhováno pod různými terminologiemi: Graphisoft jako „virtuální budova“, Bentley Systems jako „integrované konstrukční modely“ a Autodesk nebo Vectorworks jako „informační modelování budov“.
Průkopnická role aplikací, jako jsou RUCAPS, Sonata a Reflex, byla uznána společností Lizerin [12] i britskou Královskou akademií inženýrství . [13]
Protože Graphisoft vyvíjí taková řešení déle než jeho konkurenti, Laiserin popsal svou aplikaci ArchiCAD jako „jedno z nejvyspělejších BIM řešení na trhu“. [14] Od svého uvedení na trh v roce 1987 byl ArchiCAD některými považován za první implementaci BIM, [15] [16] protože to byl první CAD produkt na osobním počítači schopný vytvářet 2D i 3D geometrii, a také první komerční BIM produkt pro osobní počítače. [15] [17] [18]
V Rusku se o otázkách aplikace principů informačního modelování (významově blízkých pojmů) diskutuje již od 90. let [19] [20] . Zpočátku šlo především o využití ArchiCADu a Softdesku [19] , nicméně koncem 90. let se začal objevovat vlastní vývoj v oblasti softwaru. Slavné programy té doby jsou Maestro a ARCO, které se v 2000 letech transformovalo do produktové řady Project Studio CS [21] . Koncem 21. století ASCON soutěžil s produktovou řadou CS s konceptem Mind (Model in Drawing) [22] . Později stejná společnost společně s 1C začala vyvíjet novou aplikaci implementující technologii BIM - Renga [23] .
Americký národní výbor pro návrh standardů pro informační modelování budov uvádí následující definici: [24]
Building Information Modeling (BIM) je digitální reprezentace fyzických a funkčních charakteristik budovy. BIM je sdílený zdroj znalostí pro informace o nemovitosti, který poskytuje pevný základ pro rozhodování po celou dobu jejího životního cyklu, který je definován jako existující od nejstaršího konceptu až po demolici.
Tradiční projektování budov bylo z velké části založeno na 2D technických výkresech (plány, fasády, řezy atd.). Informační modelování budovy toto rozšiřuje za hranice 3D zvětšením tří základních prostorových dimenzí (šířka, výška a hloubka) s časem jako čtvrtým rozměrem (4D) [25] a nákladem jako pátý (5D). [26] V nedávné době byla zavedena šestá dimenze (6D) představující environmentální aspekty a aspekty udržitelnosti budov a sedmá dimenze (7D) pro řízení životního cyklu zařízení, ačkoli pro tyto dimenze existují protichůdné definice. [27] [28] BIM tedy pokrývá více než jen geometrii. Bere v úvahu mnoho faktorů, jako jsou prostorové vztahy, analýza osvětlení, geografické informace a počet a vlastnosti stavebních součástí (jako jsou díly výrobce).
BIM zahrnuje reprezentaci designu jako kombinaci „objektů“ – vágních a neurčitých, obecných nebo specifických pro produkt, pevných tvarů nebo orientovaných v prázdném prostoru (jako tvar místnosti), které nesou svou geometrii, vztahy a atributy. Návrhové nástroje BIM vám umožňují extrahovat různé druhy informačních materiálů z modelu budovy pro výkresy a další účely. Tyto různé materiály jsou automaticky spárovány a založeny na stejné definici každé instance objektu. [29] BIM software také definuje objekty parametricky; to znamená, že objekty jsou definovány jako parametry a vztahy s jinými objekty, takže pokud jsou provedeny změny souvisejícího objektu, automaticky se změní i závislé objekty. [29] Každý prvek modelu může obsahovat atributy pro jejich automatický výběr a uspořádání, poskytující odhady nákladů a sledování a účtování materiálů. [29]
Pro odborníky zapojené do projektu umožňuje BIM přenos virtuálního informačního modelu od vývojového týmu ( architekti , zahradní architekti, geodeti , stavební inženýři atd.) ke generálnímu dodavateli a subdodavatelům a poté vlastníkům/provozovatelům; každý profesionál přidává data do jednoho společného modelu. To snižuje ztráty informací, ke kterým tradičně dochází, když nový tým „vlastní“ projekt, a poskytuje více informací vlastníkům nebo jiným účastníkům projektu.
Využití BIM přesahuje fázi plánování a návrhu projektu, pokrývá celý životní cyklus budovy a podporuje všechny procesy, včetně řízení nákladů, řízení výstavby, projektového řízení, provozu zařízení a správy zelených budov.
Tvorba informačních modelů pokrývá celou dobu od koncepčního konceptu projektu až po dokončení provozu a demolici objektu. Pro zajištění efektivního řízení informačních procesů po celou tuto dobu může být jmenován BIM manažer (někdy také označovaný jako virtuální designér, VDC, projektový manažer - VDCPM). BIM Manager je najímán vývojovým týmem jménem klienta již od fáze předběžného návrhu, aby vyvíjel a monitoroval průběh objektově orientovaného návrhu BIM s předvídatelnými a kvantifikovanými výkonnostními metrikami, udržoval mezioborové informační modely budov, které řídí analýzy, plány, dynamiku a logistiku. [30] Společnosti v současné době zvažují vývoj BIM na různých úrovních detailu, protože jsou vyžadovány různé úrovně detailů v závislosti na aplikaci BIM a existují různé modelovací snahy spojené s budováním informačních modelů budov na různých úrovních detailu. [31]
Účastníci výstavby potřebují dokončit projekty navzdory napjatým rozpočtům, omezením pracovní síly, zrychleným harmonogramům a protichůdným informacím. Hlavní projekční oblasti stavebnictví, jako je architektonické a stavební inženýrství, projektování elektro a instalatérství, musí být dobře sladěny, protože při výstavbě a dalším provozu nemůže docházet k rozporům na jednom místě a čase. Informační model budovy pomáhá při odhalování takových nesrovnalostí v rané fázi tím, že identifikuje přesné umístění nesrovnalostí.
Koncept BIM umožňuje virtuální výstavbu zařízení před jeho skutečnou fyzickou výstavbou s cílem snížit nejistotu, zlepšit bezpečnost, vyřešit problémy a modelovat a analyzovat potenciální dopady různých faktorů. [32] Subdodavatelé mohou v každé fázi návrhu zadat kritické informace do modelu před stavbou, s možností prefabrikovat nebo předmontovat některé systémy mimo staveniště. [32] Tímto způsobem lze snížit náklady na minimum, stavební materiál lze dodat just in time, nikoli skladovat na místě.
Množství a obecné vlastnosti stavebních materiálů lze snadno extrahovat v počáteční fázi. Také rozsah prací je tímto způsobem stanoven již ve fázi návrhu. Vizuálně lze všechny systémy infrastruktury, sestavy a sekvence zobrazit v relativním měřítku s celým projektovaným objektem nebo skupinou objektů. BIM také zabraňuje chybám tím, že umožňuje detekci kolizí, což způsobí, že počítačový model vizuálně zvýrazní konkrétní místa, kde části budovy (jako jsou železobetonové konstrukce, potrubí nebo kanály) nemusí být správně zarovnány.
BIM může kompenzovat ztrátu informací souvisejících s prací na projektu od projekčního týmu, konstrukčního týmu a vlastníka/provozovatele budovy tím, že každému týmu umožní přidat a odkazovat na všechny informace, které obdrží během období přidávání a úprav modelu BIM. To může majiteli/provozovateli zařízení přinést značné výhody.
Majitel může například najít důkazy a důvody pro únik ve své budově. Namísto obvyklého zkoumání fyzické budovy se může obrátit k modelu a podívat se, že na podezřelém místě je vodní ventil. Může také mít v modelu konkrétní velikost ventilu, výrobce, číslo dílu a jakékoli další informace, které byly kdy v minulosti prozkoumány, v závislosti na odpovídajících výpočetních zdrojích dostupných pro údržbu daného modelu. Takovými problémy se zpočátku zabývali Leite a Akinci při vývoji reprezentace zranitelnosti obsahu objektů a hrozeb na podporu detekce zranitelnosti v nouzových situacích. [33]
Dynamické informace o budově, jako jsou senzorová měření a řídicí signály ze systémů budovy, mohou být také zahrnuty do softwaru BIM pro podporu analýzy provozu a údržby budovy. [34]
Objevily se pokusy vytvořit informační modely pro staré, již existující objekty. Přístupy zahrnují odkazování na klíčové metriky, jako je Object Condition Index (FCI), nebo použití 3D laserových skenovacích průzkumů a fotogrammetrických technik (buď samostatně nebo v kombinaci) k získání přesných měření objektů, které lze použít jako základ pro model. Pokus o modelování budovy postavené v roce 1927 například vyžaduje mnoho předpokladů o konstrukčních normách, stavebních předpisech, konstrukčních metodách, materiálech atd., a je proto složitější než sestavení modelu v době návrhu.
Jednou z výzev správné údržby a správy stávajících zařízení je pochopení toho, jak lze BIM využít k podpoře holistického chápání a implementace postupů správy budov a principů „nákladů na vlastnictví“, které podporují celý životní cyklus stavebního produktu. Například americký národní standard nazvaný APPA 1000 – Total Cost of Ownership and Asset Management zahrnuje BIM pro zohlednění mnoha kritických požadavků a nákladů v průběhu životního cyklu budovy, včetně, ale nejen: výměny a údržby energetické infrastruktury, veřejných služeb a zabezpečení. systémy; neustálá údržba exteriéru a interiéru budovy a výměna materiálů; aktualizace designu a funkčnosti; náklady na rekapitalizaci.
BIM v zelené budově neboli „zelený BIM“ je proces, který může architektonickým, inženýrským a stavebním firmám pomoci zlepšit udržitelnost ve stavebnictví. To může architektům a inženýrům umožnit integrovat a analyzovat environmentální problémy ve svých návrzích během životního cyklu budovy. [35]
První softwarové nástroje vyvinuté pro modelování budov se objevily koncem 70. a začátkem 80. let a zahrnovaly produkty pro pracovní stanice, jako je systém popisu budov Chucka Eastmana a řady GLIDE , RUCAPS, Sonata, Reflex a Gable 4D. První aplikace a hardware potřebný k jejich běhu byly drahé, což omezovalo jejich široké přijetí. Radar CH od ArchiCADu , vydaný v roce 1984, byl první modelovací software dostupný na osobním počítači. [17]
Kvůli obtížnosti shromažďování všech potřebných informací při práci s BIM na stavebním projektu některé společnosti vyvinuly software speciálně navržený pro práci v prostředí BIM. Tyto balíčky se liší od nástrojů pro architektonický návrh, jako je AutoCAD , v tom, že umožňují přidání dalších informací (čas, náklady, informace o výrobci, informace o udržitelnosti a údržbě atd.) do modelu budovy. Příkladem takového softwaru může být 1C: ERP USO 2.0 (USO-Management stavební organizace), s moduly, které fungují od fáze posouzení investiční atraktivity projektu až po provoz budov, včetně propojení přihlašovacích údajů do 3D modelu získat konstrukční charakteristiky z prvků modelu a naopak vizualizaci dat od 1C do 3D. [36]
Špatná softwarová interoperabilita byla dlouho považována za překážku efektivnosti průmyslu obecně a přijetí BIM zvláště. V srpnu 2004 podle zprávy amerického Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) [37] průmysl kapitálových investic v USA ztrácel ročně 15,8 miliardy USD kvůli nedostatečné interoperabilitě vyplývající z „vysoké fragmentace odvětví, podnikání postupy v papírové podobě, nedostatek standardizace a nekonzistentní přijímání technologií mezi zúčastněnými stranami.“
Prvním příkladem celostátně schváleného standardu BIM je AISC (Americký institut ocelových konstrukcí) schválený CIS/2, neproprietární standard pocházející z Velké Británie.
V dnešní době je BIM často spojován s průmyslovými referenčními standardy ( IFC ) a datovými strukturami aecXML pro reprezentaci informací. IFC byly vyvinuty společností BuildingSMART (dříve International Interoperability Alliance) jako neutrální, nechráněný nebo otevřený standard pro výměnu BIM dat mezi různými softwarovými aplikacemi (některé proprietární datové struktury byly vyvinuty prodejci CAD, kteří zahrnují BIM do svého softwaru).
Dne 11. června 2016 byl schválen seznam pokynů k zajištění tvorby právního rámce pro využití informačního modelování budov ve stavebnictví [38] , a to především státním příkazem.
Aktivní fáze tvorby norem, požadavků a zákonů začala po nařízení prezidenta Ruské federace V. V. Putina č. Pr-1235 ze dne 19. července 2018 o přechodu na řízení životního cyklu objektu investiční výstavby na základě informací modelovací technologie. [39]
Na konci roku 2019 proběhl pod vedením FAA FCS pilotní projekt složení státní zkoušky z informačního modelu vytvořeného v ruském softwaru. Projekt provedli pracovníci Glavgosexpertiza Ruska, Moskevské státní expertizy, Petrohradské GAU "Centrum státních expertiz", GAU SO "Department of State Expertise". Účastníci ze skupin IT vývojářů jsou specialisté z NEOLANT, Renga Software, SeaSoft Development, Credo-Dialogue. Výsledkem pilotního projektu bylo vylepšení metodických materiálů, legislativního rámce v oblasti BIM a doplnění softwarové funkcionality. [40]
V době 4. čtvrtletí 2020 bylo v Rusku přijato a zveřejněno 16 GOST, 6 SP. Pojem „informační model“ je obsažen v čl. 48 kodexu územního plánování "Architectural and Construction Design" a nové vydání SPDS , které vstoupí v platnost 1. ledna 2021: GOST R 21.101-2020 Systém projektové dokumentace pro výstavbu. Základní požadavky na projektovou a pracovní dokumentaci. Základním formátem informačních modelů pro předávání státní expertizy je otevřený formát - IFC
V červnu 2020 navrhlo Ministerstvo digitálního rozvoje, telekomunikací a hromadných sdělovacích prostředků Ruské federace návrh nového klasifikátoru pro ruský softwarový registr, včetně mimo jiné nové samostatné třídy programů pro BIM – 9.9. Systémy informačního modelování budov a konstrukcí, architektonický a konstrukční návrh (BIM, AEC CAD). Do přijetí nového klasifikátoru je software zařazen do třídy „Informační systémy pro řešení specifických průmyslových problémů“ [41]
Podle studie provedené v Ruské federaci v roce 2019 [42] mezi 541 dotázanými organizacemi v sektoru investic a stavebnictví pouze 22 % využívalo při své práci technologie informačního modelování. Podobný výsledek ukázal průzkum z roku 2017 [43] . Mezi hlavní důvody bránící šíření BIM jsou nejčastěji uváděny vysoké náklady na implementaci a nedostatek kvalifikovaného personálu. Drtivá většina respondentů se označila za projektanty – 68 % oproti 7–9 % u developerů nemovitostí. Převahu využití BIM ve fázi návrhu (před ostatními fázemi) charakterizuje také pět nejoblíbenějších softwarových nástrojů - Revit , ArchiCAD , Tekla , Renga , Infraworks. Všechny jsou zaměřeny především na tvorbu BIM modelů, nikoli na jejich správu.
Podle nařízení vlády Ruské federace musí stavební průmysl zahájit přechod na technologii informačního modelování od 1. ledna 2022. Přednost má ruský software. Jedním z aktivních účastníků procesu implementace BIM, především z hlediska vzdělávání specializovaných specialistů, a to i pro orgány veřejné moci, je Institut rozvoje bydlení DOM.RF [44] .
Na jaře 2021 byla pod záštitou DOM.RF zahájena série odborných setkání, na kterých se sešli účastníci přechodu na BIM ve stavebnictví: IT specialisté, vládní úředníci, obchodní, bankovní a odborná komunita [45] . Prvního zasedání, které se konalo 26. dubna, se zúčastnili zástupci Ministerstva stavebnictví , Ministerstva digitální transformace , Glavgosexpertiza , státní korporace Rosatom , krajských zkušebních orgánů a orgánů stavebního dozoru, BIM Akademie a velkých developerů . Hlavními tématy jednání bylo školení personálu a vládních zákazníků, zlepšení regulačního rámce a vytvoření ruského softwaru pro rozsáhlou implementaci BIM. DOM.RF deklaroval svou připravenost stát se hlavní platformou pro diskusi o otázkách BIM [46] .
1. srpna 2021 bude v Rusku spuštěna specializovaná školicí platforma „Digital Academy“ [47] . Vzdělávací instituce vyřeší jeden z hlavních problémů přechodu na používání BIM – nedostatek specialistů . Akademie vyškolí nové pracovníky s odbornými kompetencemi v oblasti informačního modelování, vyškolí studenty a absolventy od nuly a také zlepší dovednosti stávajících specialistů. Ročně promuje asi 4000 BIM specialistů. Ruské stavebnictví bude podle předběžných odhadů potřebovat 240 000 specialistů [48] .
BIM je relativně nová technologie v oboru a obvykle se pomalu přizpůsobuje změnám. Mnoho uživatelů je však přesvědčeno, že BIM bude v průběhu času hrát v dokumentaci ještě důležitější roli. [49]
Zastánci tohoto přístupu tvrdí, že BIM nabízí:
BIM také obsahuje mnoho dat potřebných k analýze výkonnosti konstrukce budovy. [50] Vlastnosti budovy v BIM lze použít k automatickému generování vstupního souboru pro modelování výkonnosti stavby budovy a ušetřit značné množství času a úsilí. [51] Automatizace tohoto procesu navíc snižuje chyby a nekonzistence v procesu simulace výkonnosti stavebních konstrukcí.
Slovníky a encyklopedie | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
|