BIM – historia w wielkim skrócie. Czym jest oprogramowanie i dlaczego warto je brać pod uwagę?

Budownictwo na całym świecie staje się coraz bardziej złożone, pojawiły się nowe technologie i procesy, których celem jest zwiększenie wydajności i efektywności projektów. Jednym z największych osiągnięć ostatnich lat jest rozwój modelowania informacji o budynku, czyli BIM, które zmienia sposób, w jaki projektujemy.

W dzisiejszych czasach każda rzecz zanim powstanie jest wirtualnym obiektem i przed tym nie ma ucieczki. Nawet w przypadku rzeczywistych budynków proces ich powstawania wspomagany jest różnymi narzędziami, technologiami i technologią cyfrową.

Czym właściwie jest BIM (Building Information Modelling) i dlaczego warto brać pod uwagę to oprogramowanie?

To technologia tworzenia i zarządzania projektami budowlanymi przy użyciu ich wirtualnych modeli. Te wirtualne modele pomagają architektom i inżynierom wizualizować obiekt w celu zidentyfikowania wszelkich potencjalnych problemów projektowych, konstrukcyjnych lub operacyjnych.

Oprogramowanie umożliwia tworzenie szczegółowych modeli 3D wypełnionych danymi dotyczącymi obiektu fizycznego, nad którymi współpracują projektanci, architekci i wykonawcy. Projekty można udoskonalić, a potencjalne problemy rozwiązać przed rozpoczęciem budowy, co prowadzi do skuteczniejszych i pozbawionych błędów konstrukcji.

Z oprogramowania korzystają zarówno osoby prywatne jak i firmy, które planują budowę i obsługę różnorodnej infrastruktury takiej jak woda, energia elektryczna i gaz, drogi, linie kolejowe, mosty, porty, a nawet tunele.

Warto wspomnieć, że BIM istnieje i rozwija się wraz z CAD od ponad 35 lat. Obecny BIM obejmuje więcej niż tylko geometrię. Obejmuje relacje przestrzenne, informacje geoprzestrzenne, właściwości budowania zaufania, zarządzanie aktywami, zrównoważony rozwój, szczegóły produkcyjne i wiele innych funkcji

Dzięki tym funkcjom możliwe jest wyodrębnianie różnych widoków z modeli budynków. Użytkownicy profesjonalni, tacy jak architekci, geodeci, inżynierowie budownictwa lądowego i inżynierowie budowlani, zazwyczaj wykorzystują je do udostępniania informacji. Każdy inżynier dodaje konkretne dane ze swojej dziedziny do wspólnego modelu, który łączy kilka różnych dyscyplin w jedną. Połączenie wszystkich tych dyscyplin umożliwia następnie wizualizację obiektu. Wszystkie modele znajdują się w jednym środowisku powodując lepszą koordynację i usprawnianie projektu, a co za tym idzie i podejmowanie decyzji.

W przeszłości, gdy programy te nie były dostępne, nierzadko zdarzało się, że ogromne projekty napotykały problemy, których prawie na pewno można by uniknąć, gdyby istniało oprogramowanie typu BIM.

➡ Ukończona w 1973 roku, słynna na całym świecie Opera w Sydney mogła skorzystać z BIM. Chociaż był to jeden z pierwszych dużych projektów, w którym wykorzystano analizę komputerową do projektowania kultowych połaci dachowych, wzbudził również kontrowersje ze względu na sposób jego zaprojektowania.

Tamtejszy Rząd wymusił rozpoczęcie prac przed zatwierdzeniem ostatecznych projektów i znalezieniem rozwiązań wielu wyzwań konstrukcyjnych projektu, co doprowadziło do kilku opóźnień i problemów. Podczas budowy stało się jasne, że betonowe kolumny podium zaprojektowane do podparcia głównej konstrukcji nie były wystarczająco mocne i należało je całkowicie wymienić. Poszycie dachu również przeszło kilka kosztownych zmian, co spowodowało wielokrotne przesuwanie harmonogramów. Chociaż ostateczny wynik był spektakularny, posiadanie technologii, która stworzyłaby model budynku mogłoby pozwolić zespołowi projektowemu na sfinalizowanie projektów i materiałów na kolumny i poszycie dachu na długo przed rozpoczęciem budowy.

➡ Innym przykładem jest Citigroup Center w Nowym Jorku, 279-metrowy drapacz chmur wybudowany w 1977 roku. Rok po zakończeniu budowy okazało się, że główny inżynier William LeMessurier w swoich obliczeniach nie uwzględnił niektórych wiatrów. By zaoszczędzić na kosztach budowy zastosowano także połączenia śrubowe w konstrukcji. W rezultacie tych omyłek budynek stał się niestabilny konstrukcyjnie i groził zawaleniem się w wyniku huraganu. Szacunki z tamtego czasu sugerowały, że budynek może zostać przewrócony przez wiatr wiejący z prędkością 110 km/h.

Kiedy dokonano odkrycia w roku 1978, kiedy przeprowadzono trzymiesięczną awaryjną naprawę, która zapobiegła potencjalnej katastrofie. Takiemu problemowi z pewnością można było zapobiec. Inżynierowie i wykonawcy mogli lepiej współpracować przy wyborze połączeń i dokładnej symulacji obciążeń wiatrem przeprowadzonej na etapie projektowania. Informacja o tym fakcie była utrzymywana w tajemnicy aż do 1995 roku.

➡ Innym przykładem jest berliński port lotniczy Brandenburg. Rozpoczęcie budowy przypadło na rok 2006, a koniec na 2020 rok. Budowa lotniska opóźniła się o wiele lat i przekroczyła budżet o miliardy euro.

Główną przyczyną były niezliczone błędy w projektowaniu. Niektóre analizy sugerują, że podczas budowy zidentyfikowano ponad pół miliona usterek spowodowanych niepasującymi ruchomymi schodami.

Historia oprogramowania BIM w wielkim skrócie

Pierwsze narzędzie opracowane do modelowania budynków pojawiło się w latach 70. XX wieku i zostało zaprezentowane przez Chucka Eastmana. Był on profesorem i pionierem w obszarach poznania projektowego i modelowania informacji o budynku. Najbardziej znany jest z pracy nad systemem opisu budynków, co dało mu później przydomek „ojca BIM”. Eastman stwierdził, że alternatywę dla wykorzystywania rysunków jako dokumentacji budowlanej można zapewnić za pomocą komputera. System umożliwiający manipulację informacją o projekcie nazwano na początku BDS (Buildings Description System). Zawierał graficzny interfejs użytkownika, widoki izometryczne i perspektywiczne oraz bazę danych z możliwością ich sortowania, która umożliwiała użytkownikom wyszukiwanie informacji według kategorii, w tym rodzaju materiału i dostawcy. Eastman twierdził, że rozwiązanie jest w stanie zredukować koszt projektu aż o 50%. Dla Eastmana rysunki były nieefektywne i krytykował je za niezdolność do dokładnego przedstawiania budynków.

Niewiele dziś słyszymy o Rucaps, Sonacie czy Reflexie. Wszystkie trzy systemy odegrały fundamentalną rolę w rozwoju obecnej technologii BIM i były w dużej mierze prowadzone przez jednego człowieka, australijczka Jonathana Ingrama. W 1986 roku wypuścił oprogramowanie Sonata, pierwszy system, który połączył cechy nowoczesnego BIM w jednej aplikacji, umożliwiając użytkownikom tworzenie jednego modelu budynku, w jednym pliku. Była to prawdopodobnie pierwsza na świecie aplikacja obsługująca technologię BIM — innowacja została doceniona zarówno nagrodą Księcia Filipa, jak i nagrodą za innowację przyznaną przez Brytyjskie Towarzystwo Komputerowe. Po kilku latach Sonata rozwinęła się w bardziej przyjazny dla użytkownika program Reflex, który został sprzedany firmie PTC w roku 1996. PTC w tamtym czasie była prawdopodobnie najbardziej znaną firmą w swojej branży ze swojej aplikacji Pro/Engineer, która później przekształciła się w Creo.

Pierwszym komercyjnym produktem stworzonych na komputer PC był ArchiCAD. Został wydany w 1987 roku. Prace nad ArchiCAD rozpoczęły się w 1982 roku dla firmy Apple przez węgierską firmę Graphisoft, zaś pierwsza wersja ArchiCAD-a została wypuszczona w roku 1984. W tamtym czasie ArchiCAD uznano za rewolucyjny program ze względu na jego zdolność do przechowywania dużych ilości informacji. Oprogramowanie umożliwiło użytkownikom tworzenie wirtualnego budynku wraz z elementami takimi jak ściany, klapy, dachy, drzwi, okna i meble. Produkt daleko wyprzedzał konkurencję i przebojem zdobywał światowy rynek. Dopiero w 1995 roku firma wprowadziła pierwszą wersję oprogramowania dla systemu Windows.

Koszty licencji związane z aplikacjami do modelowania budynków sprzed 1990 roku, takimi jak Archicad, Sonata czy Catia były bardzo wysokie. Oprogramowanie to wymagało zaawansowanych stacji roboczych, które były wówczas dość drogie i w związku z tym niedostępne także dla ogółu społeczeństwa.

W 1998 dwóch pracowników PTC odeszło, aby założyć własną firmę, opartą na rozwoju aplikacji do modelowania budynków o nazwie Revit, która niedługo potem bo w 2002 została przejęta przez Autodesk. Wtedy także Autodesk opublikował swoją białą księgę w temacie modelowania informacji o budynku. Warto wspomnieć, że aż do początku XXI wieku modelowanie informacji o budynku nie było powszechnie stosowane.

Dawniej wdrażanie BIM postępowało w różnym tempie w różnych krajach. Jednym z problemów w tamtych latach było to, że w każdym kraju obowiązywały inne standardy. Komunikacja standardów pomiędzy projektami może powodować niepożądane konflikty w projektach. Dlatego opracowano nową międzynarodową normę zarządzania informacjami przez cały cykl życia obiektu budowlanego – ISO 19650. Norma ta opiera się na sprawdzonej angielskiej normie BS 1192 i miała wypełnić lukę pomiędzy różnymi standardami istniejącymi w różnych krajach.

Podsumowanie

Przy projektowaniu wykorzystującym BIM, problemy takie jak np. niepasujące do siebie odcinki rur, zostaną rozwiązane w modelu, dzięki czemu nie staną się prawdziwymi błędami. Chociaż tego typu błędy mogą prowadzić do opóźnień, nieoczekiwanych kosztów i dużego stresu dla wszystkich zaangażowanych osób, pozwoliły one branży wyciągnąć z nich wnioski i zapewnić lepsze praktyki w przyszłości.

Jeśli chodzi o sam świat BIM, technologia, procesy i umiejętności stale ewoluują, prowadząc do większej liczby projektów, które przesuwają granice dalej. To co jest teraz możliwe dzięki BIM, jest znacznie bardziej zaawansowane od tego co było na początku drogi tego oprogramowania, a jego ciągła ewolucja z pewnością doprowadzi w przyszłości do bardziej złożonych projektów.

Zalety BIM w inżynierii budownictwa obejmują:

• integrację informacji: BIM umożliwia gromadzenie wszystkich istotnych informacji dotyczących projektu w jednym miejscu, co ułatwia dostęp i zarządzanie danymi przez wszystkich zainteresowanych

• wizualizację 3D budynku: BIM pozwala na stworzenie trójwymiarowego modelu budynku, co ułatwia zrozumienie projektu i identyfikowanie potencjalnych problemów przed rozpoczęciem budowy

• koordynację międzydziałową: dzięki BIM, różne działy zaangażowane w projekt (architekci, inżynierowie, projektanci instalacji) mogą efektywniej współpracować, dzięki czemu unika się błędów

• zarządzanie kosztami: BIM umożliwia lepsze prognozowanie kosztów budowy poprzez dokładniejsze oszacowanie ilości materiałów i pracy potrzebnych do zrealizowania projektu

• zrównoważony rozwój: poprzez uwzględnianie danych dotyczących zużycia energii, materiałów i innych czynników środowiskowych, BIM może wspierać podejście do zrównoważonego projektowania i budowy

• łatwiejsze zarządzanie i utrzymanie obiektu: BIM dostarcza informacji dotyczących konserwacji i eksploatacji budynku, co ułatwia jego późniejsze zarządzanie i utrzymanie

Dziękujemy, że przeczytałaś/eś nasz artykuł do końca. Obserwuj nas także w Wiadomościach Google.

Jeśli spodobał Ci się artykuł i uważasz, że prezentowane przez nas treści są ciekawe i wartościowe – udostępnij dalej swojej społeczności. Dziękujemy.