Digitálně postavené, skutečné v provozu: Roche stanovuje nové standardy

Vizualizace (fotografie: F. Hoffmann-La Roche AG, Basilej)

Patrick Pick

štíhlá konstrukce, viditelná na dálku: S 205 metry se Roche vysoká budova 2 tyčí nad Basilejí do nebes. V roce 2020 ji nahradila budova 1 s výškou 178 metrů jako nejvyšší budova Švýcarska. Druhá věž Roche nastavuje nové standardy v kolaborativním plánování: Ještě před tím, než se budova 2 posunula od patra k patru vzhůru, bylo možné v digitálním dvojníkovi již prozkoumat budovu od sklepa až po střechu.

To, co stojí za tímto digitálním dvojníkem, je naprosto neobyčejné. Nápady, návrhy, simulace, časové plány, specifikace, rozpočty, stavební povolení – k tomu, aby vše fungovalo hladce, musí spolupráce všech zúčastněných velmi dobře fungovat. Pro plynulý průběh projektu spoléhají stavebníci, architekt, projektanti a realizační firmy na Building Information Modeling, zkráceně BIM.

Digitální zobrazení stavby s velkou informační hloubkou

Termín Building Information Modeling odpovídá nejvíce překladu „modelování dat stavby“. To již dávno nezahrnuje pouze použití vhodného softwaru. Jde spíše o metody plánování a procesy, které umožňují vytvářet, koordinovat a předávat digitální modely stavebních dat, přístupné všem aktérům ve výstavbě. BIM je především metoda informací, koordinace a řízení, která spojuje stavební informace relevantní pro plánování, realizaci a užívání do odborných modelů a databází podle jednotlivých profesí. Patří sem například různé oblasti plánování, jako architektura, nosné konstrukce, fasáda nebo technické instalace. U BIM nevytvářejí odpovědní pracovníci pouze výkresy, ale konstruují digitální model budovy z jednotlivých prvků, podobně jako v automobilovém průmyslu.

Zjednodušeně řečeno, BIM následuje jednoduché, ale velmi osvědčené motto: „Nejprve plánuj, pak stav.“. Zásadní rozdíl oproti tradičním CAD modelům spočívá v tom, že s BIM lze vytvořit nejen jednoduchý digitální obraz stavby, ale i s velkou informační hloubkou. Kromě virtuálního popisu geometrie konstrukce jsou data jednotlivých stavebních prvků, jako materiál, hmotnost, povrch, objem a název, stejně jako funkce a umístění v geometrii budovy, zaznamenána. Patří sem například informace o životnosti materiálu, průsvitnosti zvuku, požární ochraně nebo nákladech. Ideálně BIM pokrývá celý životní cyklus stavby – od plánování přes výstavbu a provoz až po likvidaci nebo recyklaci.

S BIM se zvyšuje kvalita plánování a realizace

S BIM lze včas odhalit a odstranit chyby v plánování, takže se v průběhu stavby vůbec neprojeví. To umožňuje již v předstihu zabránit drahým chybám nebo nesouladům v plánování. Protože Roche sleduje důsledný přístup ke spolupráci v BIM, je celý proces plánování výrazně efektivnější. Například správa úkolů a protokolování kolizí se provádí již během digitálních koordinačních schůzek (DKS). A díky používání speciálních cloudových komunikačních nástrojů mají všichni aktéři kdykoli k dispozici maximální transparentnost a snadnou sledovatelnost koordinačních bodů. Roche tak pomocí BIM dokáže snížit rizika spojená s termíny, náklady a kvalitou. Navíc přinášejí výhody jako konzistence, jednoznačnost a možnost opakovaného využití dat BIM modelu.

Objednatelé dále profitují z efektivnějších pracovních procesů, což zvyšuje kvalitu plánování a realizace. Náklady na stavbu lze přesněji předpovědět a doba výstavby spolehlivěji naplánovat. Například již v rané fázi lze simulovat různé varianty návrhu, které jsou spojeny s náklady a termíny. A geometrické kolize mezi modely různých projektantů lze včas odhalit a minimalizovat jejich náklady na opravu. Simulované stavební a montážní procesy chrání před nepříjemnými překvapeními na staveništi.

Klíčová role BIM kompetencí pro úspěch stavby

Realizovat tyto a další výhody může pouze objednatel, pokud je BIM správně nastaveno a profesionálně provozováno. To lze dosáhnout pouze s odpovídajícími BIM experty na straně objednatele, projektového managementu a projektantů. Protože to, co představuje větší výzvu než technické vybavení a základní procesy při použití BIM, je kompetence všech zúčastněných. Musí nejen ovládat potřebný software, ale také se dohodnout na standardech komunikace, koordinace a sdílení informací v BIM a tyto standardy důsledně uplatňovat v projektu. Je třeba budovat BIM know-how, definovat odpovědnosti a přerozdělit role. Zúčastnění – ať už stavebník, architekt nebo projektant – musí investovat finanční prostředky a především čas do školení zaměstnanců, nabízet jim workshopy a prakticky si osvojit BIM znalosti na pilotních projektech.

Včasný přínos BIM ve fázi projektu

Stavebník, který se poprvé nebo na základě pilotního projektu rozhodne pro BIM, musí nejprve zodpovědět řadu otázek. Jaký je cíl zavedení BIM a tím i celkového digitálního řízení projektu? Jak přesně vypadají podnikové procesy rozhodování? Kdo převezme jaké role, odpovědnosti a výkonové rámce podle BIM? Jaké jsou BIM a IT standardy? Jaké jsou požadavky na informace v organizačním a technickém správě budovy? Jaká je plánovaná strategie výběru dodavatelů a zadávání zakázek?

U Roche platily následující aspekty jako vodítka digitálního plánování, shrnutá v dokumentu BIM Execution Plan (BEP):

– Vytvoření projektového prostředí (Owner BIM) a definice výměny dat a procesů výměny (definice datových bodů a koordinace digitálního plánovacího procesu);
– Nastavení BIM procesů ve spolupráci s projektanty a objednatelem včetně kontrol kvality a tvorby a aktualizace BIM Execution Plan (BEP) pro různé fáze projektu;
– Definice a zavedení digitálních kolaboračních procesů včetně digitálních reportů o výkonnosti zúčastněných, kontrol pokroku;
– Nastavení Information Delivery Manual (IDM) pro plánovací fáze s ohledem na atributy požadované od různých profesí a prvků, definice dodacích termínů, určení autorství a vytvoření centrální databáze modelových projektů;
– Modelově založená kalkulace množství pro tvorbu výpisů výkonů;
– Kontrola kvality, zejména geometrických a alfanumerických vlastností modelu (LOG a LOI) na základě pravidel modelování stanovených v týmu.

Jakmile jsou tato témata vyřešena, mohou se stavebníci již od velmi raných fází projektu těšit na výhody práce s BIM. Začíná to základními průzkumy a předběžnou fází návrhu, ve které lze pomocí BIM vytvořit 3D hromadné modely. Díky BIM mají projektoví účastníci od začátku například přístup ke klíčovým parametrům budovy podle DIN 277, jako je hrubý objem nebo hrubá podlahová plocha.

Ačkoliv je jak tvorba, tak údržba BIM datového modelu v raných fázích náročnější než tradiční 2D plánování, vyplatí se to, protože v následujících fázích schvalování a realizačního plánování lze z modelu odvodit mnoho věcí poloautomaticky.

V důsledku toho mohou projektoví účastníci například předložit objednateli několik vizuálně jednoduchých návrhových variant srovnatelných z hlediska nákladů a času, což poslouží jako dobrý podklad pro rozhodování. Objednatel pak může na základě toho snadno porovnat náklady na varianty, například s odlišnou tvarem budovy, materiálem nebo vybavením. Tak může například v rané fázi plánování optimalizovat tvar budovy vzhledem k její budoucí funkci.

Cíl určuje výběr BIM strategie

To, jakou BIM strategii by měl stavebník sledovat, závisí především na jeho cílech. Pokud například jde o energeticky optimalizovanou budovu, má výhodu z modelově podporovaných energetických simulací. Pokud bude po dokončení také provozovatelem, je důležité již včas začlenit počítačem podporované facility management (CAFM) do BIM. Pokud staví budovy pro velké skupiny lidí – například pro kulturní nebo sportovní akce – jsou relevantní i simulace pohybu osob nebo klimatizačních variant.

Pro stavebníka je proto důležité včas stanovit požadovanou složitost BIM metody. Pokud chce využít výhod jako automatizovaný přenos dat, zkrácení doby a nákladů plánování nebo detekci kolizí a minimalizaci chyb, musí být schopen využívat standardizaci BIM modelování napříč odvětvími.

Digitální paměť budovy

Navíc lze z modelů vytvořených v BIM využít různé pohledy pro prezentaci stavu projektu uživatelům i veřejnosti. To výrazně zlepšuje kvalitu koordinace. Od zaměstnanců různých oddělení přes politické zainteresované strany až po média a veřejnost – při výstavbě Roche je zapojeno mnoho různých skupin s různými požadavky. Jejich důsledné zapojení je v tak velkém projektu nesmírně důležité – nejen pro zajištění optimální funkčnosti budovy, ale také pro včasní identifikaci a přijetí projektu. Vizualizace budovy, její okolí, příjezdových cest z reálných plánovacích dat či simulace pracovních procesů, dopravních situací apod. jsou velmi užitečné. Trojrozměrné pohledy, které jsou vytvářeny z BIM modelu, jsou intuitivně srozumitelné a uživatelé tak získávají realistický a plastický dojem z funkčních oblastí i celé budovy. Ve společnosti Roche je dokonce možná virtuální prohlídka pomocí VR brýlí. Uživatelé se mohou volně pohybovat v virtuálním prostoru, prozkoumávat procesy a přijímat kvalitní rozhodnutí ohledně vybavení, provozních procesů a rozložení místností.

Po dokončení stavby slouží celkový model, který je v cloudu zobrazen jako digitální dvojník, jako základ pro facility a životní cyklus management – a usnadňuje tak ekonomický provoz budovy. Facility manažer může modelové systémy využívat jako jakýsi „řádový systém“ pro správu budovy. Současně lze všechny budoucí provozní data – údržbu, rekonstrukce nebo sanace – zaznamenávat na základě tohoto modelu a data potřebná pro facility management průběžně aktualizovat, což umožňuje ekonomický provoz. Z modelů „as designed“ a „as built“ z fáze plánování a výstavby vzniká takzvaný „as performed“ model – digitální dvojník budovy, který umožňuje zvlášť šetrný a efektivní provoz nemovitosti – po celý její život.