Toverswoord BIM

Building Information Modeling (BIM) omvat onder andere de virtuele ronde tafel voor architecten, ingenieurs, laborplanners en cleanroomspecialisten, evenals de simulatie van luchtstromingen en nog veel meer. Alleen op het eerste gezicht lijken deze verschillende niveaus ver van elkaar verwijderd. Digitale technologie brengt ze samen, en momenteel zorgen nieuwe richtlijnen van de VDI (Verein Deutscher Ingenieure) al voor een zinvolle invulling in de praktijk. De huidige en toekomstige mogelijkheden van BIM voor de cleanroomsector worden getoond op de beurs Cleanzone, 23./24. oktober 2018, in Frankfurt am Main.

Het is een niet helemaal ongewone ervaring: de architect heeft het gebouw met digitale ondersteuning ontworpen en print nu de CAD-tekening uit. Op basis hiervan ontwerpt de draagstructuurplanner zijn eigen model. De ingenieur voor de technische gebouwinstallaties (TGA) doet hetzelfde, en vervolgens komt er speciaal voor de cleanroom een andere expert bij – kortom: al in de ontwerpfase zijn er volop gelegenheden voor onnodig dubbel werk. Het ergste geval is dat uiteindelijk de centrale waterleiding voor schoon water in conflict komt met een brandblusleiding.

Digitale technologieën maken planning in teamverband aantrekkelijker

Het concept van BIM (Building Information Modeling) bestaat uit een samenwerking van alle betrokkenen bij de planning, bouw en exploitatie van een gebouw in een digitaal model. „Dubbel werk en conflicten zouden op deze manier aanzienlijk verminderd moeten kunnen worden“, schat Frank Jansen, technisch-wetenschappelijk medewerker van de Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik bij de VDI (Verein Deutscher Ingenieure) in Düsseldorf. „De economische voordelen worden echter pas later zichtbaar. Eerst moet er meer tijd worden geïnvesteerd in de planning en communicatie tussen de betrokken partijen. Later betaalt zich dat uit in een soepelere voltooiing. Financiële besparingen ontstaan in het facilitair beheer over de gehele exploitatieperiode, bijvoorbeeld door de mogelijkheid om prestatiegegevens te controleren en te sturen of om verbouwingen en vervanging van componenten te documenteren. Maar vooral neemt de kwaliteit van de gebouwen toe.“

Voortgang op het gebied van digitale technologieën stimuleert een planning met BIM. Hoewel vertegenwoordigers van verschillende disciplines in principe altijd al met potlood en papier gezamenlijk konden plannen, blijkt het in de praktijk voordelig om ook bij grote afstanden snel een virtuele ronde tafel te kunnen samenkomen, bijvoorbeeld in een cloud. Daarnaast kunnen in het BIM-model, naast geometrische gegevens, onbeperkt andere attributen worden toegevoegd. Deze kunnen bijvoorbeeld betrekking hebben op tijdsplanning of kosten, en tot in detail gaan (bijvoorbeeld de uitwerking van een sluisensysteem, prestatiegegevens van ventilatiesystemen in de cleanroom, gebruikte materialen, zelf onderhouds- of hygiëneplannen).

Al deze gegevens helpen niet alleen bij de bouw, maar ook bij latere wijzigingen. Denk bijvoorbeeld aan de frequente herbestemmingen in de ziekenhuissector, inclusief de operatiekamers, of aan upgrades van cleanrooms naar aanleiding van wetgeving, nieuwe VDI-richtlijnen of strengere klanteneisen! In elk van deze gevallen biedt een ‘digitale tweeling’ van het betreffende gebouw met speciale gegevens over het laboratorium- en cleanroomgebied uitkomst.

Praktijkvoorbeeld stromingstechniek

Voor de praktijk vormt de uitwerking van BIM als open standaard een belangrijk pluspunt. Want als architect en stromingstechnicus met verschillende programma’s werken, moet de puzzel nog worden samengevoegd.

„Volgens de BIM-systematiek programmeer ik hiervoor eenvoudig een interface“, legt Benjamin Zielke uit, wetenschappelijk medewerker aan het Hermann-Rietschel-Institut van de TU Berlin. „Het doel van alles is onder andere om bij verbouwingen en wijzigingen simulaties met één druk op de knop te kunnen doorlopen. Veel dat nu gebaseerd is op jarenlange ervaring, zou dan efficiënter kunnen worden gepland – en ook echt precies. Een te grote uitwerking van ventilatiesystemen en de daarmee samenhangende onnodige extra kosten in bouw en gebruik kunnen bijvoorbeeld vanaf het begin worden voorkomen.“

Hoewel BIM als totaalconcept in de praktijk van de cleanroomplanning nog lang niet vanzelfsprekend is geworden, zijn bepaalde facetten dat wel, waaronder vooral de stromingssimulatie.

„Deze wordt tegenwoordig vooral ingezet wanneer het nodig is om concrete problemen op te lossen“, weet Heimo Müller van Carinthian Tech Research, St. Magdalen (Oostenrijk), uit ervaring. „Een voorbeeld is het optreden van contaminaties of te hoge deeltjesconcentraties. Met stromingssimulaties kunnen we problemen in afzuigkappen, glove-boxen en in het algemeen in de cleanroom beter begrijpen en sneller oplossingen vinden. Maar het berekenen van een hele cleanroom op basis van fysische modellen en numerieke procedures zou erg lang duren. Daarom tasten we ons altijd stapsgewijs naar de kernvraag: simulatie van de huidige situatie, metingen en afstemming van het model, daarna simulatie van verschillende geometrieën om het probleem op te lossen. Het ontwerpen van een hele cleanroom op basis van puur simulaties kan ik me voorstellen, maar heeft weinig zin.“

Bij Building Information Modeling beweegt er veel

Er ligt nog een aanzienlijke kloof tussen het enorme potentieel van BIM en de huidige operationele praktijk, maar de Vereinigung Deutscher Ingenieure biedt al tools om die te overbruggen. In het TGA-gebied bestaat al decennia de richtlijnreeks VDI 3805 „Productgegevensuitwisseling in de TGA“. Men kan deze met recht beschouwen als een heel vroeg BIM-blok.

Momenteel worden elf richtlijnprojecten voor BIM in de reeks VDI 2552 ontwikkeld – van de basisprincipes over termen en definities, tot datamanagement en gegevensuitwisseling, tot de informatie-eisen voor de opdrachtgever. Alleen voor dit jaar zijn drie tot vier nieuwe publicaties gepland. De uitwisseling met internationale normeringsorganen vindt hierbij continu plaats.

Een goede gelegenheid om je te informeren over de kansen van Building Information Modeling voor de planning en upgrading van je eigen cleanrooms, biedt de beurs Cleanzone op dinsdag/woensdag, 23./24. oktober 2018, in Frankfurt am Main.