Zbudowane cyfrowo, działające w rzeczywistości: Roche wyznacza nowe standardy

Wizualizacja (zdjęcie: F. Hoffmann-La Roche AG, Bazylea)

Patrick Pick

Szczupła sylwetka, widoczna z daleka: Z wysokością 205 metrów, Roche-Hochhaus Bau 2 wznosi się nad Bazyleą ku niebu. W 2020 roku zastąpił Bau 1 o wysokości 178 metrów jako najwyższy budynek w Szwajcarii. Drugi wieżowiec Roche wyznacza nowe standardy w kolaboracyjnym planowaniu: jeszcze zanim Bau 2 piętro po piętrze wykuwał drogę na górę, w cyfrowym bliźniaku można było już zwiedzić budynek od piwnicy aż po dach.

To, co stoi za tym cyfrowym bliźniakiem, jest wszystko, tylko nie trywialne. Pomysły, koncepcje, symulacje, harmonogramy, specyfikacje, budżety, pozwolenia na budowę – aby wszystko to skoordynować, musi współpraca wszystkich zaangażowanych działać niezwykle sprawnie. Aby zapewnić płynny przebieg projektu, inwestor, architekt, planista i firmy wykonawcze korzystają z Building Information Modeling, skrótowo BIM.

Cyfrowy obraz obiektu budowlanego z dużą głębokością informacji

Pojęcie Building Information Modeling najtrafniej tłumaczy się jako modelowanie danych obiektu budowlanego. Nie obejmuje to już tylko użycia odpowiedniego oprogramowania. Chodzi raczej o metody i procesy planowania, które umożliwiają tworzenie, koordynację i przekazywanie cyfrowych modeli danych budynków dostępnych dla wszystkich uczestników procesu budowlanego. BIM jest zatem przede wszystkim metodą informacyjną, koordynacyjną i zarządczą, łączącą informacje o obiektach budowlanych istotne z punktu widzenia planowania, wykonania i użytkowania w specjalistycznych modelach i bazach danych. Do tego należą na przykład różne dziedziny planowania, takie jak architektura, konstrukcje nośne, elewacje czy instalacje techniczne. W BIM odpowiedzialni nie rysują, lecz konstruują, podobnie jak w produkcji samochodów, cyfrowy model przyszłego budynku z poszczególnych elementów.

Uproszczone, ale niezwykle sprawdzone motto BIM brzmi: „Najpierw planuj, potem buduj”. Podstawowa różnica w stosunku do tradycyjnych modeli CAD polega na tym, że za pomocą BIM można nie tylko stworzyć prosty cyfrowy obraz obiektu, lecz także taki z dużą głębokością informacji. Oprócz wirtualnego opisu geometrii konstrukcji, dane poszczególnych elementów budynku, takie jak materiał, waga, powierzchnia, objętość i nazwa, a także funkcja i lokalizacja w geometrii budynku, są rejestrowane. Do tego należą na przykład informacje o trwałości materiału, przepuszczalności dźwięku, ochronie przeciwpożarowej czy kosztach. W idealnym przypadku BIM obejmuje całość cyklu życia obiektu – od planowania, przez budowę i eksploatację, aż po likwidację lub recykling.

Poprawa jakości planowania i wykonania dzięki BIM

Dzięki BIM można wcześnie wykrywać i eliminować błędy w planowaniu, aby nie miały one wpływu na przebieg prac budowlanych. Umożliwia to unikanie kosztownych błędnych decyzji lub niezgodności w planowaniu już na etapie przygotowawczym. Ponieważ Roche stosuje konsekwentne podejście do współpracy w BIM, cały proces planowania jest znacznie bardziej efektywny. Na przykład zarządzanie zadaniami i protokołowanie kolizji odbywa się już podczas cyfrowych spotkań koordynacyjnych (DKS). A dzięki korzystaniu z specjalistycznych narzędzi komunikacji opartych na chmurze, na każdym etapie panuje najwyższa przejrzystość i łatwość śledzenia punktów koordynacji. Dzięki temu Roche może zmniejszyć ryzyko opóźnień, kosztów i błędów związanych z jakością. Dodatkowo korzyści przynoszą takie cechy jak spójność, jednoznaczność i możliwość wielokrotnego wykorzystania danych modelu BIM.

Inwestorzy korzystają również z efektywnych procesów pracy, co podnosi jakość planowania i wykonania. Koszty projektów można dokładniej przewidzieć, a terminy realizacji lepiej zaplanować. Na wczesnym etapie można już testować różne warianty koncepcji powiązane z kosztami i terminami. Co ważne, można wcześnie wykrywać kolizje geometryczne między modelami różnych projektantów i minimalizować koszty ich usuwania. Symulacje przebiegu prac budowlanych i montażowych chronią przed nieprzyjemnymi niespodziankami na placu budowy.

Kluczowa kompetencja BIM dla sukcesu budowy

Inwestor może jednak osiągnąć te i inne korzyści tylko wtedy, gdy BIM jest właściwie wdrożony i profesjonalnie obsługiwany na jego projekcie. To wymaga odpowiednich ekspertów BIM po stronie inwestora, zarządzania projektem oraz projektantów. Ponieważ to kompetencje uczestników projektu stanowią większe wyzwanie niż sama technologia i procesy, konieczne jest nie tylko opanowanie odpowiedniego oprogramowania, ale także wspólne ustalenie standardów komunikacji, koordynacji i wymiany informacji w BIM oraz ich konsekwentne wdrażanie. Należy budować wiedzę BIM, definiować odpowiedzialności i redefiniować role. Uczestnicy – czy to inwestor, architekt czy projektant – muszą inwestować czas i środki w szkolenia, warsztaty i praktykę na podstawie pilotażowych projektów.

Korzyści z BIM już na wczesnym etapie projektu

Inwestor, który po raz pierwszy lub na podstawie pilotażowego projektu decyduje się na BIM, musi najpierw rozwiązać szereg pytań. Jaki jest cel wdrożenia BIM i cyfrowego przebiegu projektu? Jak dokładnie wyglądają procesy decyzyjne w firmie? Kto pełni jakie role, obowiązki i jakie zakresy usług w metodzie BIM? Jakie są standardy BIM i IT? Jaki jest zapotrzebowanie informacyjne dla zarządzania organizacją i technicznym zarządzaniem budynkiem? Jaka jest planowana strategia przetargowa i wybór wykonawców?

W Roche za podstawę cyfrowego planowania przyjęto następujące aspekty, które zostały zawarte w Planie Wykonania BIM (BEP):

– Budowa środowiska projektowego (Owner BIM) i określenie wymiany danych oraz procesów wymiany (definicja punktów wymiany danych i koordynacja cyfrowego przebiegu planowania);
– Ustanowienie procesów BIM we współpracy z projektantami i inwestorem, w tym procesów zapewniających jakość, oraz opracowanie i aktualizacja Planu Wykonania BIM (BEP) dla różnych faz projektu;
– Definicja i wdrożenie cyfrowych procesów współpracy, w tym raportowania wydajności uczestników projektu i kontroli postępów;
– Opracowanie Manuala Dostarczania Informacji (IDM) dla faz planowania, obejmującego wymagania dotyczące atrybutów różnych branż i elementów, określenie terminów dostaw, autorstwa oraz utworzenie centralnej bazy danych modeli projektowych;
– Kalkulacje ilościowe oparte na modelu dla tworzenia kosztorysów;
– Procesy zapewniające jakość, szczególnie w zakresie geometrii i jakości modeli alfanumerycznych (LOG i LOI), na podstawie ustalonych reguł modelowania w zespole projektowym.

Gdy te kwestie zostaną już rozwiązane, inwestorzy mogą już na bardzo wczesnym etapie projektu cieszyć się korzyściami pracy opartej na BIM. Rozpoczyna się od ustaleń wstępnych i fazy koncepcji, w której można tworzyć masowe modele 3D. Dzięki BIM uczestnicy projektu od początku mają dostęp na przykład do wartości charakterystycznych budynku zgodnie z DIN 277, takich jak pojemność brutto czy powierzchnia brutto.

Chociaż zarówno tworzenie, jak i utrzymanie modelu BIM na wczesnych etapach jest bardziej czasochłonne niż tradycyjny plan 2D, to opłaca się już dlatego, że w kolejnych fazach, takich jak uzyskiwanie pozwoleń i planowanie wykonawcze, wiele elementów można półautomatycznie wyprowadzić z modelu.

W efekcie uczestnicy projektu mogą na przykład przedstawić inwestorowi kilka, wizualnie prostych wariantów koncepcji, zawierających analizę ilościową i kosztową, jako solidną podstawę do podjęcia decyzji. Inwestor z kolei może na tej podstawie łatwo porównać różnice kosztowe między wariantami zmieniającymi np. kształt budynku, materiały czy wykończenie. Wczesny etap planowania pozwala na optymalne dopasowanie kształtu budynku do jego późniejszej funkcji.

Cel a wybór strategii BIM

Wybór strategii BIM, którą powinien obrać inwestor, zależy głównie od jego celów. Na przykład, jeśli chodzi o energooszczędny budynek, korzysta on z modelowanych symulacji energetycznych. Jeśli po ukończeniu budowy będzie on także operatorem, warto już na początku włączyć do BIM komputerowe zarządzanie obiektami (CAFM). Budynki dla dużych grup ludzi – na przykład obiekty kulturalne – mogą wymagać symulacji ruchu ludzi i wariantów klimatyzacji.

Dlatego ważne jest, aby inwestor na czas określił stopień złożoności stosowanej metody BIM. Jeśli chce korzystać z korzyści takich jak automatyczna wymiana danych, skrócenie czasu i kosztów planowania czy wykrywanie kolizji i minimalizacja błędów, musi mieć dostęp do standaryzacji modelowania BIM na poziomie międzybranżowym.

Cyfrowa pamięć dla budynku

Ponadto, widoki modeli tworzonych w BIM mogą służyć do prezentacji stanu projektu użytkownikom i społeczeństwu. To znacznie poprawia jakość uzgodnień. W projekcie Roche zaangażowanych jest wiele różnych grup interesu – od pracowników różnych działów, przez politycznych interesariuszy, aż po media i społeczeństwo. Ich zaangażowanie jest niezwykle ważne – nie tylko aby zapewnić optymalną funkcjonalność budynku, ale także aby wczesne zaangażowanie wywołało poczucie przynależności i akceptacji. Wizualizacje budynku, jego otoczenia, dojazdów, danych z rzeczywistych planów i symulacji przebiegu pracy, ruchu i sytuacji komunikacyjnych są bardzo pomocne. Trójwymiarowe widoki, tworzone z modelu BIM, są intuicyjne i dają użytkownikom realistyczny i plastyczny obraz funkcji i całości obiektu. W Roche możliwa jest nawet wirtualna wycieczka z użyciem okularów VR. Użytkownicy mogą swobodnie poruszać się w wirtualnej przestrzeni, przeprowadzać symulacje przebiegu procesów i podejmować decyzje dotyczące wyposażenia, operacji i podziału pomieszczeń.

Po zakończeniu budowy, model w chmurze stanowi podstawę do zarządzania obiektem i jego cyklem życia – ułatwiając ekonomiczną eksploatację budynku. Menedżer obiektu może korzystać z modelu jako „systemu porządkowego” do zarządzania nieruchomością. Jednocześnie wszystkie przyszłe dane operacyjne – dotyczące konserwacji, przebudowy czy remontu – mogą być rejestrowane na podstawie tego modelu, a niezbędne informacje do zarządzania obiektem są na bieżąco aktualizowane, co zapewnia efektywną eksploatację. Z modeli „as designed” i „as-built” z fazy projektowania i budowy powstaje model „as performed” – cyfrowy bliźniak budynku, który umożliwia oszczędny i wydajny zarząd nieruchomością przez cały jej cykl życia.