BIM – Неопходната промена за одржување на чекор со времето! / Петровски

20.04.2021 • Информации Истражување

Архитектонското проектирање на домашната сцена во пост-земјотресно Скопје, преку бранот на модерната архитектура било во чекор со актуелните случувања на архитектонската сцена во светски рамки. Тоа е и единствениот период во нашата понова историја кога не сме заостанувале зад светските архитектонски случувања. Следејќи го тогашниот архитектонскиот израз, технологиите и материјалите кои се користеле ширум светот, реализирани се дела од големо значење кои оставиле белег на своето време.

Гледајќи ги денешните случувања во полето на архитектурата, Европа и светот се далеку пред нас. Се разбира дека економскиот фактор ја игра најголемата улога, но се чини дека недостасува интерес и желба за надоградување, усовршување и следење на светските трендови. Во светот сѐ повеќе сме сведоци на изведба на комплексни објекти чиешто проектирање и изведба не би било возможно без користење на современ компјутерски софтвер.

Скопје 2014 – Зграда на АЕК / фото: Призма

Париз 2014 – „Louis Vuitton Foundation“, пример за користење на современ софтвер, објект кој не би постоел без употребата на BIM / фото: Archidaily

Кратка историја на компјутерско проектирање

Како најкористен софтвер во областа на архитектонското проектирање и ден денес, како на домашната, така и на светската сцена е „AutoCAD“ на компанијата „Autodesk“. Со неговата појава во 1982 година е извршена револуција во разработката на проектите, во поглед на прецизноста и брзината на нивната разработка. Проектите кои претходно рачно ги исцртувале десетици луѓе, за кои било потребно многу време и имале ограничена прецизност, со помош на „AutoCAD“ се исцртувале значително побрзо, со помал број на луѓе и апсолутна прецизност. Како и секоја транзиција, така и префрлањето од рачно во компјутерско цртање се одвивало бавно и наидувало на голема одбивност од страна на архитектите и техничарите, сѐ до моментот кога навистина не ги согледале неговите огромни придобивки.

Техничко цртање пред употребата на компјутери / фото: archinect.com

Меѓутоа брзиот светски раст и развој диктира потреба за уште поголема брзина при разработката на архитектонските проекти, зголемување на координацијата помеѓу сите вклучени фази, минимизирање на можноста за појава на грешки и контрола на процесот од проектирањето до изведбата. Сето ова е овозможено благодарение на BIM (Building information modeling) што претставува интелигентен процес базиран на 3D моделирање што на инженерите вклучени во целосниот градежен процес им дава увид и алатки за поефикасно планирање, дизајнирање, изведба и управување со згради и инфраструктура. Идејата за развој на BIM за прв пат се јавува во 70-тите години на минатиот век, за својата популарност да ја доживее на почетокот на новиот милениум. Од појавувањето до денес, BIM е вклучен во голем број на стандарди вклучувајќи ги и ISO стандардите (ISO 19650), имплементиран е во законската регулатива во голем број земји, додека останати земји работат и имаат план за негова имплементација во годините што следат.

Осврт на сегашната пракса на работа во проектантските бироа

Најголемиот број на домашни проектантски бироа се постојана борба со роковите за предавање на проекти кои имаат постојана тенденција да стануваат сѐ пократки. Од друга страна пак, обратнопропорционално се зголемуваат апетитите на инвеститорите кои бараат детална разработка, 3D визуелизации и цена на чинење на изведбата уште на ниво на идеен проект.

Со цел еден поголем проект, од идеен до основен, да биде изработен на време на него работи тим од неколку архитекти (најчесто 2 до 4). Бидејќи истиот се исцртува дводимензионално во „AutoCAD“, се врши распределба на обврските помеѓу архитектите или техничарите и секој е задолжен да работи на посебен цртеж (основи, пресеци, фасади, детали итн.). Ова значи дека секоја настаната промена во објектот мора да биде коригирана во секој цртеж, а тоа бара да бидат известени сите кои работат на соодветните цртежи. На пример доколку се помести еден фасаден прозорец, истиот мора да биде поместен во најмалку 3 цртежи – основа, пресек и изглед (фасада). Кога основниот проект е доволно разработен, тој се предава на останатите инженери вклучени во неговата доработка (статика, хидротехника, електротехника, термотехника). Искуството покажува дека и најдобро разработениот основен архитектонски проект, по неговото предавање за доработка подлежи на промени. Тоа значи дека користејќи го „AutoCAD“ како софтвер за работа, промените сега ќе треба да бидат аплицирани на најмалку 10 цртежи, во основа и пресек на цртежите на петте вклучени инженерски тимови. Доколку промените се однесуваат на количини, истите е потребно да бидат коригирани во предмерот. Ова ни кажува дека колку и промената да е мала и незначителна, нејзиното аплицирање се мултиплицира најмалку со 10. Целиот процес дополнително го усложнува и го прави бавен потребата за комуникација и образложување на секоја настаната промена.

Со слични проблеми се соочува и градежната индустрија ширум светот. Недостатокот на координација, контрола на процесот на проектирање и недоволната разработка на проектите носи големи последици при изведбата и експлоатацијата на објектите. Голем дел од овие проблеми можат да бидат елиминирани доколку проектите се изработуваат во BIM софтвер.

Анкета на сопственици спроведена од „CMAA“ (Construction Management Association of America)

Зошто BIM?

Голема брзина при изработка на проект и тековни промени – сведување на можноста за грешки на минимум – огромен број на податоци кои може да ги генерира моделот

Проектирањето со BIM (Building information modeling) софтвер може да започне уште во најраната фаза, односно во концептуалната разработка на проектот. Најголемата предност во однос на дводимензионалното цртање е тоа што користејќи BIM софтвер уште во најраната фаза е возможно согледување на 3D модел на објектот, негово позиционирање во реален контекст, испитување на неговата интеграцијата во опкружувањето, природното осветлување, правење на проби со материјализација итн.

При понатамошната разработка на проектот, од идеен па се до основен проект, предноста на BIM во однос на CAD софтверите е брзината. Наспроти досегашната пракса на линиско исцртување на повеќе различни технички технички цртежи, BIM моделот овозможува неограничено генерирање на основи, пресеци, изгледи, детали и сета потребна документација за изработка на идеен и основен проект. Техничките цртежи BIM софтверот ги генерира од изработениот 3D модел со помош на само неколку кликови. Тие користат векторска графика, што резултира со идентичен квалитет на цртежи како оние кои се изработени со CAD програм (на пр. „AutoCAD“).

Основа генерирана од „Autodesk – Revit“

Можеби најголема предност на BIM софтверите е сведувањето на можноста за грешки на минимум. Бидејќи сите цртежи се генерирани од еден модел, невозможно е да се случи несовпаѓање помеѓу различните цртежи, како на пример основа, со пресек и изглед. Поместувањето на еден елемент, како на пример на еден прозор во основа, значи дека истиот прозор ќе ја промени својата позиција во пресеците и изгледите на објектот. Истото се однесува и за промената на димензиите на различните елементи, бидејќи променетите елементи истовремено се обновуваат во сите цртежи. Ова значи дека секаков вид на промени кои настануваат во текот на проектирањето, од најмали до најголеми, во реално време се обновуваат во сите технички цртежи кои се генерирани од моделот.

Променување на позиција на прозор во „Revit“ (основа, пресек, изглед и аксонометрија)

Детално исцртаниот BIM модел овозможува генерирање на предмер пресметка, пресметки за енергетска ефикасност, пресметки за греењето и ладењето на објектот, податоци за статиката итн. Користењето на BIM ја надминува фазата на планирање и дизајнирање на проектот, проширувајќи се низ целиот животен циклус на зградата, како изградбата на објектот и управување со трошоци. Работењето со BIM софтвер овозможува лесна и непречена комуникација со сите инженери вклучени во изработката на еден проект. Највисокото ниво на работење со BIM предвидува работа на еден централен модел, каде секој вклучен проектант има преглед на промените кои се извршуваат во реално време. Работејќи на овој начин, речиси е невозможно да настане грешка поради неусогласеност помеѓу тимот кој работи на еден проект.

За сопствениците на проектантски бироа работењето со BIM придонесува за намалување времето, човечките ресурси и трошоците потребни за изработка на еден проект. Тоа овозможува истиот тим на вработени да работи на повеќе проекти истовремено и подобра распределба на обврските помеѓу нив. Со ова станува очигледно дека со имплементирањето на BIM сите се добитници. Инженерите трошат значително помалку време за техничка разработка, прецизноста и координацијата на проектите е на високо ниво, додека сопствениците имаат поквалитетно испорачани проекти за пократок рок, што овозможува зголемување на годишните приходи.

Интеграција на техничко цртање и 3D визуелизација

Разработувањето на проекти денес како резултат на повеќе фактори, сѐ повеќе го заменува креирањето на физички модели со 3D визуелизации, монтажи и анимации со цел да се добие тродимензионална претстава за просторот кој се креира. Речиси незамисливо е проектирање на објекти и ентериерно уредување без правење на тродимензионални проби и презентирање на финалниот изглед пред инвеститорот. Досегашната застарена пракса која за жал сеуште е присутна во голем број на домашни проектантски бироа, подразбира паралелно работење во два различни софтвери, еден за изработка на технички цртежи и друг за креирање на 3D визуелизации. Ова значи дека е потребна двојна работа со цел да се добие финалната претстава на проектот. Доколку се додадат промените кои настануваат во текот на проектирањето, ќе се добијат големи губитоци на време со цел истите да се вметнат во два различни софтвери.

3D визуелизација на екстериер изработен во „Revit“, рендериран со „Vray“ / фото: chaosgroup.com

3D визуелизација на ентериер изработен во „Revit“, рендериран со „Vray“ / фото: chaosgroup.com

Моќта на BIM софтверите произлегува и во тоа што тие го интегрираат техничкото цртање и создавањето на 3D визуелизации и анимации на моделите. Ова овозможува во текот на целиот процес на проектирање, од концепт до финално решение, да се согледува моделот од различни перспективи. BIM софтверите најчесто имаат свој вграден систем за продукција на рендери, но за најдобри резултати и квалитет на рендерирањето постојат надворешни апликации кои овозможуваат висок квалитет на 3D визуелизации. Како начин за презентирање на проектот можно е и создавање на расклопена аксонометрија по катови, како и 3D пресеци кои често се користат за прикажување на архитектонски анализи за решенијата. Покрај тоа, дел од софтверите овозможуваат и движење низ самиот објект и можност да се согледуваат промените на моделот во реално време.

Пример на расклопена аксонометрија и 3D пресек изработени во „Revit“

Нивоа на развој на BIM

Во овој момент актуелни се повеќе хиерархиски структури за нивоа на развој на BIM, од кои најпознати се оние според Британските стандарди и според стандардите во САД. Двете хиерархиски структури имаат различни поделби кои се однесуваат на степенот на соработката на вклучените инженери и на нивото на разработка на моделот.

Хиерархиска подреденост во Велика Британија според степенот на соработката на вклучените инженери

BIM Ниво 0 – 1990 година (ниска соработка)

Нивото 0 подразбира изработување на 2D CAD цртежи и електронска или хартиена размена на информациите, без претходно усвоени стандарди за комуникација. Со други зборови, нивото 0 претставува дигитална замена за рачното цртање.

BIM Ниво 1 – 2000 година (делумна соработка)

Нивото 1 вклучува 2D и 3D разработка на проектите. Покрај тоа што тие се изработени тродимензионално, како проектна документација се користат дводимензионални цртежи. Степенот на соработка е низок бидејќи сите членови на вклучениот инженерски тим работат на сопствен модел и нема споделување на информации на еден централен модел.

BIM Ниво 2 – 2010 година (целосна соработка)

Нивото 2 во Велика Британија е задолжително со закон за сите проекти во јавниот сектор. Ова ниво подразбира целосна соработка помеѓу вклучените страни кои работат на сопствен модел во BIM софтвер. Соработката се врши преку размена и импортирање на надворешниот модел во својот софтвер, со што се добива интегриран BIM модел.

BIM Ниво 3 – 2020 година (целосна интеграција)

Нивото 3 подразбира целосна соработка во проектирањето, изведбата и експлоатацијата на објектите преку работење на еден централен BIM модел кој е достапен на „cloud“. Работењето на овој начин овозможува да се извршуваат промени во својот дел од проектот и истите да бидат видливи во реално време за сите останати вклучени инженери. Ова ниво претставува следен чекор за имплементација на владата Велика Британија преку спроведување на обуки, поставување на цели и воведување законски регулативи.

Нивоа на развој на BIM – Велика Британија / извор >>>

Хиерархиска подреденост во САД според нивото на развој на BIM моделот (Level of Development – LOD)

LOD 100 – Концептуален модел
LOD 200 – Шематски модел – генерално моделирање
LOD 300 – Детален модел – прецизно моделирање
LOD 350 – Зголемена деталност и документација за изведба
LOD 400 – Модел за изведба и монтажа на елементи
LOD 500 – Модел идентичен на изведената состојба

Нивоа на развој на BIM – САД / Извор >>>

BIM во законска регулатива ширум светот

Според предвидувањата на обединетите нации светската популација до 2050 година ќе се достигне бројка од 9,7 милијарди жители. Ова значи дека на удар ќе биде комплетниот градежен сектор кој ќе има задача забрзано да обезбедува егзистенцијални услови за жителите ширум светот. Притоа неопходно ќе биде да се посвети внимание на создавање на паметни градови, со намалена енергетска потрошувачка и можност за согледување на долгорочните ефекти на објектите и градовите во целина.

Голем број на земји ширум светот ги прифатија овие предизвици имплементирајќи го BIM во својата законска регулатива како единствена алатка која што има можност да одговори на нив. Во моментов BIM e имплементиран во законите на 15 земји низ 5 континенти, додека во фаза на имплементирање е во уште 13 земји. Бројни земји исто така работат на едукација и изработка на планови за имплементирање на BIM.

Земји во кои постој и во кои е планирано воведување на BIM во законска регулатива / фото: „Autodesk“

Најдобар светски пример за ова е Велика Британија, која со владина помош и радикални мерки успеа да го воведе BIM, своите архитекти и инженери да ги вброи во самиот врв и градежната индустрија да ја направи една од технолошки и дигитално најнапредните индустрии во светот. Во 2011 година главниот советник за градежништво на владата на Велика Британија повикал на имплементирање на BIM и во неговото обраќање на професионалците во секторот изјавил да го применуваат BIM или да бидат избришани од технолошки помоќните. По создавањето на стратегија за имплементација, формирањето на работна група и овозможување на бесплатни алатки и стандарди е договорен рок за имплементирање до 2016 година. По остварувањето на зададената цел, законската регулатива која се однесува на BIM постојано се проширува и дополнува. Според истражувањето на „National Building Specification“ (NBS) во 2011 год. 43% од испитаниците немале слушнато за BIM, додека во 2020 год. 73% од испитаниците изјавиле дека користат BIM софтвер.

Имплементирање и препораки

Промените никогаш не доаѓаат лесно и речиси секогаш наоѓаат на спротивставување. Спротивставувањето најчесто е резултат на незнаење и е одбранбен механизам на луѓето кои одбиваат да учат и уживаат во својата комфорна зона. Меѓутоа определбата да се биде инженер значи постојано да се усовршува и да се стреми кон иднината, а иднината на архитектонското проектирање е дефинитивно работењето со BIM.

Воведувањето на BIM на домашната проектантска сцена е најдобро да започне на истиот начин како што тоа започна во Велика Британија. Најпрво со задавање на временски рамки, краткорочни цели и крајната цел која што треба да се постигне, а тоа е имплементирањето на BIM и негово воведување во законската регулатива. Процесот на транзитирање од CAD во BIM треба да биде проследен со формирање на работни групи кои ќе вршат едукација за BIM софтвер и обезбедување на бесплатен материјал за обучување и користење од архитектите и инженерите. Комората на овластени архитекти и овластени инженери како државна организација е таа што треба да го започне и да го води целосниот процес.

Доколку сакаме да бидеме во чекор со светската пракса, имплементирањето на BIM мора да започне час поскоро. Доколку го зададеме истиот 5 годишен рок како Велика Британија, која имплементирањето на Ниво 2 го заврши во 2016, под услов да почнеме со имплементација оваа година, процесот ќе го завршиме во 2026 година кога веќе ќе заостануваме 10 години. Во поглед на постигнување на ниво на развој на BIM, се чини дека најдобро е повторно да се прати праксата на Велика Британија или воведување на Ниво 2 по завршувањето на зададениот 5 годишниот рок. Во поглед на законската регулатива, најдобро е да се започне со обврзување за користење на BIM при проектирањето на државни објекти. Во моментот кога ова ќе се постигне, речиси е сигурно дека сите инженери ќе ги имаат согледано придобивките на BIM и ќе го користат и за проекти за кои тоа нема да биде законска обврска.

Како што рачното цртање изгледа далечно и незамисливо од денешна перспектива, така во блиска иднина ќе изгледа и дводимензионалното работење во CAD софтвер. Како што потребите за брзина и прецизност своевремено го наметнаа компјутерското цртање, истите тие потреби веќе го наметнуваат користењето на BIM. Колку побрзо започнеме со негова масовна употреба, толку побрзо ќе се доближиме до светската архитектонска пракса и ќе станеме конкурентни на светскиот пазар.

Користени линкови:

https://www.autodesk.com/solutions/bim

https://www.cmaanet.org/

https://www.united-bim.com/bim-maturity-levels-explained-level-0-1-2-3/

https://www.ukbimframework.org/

https://www.srinsofttech.com/bim-level-of-development-lod-300-400-500.html

Материјалот го приложи и обработи: Димитар Петровски

Димитар Петровски е роден во Скопје. Тој е магистер на архитектонскиот факултет при УКИМ во Скопје кој во неговата професионална кариера се стекнува со локално и меѓународно работно искуство. Неговото порфтолио содржи широк спектар на проекти од различни типологии во архитектурата и дизајнот. Првите искуства за работа во BIM софтвер ги стекнува за време на студиите и работното искуство на австриски архитектонски проекти работејќи во „Autodesk – Revit“. Негова визија е подигнување на колективната свест за архитектонската професија и креирање на современ архитектонски израз.