Modelowanie BIM

Technologia Building Information Modeling (BIM) niepostrzeżenie z nowinki technologicznej stała się standardową w branży nieruchomości. Coraz więcej krajów (jak Wielka Brytania i państwa skandynawskie) wprowadza wymagania dotyczące stosowania BIM w zamówieniach publicznych, a większość projektantów i architektów korzysta z tej metody pracy. Również w Polsce BIM staje się standardem, czego dowodzi rosnąca popularność tej technologii wśród specjalistów z branży. Jeszcze 10 lat temu około 90% wykonywanych przez nas inwentaryzacji budynków realizowana była w technologii 2D. Dziś sytuacja bardzo się zmieniła – połowa naszych realizacji to już pomiary 3D, które służą jako podstawa do stworzenia modelu BIM istniejącego obiektu. To pokazuje, jak szybko postępuje cyfryzacja w branży budowlanej i jak ważne staje się kompleksowe zarządzanie informacjami o budynku przez cały jego cykl życia.

Czym jest modelowanie BIM, czyli trochę teorii

Korzenie BIM sięgają lat 70. XX wieku, kiedy to pojawiły się pierwsze koncepcje cyfrowego modelowania budynków. Jednak dopiero rozwój technologii komputerowych w latach 90. umożliwił praktyczne zastosowanie BIM w branży budowlanej. Modelowanie informacji o budynku, powszechnie znane jako BIM (ang. Building Information Modeling), to cyfrowy proces tworzenia i zarządzania danymi budynku przez cały jego cykl życia – od koncepcji po rozbiórkę. BIM umożliwia tworzenie i zarządzanie danymi budynku w postaci cyfrowego modelu, który służy jako wspólna platforma informacyjna dla wszystkich zaangażowanych stron, takich jak architekci, inżynierowie, wykonawcy i inwestorzy. To zagadnienie zdecydowanie wykraczające poza działania geodezyjne, ale o tym później.

Model budynku (i nie tylko – aktualnie przenosi się tę technologię również na infrastrukturę, jak drogi, trasy kolejowe, mosty itp.) w technologii BIM składa się z wielu kluczowych elementów, które nie tylko przedstawiają jego geometryczną formę (tu kłaniamy się my), ale także zawierają istotne informacje dotyczące różnych aspektów budynku. Oto główne składniki modelu 3D w BIM:

1. Geometria budynku, czyli model 3D zawierający szczegółowe odwzorowanie elementów konstrukcyjnych, takich jak ściany, podłogi, dachy, okna i drzwi. Aktualnie często są to również bardzo często tereny otaczające budynek – grunty, zbiorniki wodne, zadrzewienia.
2. Informacje o materiałach użytych w konstrukcji, ich właściwości, koszty oraz dostawcy.
3. Dane dotyczące instalacji, takie jak elektryka, hydraulika czy wentylacja. Często uzupełnione o takie informacje, jak średnice przekroju rur czy materiał wykonania.
4. Informacje o cyklu życia budynku, eksploatacji, w tym harmonogramy konserwacji oraz przewidywane koszty operacyjne.
5. Analizy i symulacje, które mogą być wykorzystywane do przeprowadzania różnych analiz, takich jak symulacje energetyczne czy analizy strukturalne.
6. Współpraca zespołowa. Model 3D w BIM jest narzędziem, które umożliwia współpracę różnych specjalistów, takich jak architekci, inżynierowie i wykonawcy, co zwiększa efektywność procesu projektowego.

Kto korzysta z BIM?

Z modelowania BIM korzystają różne strony zaangażowane w proces budowlany, w tym:

• Architekci – wykorzystują BIM do projektowania budynków i wizualizacji koncepcji.
• Inżynierowie – używają BIM do obliczeń konstrukcyjnych i projektowania instalacji.
• Wykonawcy – korzystają z BIM do planowania i koordynacji prac budowlanych.
• Inwestorzy i zarządcy – wykorzystują BIM do zarządzania budynkami i podejmowania decyzji inwestycyjnych.

Modelowanie BIM przynosi wiele korzyści, takich jak zwiększenie efektywności, redukcja kosztów i poprawa jakości projektów budowlanych. Dlatego coraz więcej krajów wprowadza wymagania dotyczące stosowania BIM w zamówieniach publicznych, co przyspiesza jego upowszechnienie w branży

Różnica między modelowaniem BIM a inwentaryzacją geodezyjną 3D

Choć modelowanie BIM i inwentaryzacja geodezyjna 3D są ściśle ze sobą powiązane, istnieją pewne kluczowe różnice między tymi dwoma podejściami. Inwentaryzacja geodezyjna 3D skupia się na dokładnym pomiarze istniejącego obiektu za pomocą skanerów laserowych, tworząc szczegółową chmurę punktów. Dane te mogą następnie posłużyć do stworzenia precyzyjnego modelu 3D obiektu. Z kolei modelowanie BIM wykracza poza samo tworzenie modelu 3D, koncentrując się na gromadzeniu i zarządzaniu wszystkimi istotnymi informacjami o budynku w jednym zintegrowanym środowisku cyfrowym.

Innymi słowy, inwentaryzacja geodezyjna 3D dostarcza dokładnych danych przestrzennych, które są niezbędnym wkładem do procesu modelowania BIM. Jednak sama w sobie nie zapewnia pełnej informacji wymaganej do kompleksowego zarządzania projektem budowlanym. Dopiero połączenie precyzyjnego modelu 3D z bogatymi danymi BIM pozwala na optymalne wykorzystanie potencjału technologii cyfrowych w branży budowlanej.

Zbieranie danych do inwentaryzacji pod modelowanie BIM z perspektywy geodety to proces, który wymaga precyzyjnego podejścia oraz zastosowania nowoczesnych technologii. W PKIG dzielimy go na kilka etapów:

1. Planowanie: Zbieranie danych zaczyna się od dokładnego zaplanowania inwentaryzacji. Musimy określić zakres prac, poziom ich szczegółowości (o LOD powiemy dalej), zidentyfikować obszar do pomiarów oraz wybrać odpowiednie metody i technologie, takie jak skanowanie laserowe czy fotogrametria.
2. Wykonanie pomiarów: Właściwe pomiary są kluczowe dla uzyskania dokładnych danych. Nasz zespół wykorzystuje skanery laserowe, które pozwalają na szybkie i precyzyjne zbieranie informacji o geometrii obiektu. Alternatywnie, fotogrametria może być stosowana do uzyskiwania danych z obrazów lotniczych lub dronów. Niezależnie od sprzętu w PKIG cały czas trzymamy rękę na pulsie jeśli chodzi o nowinki techniczne i upgrade oprogramowania, które rozwija się szybko i z każdą aktualizacją daje więcej możliwości. Wymiana sprzętu średnio co 5 lat to standard.
3. Przetwarzanie danych: Po zebraniu danych następuje ich przetwarzanie. Chmura punktów uzyskana z pomiarów jest przekształcana w model 3D, który zawiera szczegółowe informacje o geometrii budynku. Geodeta musi również zadbać o odpowiednie odwzorowanie danych w systemach BIM. Wielką zaletą tego działania jest zminimalizowanie ryzyka powielania błędów. W modelu 3D ten sam rysunek może być modelowany wiele razy, ale dane synchronizują się cały czas. W modelowaniu 2D każdy rzut wymaga osobnego rysunku, co zwiększa ryzyko wystąpienia błędów w pomiarach.
4. Weryfikacja i walidacja: Ostatnim krokiem jest weryfikacja i walidacja modelu. Sprawdzamy, czy zebrane dane są zgodne z rzeczywistością i czy model 3D spełnia wymagania projektowe.

Stopnie zaawansowania LOD

W kontekście przygotowywania inwentaryzacji pod modelowanie BIM, poziomy szczegółowości (LOD – Level of Development) określają stopień zaawansowania modelu. Dla nas to kluczowa wytyczna, którą powinniśmy uzyskać od klienta.

• LOD 100: to model koncepcyjny, który przedstawia ogólny zarys budynku, bez szczegółowych informacji o elementach.
• LOD 200: Model o umiarkowanym poziomie szczegółowości, zawierający ogólne wymiary i lokalizacje głównych elementów budowlanych.
• LOD 300: Model szczegółowy, który zawiera dokładne informacje o wymiarach, kształtach oraz materiałach poszczególnych elementów.
• LOD 400: Model wykonawczy, który zawiera wszystkie szczegóły potrzebne do budowy, w tym informacje o sposobie montażu i instalacji.
• LOD 500: Model jako zrealizowany, który odzwierciedla rzeczywisty stan budynku po zakończeniu budowy i może być używany do zarządzania obiektem.

Zrozumienie i stosowanie poziomów LOD jest kluczowe dla zespołu naszych geodetów, ponieważ pozwala na odpowiednie dostosowanie zbieranych danych do wymagań projektu oraz zapewnia efektywność w procesie modelowania BIM. W większości naszych realizacji działamy na poziomie LOD 300.

Modelowanie BIM – nie tylko budynki, ale także infrastruktura i tereny zewnętrzne

Modelowanie informacji o budynku (BIM) zyskało popularność przede wszystkim w kontekście projektowania i zarządzania budynkami. Mimo, że większość naszych realizacji to biurowce i hale magazynowe, to coraz częściej technologia ta znajduje zastosowanie także w obszarze infrastruktury oraz terenów zewnętrznych. To rozszerzenie zakresu BIM otwiera nowe możliwości dla inżynierów, architektów i specjalistów zajmujących się planowaniem przestrzennym.

W miarę jak technologia BIM ewoluuje, jej zastosowanie w projektowaniu infrastruktury, takiej jak drogi, mosty, tunele czy sieci wodociągowe i kanalizacyjne, staje się coraz bardziej powszechne. Modelowanie BIM dla infrastruktury umożliwia:

• tworzenie złożonych modeli, które uwzględniają różne aspekty infrastruktury, co sprzyja lepszej koordynacji między różnymi dyscyplinami inżynieryjnymi.
• przeprowadzanie zaawansowanych analiz, takich jak symulacje ruchu czy oceny wpływu na środowisko, co wspiera podejmowanie bardziej świadomych decyzji projektowych.
• modelowanie infrastruktury w BIM ułatwia zarządzanie obiektami przez cały ich cykl życia, od planowania, przez budowę, aż po eksploatację i konserwację.

W przypadku terenów zewnętrznych, takich jak parki, place, osiedla czy tereny rekreacyjne BIM oferuje:

• tworzenie szczegółowych modeli terenów, które uwzględniają topografię, roślinność, infrastrukturę oraz elementy małej architektury,
• analizę wpływu projektów na środowisko oraz planowanie działań mających na celu zrównoważony rozwój przestrzeni publicznych,
• modelowanie terenów zewnętrznych w BIM sprzyja współpracy między różnymi branżami, takimi jak architektura krajobrazu, urbanistyka czy inżynieria lądowa, co prowadzi do lepszej integracji projektów.

Trochę statystyk

W Wielkiej Brytanii, po wprowadzeniu wymogu stosowania technologii BIM dla wszystkich projektów rządowych, korzysta z niej obecnie 73% praktyków w branży budowlanej. To znaczny wzrost w porównaniu do 2011 roku, kiedy tylko 13% pracowało z modelami BIM.

W Europie w 2023 roku już 45% architektów korzystało z BIM, co oznacza czterokrotny wzrost od 2009 roku. Najwyższy poziom adaptacji technologii odnotowano w Holandii, gdzie 75% architektów stosuje BIM, podczas gdy w Włoszech tylko 32%.

Zapotrzebowanie na BIM rośnie z roku na rok, co jest wynikiem kilku czynników, np.

• zwiększonej liczby projektów budowlanych na całym świecie, szczególnie w sektorze publicznym,
• wiele firm zauważa, że BIM przyczynia się do zwiększenia efektywności i produktywności, co potwierdza 71% użytkowników, którzy twierdzą, że technologia ta poprawiła ich wyniki,

Te statystyki podawane na łamach portali branżowych prowadzą do jednoznacznego wniosku: BIM staje się normą, nie nowinką.