BIM tehnologija – potencijali, školovanje i primjena u arhitekturi I

izv.prof.dr.sc. Dina Stober

Građevinski i arhitektonski fakultet Osijek

SveučilišteJosipa Jurja Strossmayera u Osijeku

dstober@gfos.hr

Sadržaj:

1. Razlozi za BIM, definicija i implementacija

2. Osnovni pojmovi BIM-a

2.1 razina i zrelost BIM-a

2.2. nD

2.3 LOD

2.4 IFC

Direktiva 2014/24/EU

Europskog parlamenta i Vijeća 26.veljače 2014. godine (članak 22., točka 4)

zahtjev za uporabu

specifičnih elektroničkih alata kao što je elektroničko informacijsko modeliranje projekta („building information electronic modelling“) ili slične

Itai Cellier;Polantis.info

Važne prednosti usvajanja BIM-a za javnu nabavu projekata uključuju:

Velike investicije u projektima financiranim javnim novcem

Javna nabava igra važnu ulogu u ukupnom gospodarskom razvoju EU. Javni kupci troše oko

18 % BDP-a u regiji, na robu, radove i usluge. Prema izvješću Europske komisije u 2012. god.,

javne agencije koje su već provele rješenja za e-nabavu uštedile su 5%-20% svojih troškova

nabave. Ukupna veličina tržišta javne nabave EU-a procjenjuje se na više od 2000 milijardi €,

što znači da štednja 5% jednaka 100 milijardi € godišnje uštede. To je jednako troškovima

izgradnje više od 150 velikih bolnica.

Uloga građevinske industrije

Europski građevinski sektor generira blizu 10 % BDP-a u regiji te pridonosi s 20 milijuna

radnih mjesta. Graditeljstvo je glavni potraživač od dobavljača sirovina, kemikalija,

elektroničke opreme i povezanih usluga. Zarada u građevinskom sektoru ima značajan utjecaj

na razvitak cjelokupnog europskog gospodarstva.

Važne prednosti usvajanja BIM-a za javnu nabavu projekata uključuju:

Održiva gradnja

• Pored ekonomskih koristi promatranih uvođenjem tehnologije za izgradnju, postojeće

zgrade pridonose oko 40 % emisiji stakleničkih plinova i potrošnji energije. Rješavanje

problema energetske učinkovitosti postojećih zgrada također je pokriveno Europskom

direktivnom 2014/24/EU.

Finska i Norveška prve su uvele BIM standarde, nakon toga odluke su donijele Velika Britanija, Nizozemska i Italija.

Od nedavno BIM se provodi na nacionalnoj razini u Francuskoj, Njemačkoj i Španjolskoj.

U južnoj i centralnoj Europi BIM se koristi 14%, dok u Aziji Japan, Hong Kong, Južna Koreja, Indija, Singapur i Kina.

U SAD-u se BIM koristi oko 70% u svim projektima .

U Australiji se BIM snažno prihvatio, dok se u u Južnoj Americi najviše koristi u Brazilu.

Global BIM Regulation Evolution https://www.geospatialworld.net/article/bim-adoption-around-the-world-how-good-are-we/

Prema definiciji BIM je izgradnja digitalnog

integriranog modela (informacija) postojećeg ili

budućeg izgrađenog okoliša.

Kratica BIM ima nekoliko značenja:

Building Information Model

Building Information Modeling

Building Information Management.

BIM

BIM je skraćenica od BUILDING INFORMATION MODELING, to je proces projektiranja

koji se oslanja na inteligentan model prepun informacija kao temelj za projektiranje,

simulaciju i kolaboraciju u svakoj fazi životnog vijeka projekta. BIM omogućuje kvalitetno,

brzo i točno izvršavanje širokog spektra zadataka uključujući, općenito, izradu i analizu

modela, simulacije, koordinaciju, detaljiranje, izradu radioničkih nacrta i dokumentacije

CAD i BIM komponente crteža

BIM

CAD i BIM produkcija nacrta

BIM

BIM Koristi kroz cjeloživotni ciklus zgrade

Messner, 2009

vizualizacije (63%),

detekciju sudara (60,7%)

projektiranje (60,4%),

prikaz modela (42,1%),

slaganje cjeline zgrade (40,6%),

tijek izvođenja radova (36,2%),

programiranje sadržaja (31,9%),

procjena na osnovu modela (27,9%),

studija izvodljivosti(24,1%),

razvoj alternativnih rješenja (23,8%),

izravnu izrada nacrta (23,2%),

analiza lokacije (18,6%),

pregled kodiranja (16,4%),

upravljanje održavanjem (15,8%),

LEED certificiranje (14,6%) i

forenzična analiza (1,2%).

BIM

Becerik-Gerber and Rice, 2010

Čemu BIM doprinosi?

USA UK

BIM vizualizacija omogućuje bolje razumijevanje ponuđenog

projekta

66% 98%

Smanjuju se problemi tijekom izgradnje vezani za

projektiranje, koordinaciju ili izvođenje

53% 85%

BIM analiza i simulacije doprinose argumentaciji projekta 50%

92%

BIM doprinosi vremenskom planiranju izgradnje 49% 85%

BIM doprinosi troškovnom planiranju izgradnje 44% 72%

McGraw Hill Construction 2014

Čemu BIM doprinosi?

33% smanjenje troškova početnih i

cjeloživotnih

50% smanjenje vremena od početka

projektiranja do završetka i za nove i

za obnovu zgrada

50% smanjenje CO2 emisija

50% smanjenja troškova u

proizvodnji i nabavi građevinskih

proizvoda i materijala

NBS Stanje BIM-a u UK, 2018

DWG i DGN ili DXF IFC / IFD

Razina

Pri korištenju BIM-a uočen je i utjecaj različitih razina korištenja ovog koncepta. Nekoliko je različitih klasifikacija ovih razina, a nazivaju se „zrelost BIM-a“ (eng. BIM Maturity Level).

Na području Velike Britanije primjenjena je podjela na 4 razine

(razina 0, razina 1, razina 2 i razina 3).

Razina 0

Osnovni crtež u CAD-u, u 2D formatu, razmjena podataka crtežima na papiru ili digitalnoj podlozi.

Razina 1

Složeni crtež u CAD 2D ili 3D formatu s alatima koji osiguravaju suradnju i okruženje koje pruža mogućnost razmjene podataka sa standardiziranim pristupom strukturi i formatu podataka. Poslovnim podacima se upravlja kroz izdvojene financije i paketima upravljanja troškovima bez integracije.

Razina

Razina 2

Naprednije 3D okruženje koje se izdvaja u zasebnu disciplinu "BIM" alata s podacima u prilogu.

Poslovnim podacima se upravlja kroz planiranje resursa putem programskog paketa i integriranih sučelja ili putem posrednih programskih paketa. Ova razina BIM može koristiti 4D planiranje izgradnje i/ili 5D informacije troškova.

Razina 3

Potpuno integrirana i kroz suradnički proces omogućena 'web usluga' u skladu s razvijajućim (IFC) standardima. Ova razina BIM će koristiti 4D plan izgradnje, 5D informacije troškova i 6D projekt upravljanje životnim ciklusom zgrade

nD

Odnos prema tradicijskoj arhitekturi

Rapoport, 1999 iznosi četiri moguća stava u odnosu prema tradicijskoj gradnji:

koncept

geometrija

tehnologija

materijal

• Može se zanemariti

• Može se priznati njegovo postojanje, ali

nedosljedno i nepravilno primjenjivati

• Može biti kopirano

• Mogu se izvući više ili manje opće pouke i

načela - interpretirati

Varijantna rješenja – propitivanje projekta

Varijantna rješenja – propitivanje projekta

Marin Znaor, diplomski rad, 2016

Primjer za BIM model 0 - izvorna

Kamena kuća u Vinovu Gornjem –

Izvor: Zdravko Živković: Hrvatsko tradicijsko graditeljstvo,

Zagreb 2013.

Marin Znaor, diplomski rad, 2016

Elementi valorizacije i alternacije tradicijske arhitekture dalmatinskog zaleđa

Varijantna rješenja – propitivanje projekta

5D BIM – troškovi projekta

Marin Znaor, diplomski rad, 2016

Antonio Draganić, diplomski rad, 2018

4D i 5D BIM – tehnologija izvođenja

Antonio Draganić, diplomski rad, 2018

6D BIM – analiza_certifikati održivosti

Mogućnosti 6D BIM-a:

Energetska analiza cijelog objekta

Detaljna energetska analiza

Mogućnost praćenja održivih elemenata u objektu

Ivan Šimić, diplomski rad, 2018

Rezultati proračuna – modela postojećeg stanja

Vanjski zid4_opeka 38

Rb. Materijal d (cm) λ (W/mK) μ (-) sd (m)

1. Šuplja fasadna opeka od gline 38,00 0,550 8 3,04 1200,00

Vanjski zid4_opeka 38

Rb. Materijal d (cm) λ (W/mK) μ (-) sd (m)

1. Šuplja fasadna opeka od gline 38,00 0,550 8,00 3,04 1.200,00

2. Polimerno cementno ljepilo 0,50 0,900 14,00 0,07 1.650,00

3. Ekspandirani polistiren 15,00 0,037 60,00 9,00 21,00

4. Žbuka na bazi akrilata 0,50 0,900 130,00 0,65 1.700,00

83%

Rezultati proračuna – modela unaprijeđene energetske

učinkovitosti

Ivan Šimić, diplomski rad, 2018

• Razinu razvoja (Level of Development) LOD za svaku komponentu modela uveo je AIA

(American Institute of Architects) u 2008. godini

• Razina razvoja definira se kao razina cjelovitosti koju je BIM model razvijao

• LOD opisuje korake kroz koje se BIM model može logično razvijati od najniže razine

detaljnosti prema najvišoj razini preciznosti

LOD

Razina razvoja definira se kao razina cjelovitosti koju je BIM model razvijao

LOD opisuje korake kroz koje se BIM model može logično razvijati od najniže

razine detaljnosti prema najvišoj razini preciznosti

LOD

LOD nazivi Opis modela Mogućnosti modela

UK SAD NL, DK AU

1 - 0 - Modeli imaju svojstva ograničenosti. Vizualni modeli bez informacija.

2 100 1 A Model sadrži određene informacije kao što

su površina, volumen i orijentacija.

Model se koristi za procjenu

troškova, temeljenu na površinama,

volumenu ili sličnoj procjeni. Model se

koristi u fazi planiranja i izgradnje.

3 200 2 B

Elementi u modelu su modelirani kao

generalizirani sustavi, s približnim

količinama, veličinom, oblikom, položajem i

sadržajem. Ne geometrijske informacije

mogu biti pridružene modelu.

Model se koristi za procjenu troškova

na temelju približnih podataka.

Model se koristi za vremenski prikaz

izvedbe glavnih elemenata.

4 300 3 -

Elementi u BIM modelu su modelirani

specifično i precizno u smislu količine,

veličine, oblika, položaja i orijentacije. Ne

geometrijske informacije također su

pridružene modelu.

Model se koristi za procjenu troškova

na temelju određenih podataka.

Model se koristi za vremenski prikaz

izvedbe detaljnih elemenata.

Prikladan za izvedbu tradicionalne

projektne dokumentracije.

LOD

LOD nazivi Opis modela Mogućnosti modela

UK SAD NL, DK AU

5 350 4 C

Elementi u modelu su modelirani specifično i

precizno u smislu količine, veličine, oblika,

položaja i orijentacije sa svim montažnim

elementima i njihovim detaljnim informacijama. Ne

geometrijske informacije također su pridružene

modelu.

Troškovi se temelje na stvarnoj prodajnoj

cijeni specifičnih elemenata. Model se

koristi za vremenski prikaz izvedbe detaljnih

elemenata uključujući načine i metode

izgradnje.

6 400 5 D

Elementi u modelu su modelirani kao konstruktivni

sklopovi, sa stvarnim i točnim odnosima u smislu

količine, veličine, oblika, položaja i orijentacije sa

svim montažnim elementima i njihovim detaljnim

informacijama. Ne geometrijske informacije

također su pridružene modelu.

Model se koristi za održavanje, mijenjanje i

dodavanje u projekt, ali samo u mjeri koja je

u skladu sa dozvolama odobrenih

ugovorom.

7 500 6 E "Asset Information Model" koristi se za održavanje

i stalni nadzor.

LOD

LOD

IFC Industry Foundation Classes

• To je neutralna platforma, otvorena datoteka, format koji nije pod kontrolom jednog dobavljača ili skupine proizvođača.

• Prva verzija IFC-a, IFC1.5.1, druga IFC 2.0.

• To je objektno-osnovan format datoteke s podatcima razvijen od strane buildingSMART (bivši Međunarodni savez za interoperabilnost, IAI) kako bi se omogućila interoperabilnost u arhitekturi i graditeljstvu (AEC) i industriji, te je najčešće korišten format prilikom suradnje u gradnji putem modeliranja projekata (BIM).

• Model IFC specifikacija je otvorena i dostupna u sklopu službene međunarodne norme ISO 16739:. 2013.

IFC Industry Foundation Classes Od 2000. godine do danas, postoje četiri X verzije:

IFC2x

IFC2x2

IFC2x3

IFC2x4.

Interoperabilnost

4 vrste interoperabilnosti:

• prva vrsta je interoperabilnost na razini datoteka tj. sposobnost dva različita alata da uspješno razmjenjuju datoteke

• druga vrsta interoperabilnosti je sintaksna interoperabilnost tj. sposobnost da dva alata raščlane dvije vrste datoteka bez pogrešaka

• treća vrste interoperabilnosti je vizualna interoperabilnost. Vizualna interoperabilnost je sposobnost da dva različita alata vjerno vizualiziraju model nakon razmjene podataka

• četvrta vrsta interoperabilnosti je semantička. Semantička interoperabilnost odnosi se na sposobnost dva alata da za istu vrstu informacije pridružene elementu daju isto tj. zajedničko značenje.

Za generiranje i prijenos podataka korišteno dva načina modeliranja: 1.modeliranje s općim predloškom Revit familije Structural Framing - Complex and Trusses 2.modeliranje iz predodređene Revit familije Metric Structural Trusses.

Josip Pavin, diplomski rad, 2019

Informacija Podatci

Poprečni presjek štapova

oblik štapa

visina poprečnog presjeka

širina poprečnog presjeka

Geometrija modela položaj štapova

nagib štapova

Karakteristike materijala

razred betona

modul elastičnosti

koeficijent toplinskog širenja

Rubni uvjeti upetosti upetost na krajevima štapova

vrste ležajeva

Opterećenja

vrsta opterećenja

iznos opterećenja

smjer djelovanja opterećenja

kombinacije opterećenja

Josip Pavin, diplomski rad, 2019

Josip Pavin, diplomski rad, 2019

Josip Pavin, diplomski rad, 2019

Revit → RSA

(direktna veza)

Revit→RSA

(IFC 2X3)

Revit→SAP2000

(IFC 4)

Poprečni presjek štapova

Oblik štapa

Visina poprečnog presjeka

Širina poprečnog presjeka

Geometrija modela

Položaj štapova

Nagib štapova

Karakteristike materijala

Razred betona

Modul elastičnosti

Koeficijent toplinskog širenja

Rubni uvjeti upetosti

Upetost na krajevima štapova

Vrste ležajeva

Opterećenja

Vrsta opterećenja

Iznos opterećenja

Smjer djelovanja opterećenja

Kombinacije opterećenja

Josip Pavin, diplomski rad, 2019