e-gépész szaklap

Épület Információs Modellezési eljárás alkalmazása az épületgépészetben (BIM tervezés)

Frissítve: 2017. október 09.

Szerző: Virág Zoltán – Virág Zsolt – Orosz Tamás, DUOPLAN Kft.

Hasznos volt Eddig 21 látogatónak tetszett

Mi a BIM? A BIM (Building Information Modelling) a mai modernkori kihívásoknak és elvárásoknak megfelelő tervezési módszer. Bár a rendszer már a 2000-es évek elején elkezdett terjedni, hazánkban csak az elmúlt években lett hangsúlyos. Gyorsuló világunkban az információ azonnali rendelkezésre állása szinte alapvető elvárás, így tervezőként elsődleges feladatunk, hogy terveink a lehető legtöbb, egyszerűen és gyorsan hasznosítható információt tartalmazzák.

A cikk a Magyar Épületgépészet 2017/9. számában jelent meg, melynek tartalomjegyzéke itt letölthető.

A tervezői munka során a mérnök gárda egy létesítmény megvalósításán dolgozik, mégpedig az épület születése előtti időszakban. Ezt úgy éri el, hogy munkáját és feladatát – a valós életben végezve – először a virtuális világban oldja meg. A mérnöki virtuális világnak kiemelkedő szerepe van az épület megvalósulásának szempontjából, hiszen itt készül a gondolatból egy megvalósítható terv, amely alkalmas a kivitelezésre, a létesítmény megszületésére és az előirányzott életciklus megvalósítására.

Az épületgépészeti terv kidolgozása során fő célként tartjuk szem előtt, hogy a tervezett rendszer kiszolgálja a megálmodott új épület energetikai és komfortigényeit. Elégítse ki az épület különleges működési igényeit, műszaki követelményeit és a megvalósíthatóság gazdaságossági feltételeit. Messzemenően figyelembe vesszük, hogy magas műszaki színvonalú, ugyanakkor gazdaságos rendszer legyen, gondolva az élet- és vagyonvédelem elengedhetetlen szempontjaira is.

Az épületgépész mérnöknek az emberi komfort környezet kellemessé tételén kell dolgoznia. Ennek érdekében fontos az a gondolkodásbeli és technikai fejlődés, amellyel a mai igényeknek megfelelő különleges terek komfort-méretezését már a virtuális modellen el tudjuk végezni. A tudomány és a szoftverek fejlődésével egyre több lehetőségünk nyílik arra, hogy a virtuális terünkben létrejövő épületet már a tervezési munka folyamán a vonatkozó fizikai paraméterek alapján vizsgáljunk és alakítsunk az elvárásoknak megfelelően.

Az ember megfelelő környezetének kialakítása szempontjából számos fontos feladatot kell megoldani a virtuális és a valós épületben egyaránt. Az energia-felhasználás csökkentése, alternatív energiaforrások felhasználása, valamint az üzemeltetési költségek figyelembevételével a rendszereinket úgy kell kialakítanunk, hogy az épület használata során biztosíthatóak legyenek az emberek által használt élettérben a megfelelő funkcionális és komfortparaméterek értékei.

Hogyan tudjuk ezeket a mérnöki kihívásokat összekapcsolni a BIM tervezési folyamattal? A mérnöki világban a háromdimenziós tervezési eljárás mára teljes mértékben elterjedt. A tévhitek elkerülése érdekében fontos kiemelni, hogy önmagában a háromdimenziós tervezés nem BIM, viszont a három dimenzióban elkészülő modellek az alapjai ennek a komplex rendszernek. A tervezett 3D modell akkor válik egy intelligens BIM modellé, amikor a modellben található minden egyes tervezett elemet megfelelő fizikai, gazdasági és egyéb jellemző paraméterekkel feltöltünk, amelyeket a későbbiek folyamán bármikor ki tudunk nyerni és az adott igényeknek megfelelően felhasználni. Az így készülő modellt már a tervezés folyamán, a tervezőszoftver keretein belül tetszőleges fizikai és gazdaságossági vizsgálatoknak tudjuk alávetni. Ezzel rengeteg időt és költséget tudunk megtakarítani, valóságközeli szimulációkat végezni és jelentősen csökkenteni a hibázás lehetőségét.


Kórházépület gépészetének 3D-s látványterve

A BIM legfontosabb jellemzője azonban a lehetőség a KÖZÖS munkára. Nemcsak a gépészeten belüli egyes szakágak tudnak együttműködni, hanem mindenki, aki részt vesz a projektben, a megrendelőtől kezdve a tervezők, gyártók, kivitelezők és épületüzemeltetők mind részei ennek a nagy közös rendszernek. A BIM ezzel már modell szinten összeköti a technikai megoldásokat az épület jövőbeli társadalmi és gazdasági szerepével, megkönnyítve, felgyorsítva a szakágak közötti kommunikációt. Ezzel a hatékonysággal rengeteg idő takarítható meg már a tervezés folyamán is, valamint az épület élettartama alatt, amivel a korábban használt megoldásoknál jelentősen olcsóbb lett az épület életciklusának menedzselése.

A BIM rendszer teljes megértéséhez szükség van arra, hogy megvizsgáljuk a felépítését. A BIM egy többrétegű rendszer. Egyrészről van egy műszaki információkat tartalmazó magja, másrészről pedig egy szociális információkat tartalmazó, minden résztvevőt tartalmazó összetevője.

A rendszer alapja a már említett 3D modell, ami a rendszer ‘magja’. Ez a modell csak geometriai és vizuális információkat tartalmaz a tervezendő épület elemeiről. Ezt a modellt bővítjük fel azokkal a paraméterekkel, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a tervezett rendszer minden elemét valós fizikai paraméterekkel méretezzük. Az ezzel létrejövő ‘intelligens’ modell elemeit további tetszőleges műszaki és hasznos információtartalmú paraméterrel bővíthetők, amelyeknek fontos szerepe lehet gyártási, üzembentartói vagy egyéb szempontokból. Az eddig felsorolt rendszerelemek alkotják a BIM műszaki magját. A műszaki mag minden eleme megfelelően felépíthető egy megfelelő célszoftver segítségével.


Elkészült BIM modell


Hőközpont BIM terve


Légkezelő gépház részlet

Ezzel párhuzamosan található az a szociális komponens, amely segítségével megvalósítható a projekt minden résztvevője közötti közös munka. Megfelelő célrendszerek segítségével projekt szinten egyszerűen össze lehet hangolni, hogy minden résztvevő hozzájusson a számára hasznos információkhoz, valamint hogy az egyes szakágak műszaki modelljei végig összhangban legyenek.

Az épület gépészeti rendszereit a tervezési munkánk során úgy kell felépítenünk, hogy azok kiszolgálják a komplex létesítmények működésekor jelentkező általános és különleges igényeket. A nagyobb létesítmények tervezése épületinformációs modelltervezési eljárással, csapatmunkát igényel. A tervező műhelyünk tagjai a saját munkájuk alapján – mivel a gépészeti tervek és látványtervek modellben készültek – azon szerencsések közé tartoznak, akik már a tervezési időszakban „sétálhatnak” az általuk felépített virtuális térben.

A tervezés során az épületet egységként kezeljük, így a szinteken lévő épületgépészeti vezetékek kapcsolatát a virtuális térben már tisztán láthatjuk. A rendszerben való gondolkodás és annak megjelenítése új távlatokat nyit a tervezés folyamatában. A tervező nyugalmát biztosítja a látvány, amely bizonyítja, hogy a virtuális térben felépült rendszer a valóságban megépíthető és a tudat, hogy a születendő létesítmény biztosítja az emberi komfortérzet az üzemvitel és a fenntarthatóság kritériumait.

A virtuális világban az épület megtervezése és a modell felépítése csapatmunkát igényel. Ez szó szerint azt jelenti, hogy a tervezői gárdának egyazon modellen kell dolgoznia. Minden változtatást és tervezői lépést a modell minden eleme lekövet és informálja a tervezőcsapatot a virtuális építés fejlődéséről.

A tervezői folyamat során, így az épületinformációs modellezési eljárás esetében is törekednünk kell arra, hogy a majdan üzemelő létesítmény a lehető legkevesebb fosszilis és elektromos energiát vegye ki a közműhálózatból. A fenntartható épület igényének megfelelően az üzemeltetés költségein túl a környezetet terhelő szennyezőanyag kibocsátást is csökkentenünk kell. A mérnöki tervezés kiemelten fontos célja az épületek alacsony energiafelhasználásának az elérése. A kijelölt célok elérése egy jól szervezett BIM projektben hatékonyan és gyorsan megoldható, mivel a társtervező szakágak (építész, gépész, elektromos, épületszerkezet tervező, automatika tervező stb.) mind egyazon helyről szerzik az információkat, és ezek az információk mindenki számára egyformán elérhetők.

A tervezési folyamat azonban nem áll meg az épület megszületésével. Az épületet a teljes életciklusa alatt gazdaságosan üzemeltetni kell. A tervező munkájának fontos eleme, hogy a virtuális térben felépített és modellezett virtuális épület minél több információját adja át a megvalósításért felelős mérnök gárdának. Az információáramlást biztosítani kell a létesítmény teljes élettartama idején. Ez már nagyon komoly mérnöki munkát igényel, amelyhez már komoly hardver és szoftver támogatás is szükséges. Elérkezett ez az idő, hiszen a feltételek biztosítottak.

A következőkben együtt kell kezelnünk az épület összes elemeinek információját. Ehhez szükségünk van fejlett rajzolói, tervezői, építési és üzemeltetési eljárások ismeretére. A tervezési fázisoknál – programterv, koncepcióterv, 3D modelltervezés, folyamat szimuláció – az egyes elemek minden egyes térbeli, fizikai jellemzőit ismernünk és digitálisan a tervben tárolnunk kell. A tervezési folyamat dokumentációját úgy kell elkészíteni, hogy a költségelemzés, az anyagrendelés, a gyártás, a kivitelezés ütemezése és az organizáció a rendszer segítségével elvégezhető legyen.

A rendszernek releváns műszaki adatokat, információkat kell tartalmazni a gazdaságos és hibamentes épületüzemeltetés részére.

További információkat kell tárolnunk az épületinformációs modellezési eljárás során az életciklus végén levő elágazáshoz. Egyrészt az életciklus végén az épület felújítása során az információk hordozzák a beépített anyagok jellemzőit és a felújítási programtervhez nyújtanak segítséget. Másrészt az életciklus végén az épület bontásakor a tárolt adatok segítséget nyújtanak az anyagok újrafeldolgozási folyamatának kidolgozásához, valamint a hulladék szelektív bontási, gyűjtési folyamatának és újrahasznosításának kidolgozásához.

A BIM rendszer tartalmazza a tervek ellenőrzésének egyszerűsítése, hibáinak kiküszöbölése végett kifejlesztett, a virtuális térben felépített modell ütközésvizsgálatát. Ezzel rövid idő alatt ki lehet szűrni a modellben szereplő tervhibákat. Gyorsasága miatt akár lehetőség van arra is, hogy a folyamatos tervszolgáltatás esetén minden új tervváltozaton elvégezzék ezeket a vizsgálatokat, így egyszerűen ellenőrizhetővé válik a hibák kijavításának megtörténte, illetve esetleges hatása is.

A tervezés során az épületet egységként kell kezelnünk, így a szinteken levő épületgépészeti vezetékek kapcsolatát a virtuális térben már tisztán láthatjuk. A rendszerben való gondolkodás, és annak a 3D megjelenítése új távlatokat nyit a tervezés folyamatában. A tervezés alapján a részletrajzok, valamint a metszetek könnyen elkészíthetők. A tervező nyugalmát biztosítja a látvány, amely bizonyítja, hogy a virtuális térben felépült rendszer a valóságban megépíthető.


BIM elem információtartalma

Véleményünk szerint egyre szélesebb körben terjed el a szakmai köztudatban a „BIM” fogalma. Ez a fogalom már több évtizede létezik, azonban csak néhány éve vált általánosan ismerté. A szoftverfejlesztő cégek is felismerték az ebben rejlő lehetőségeket, így már nagyon sok program képes a BIM-nek megfelelő modellek előállítására. A szoftverfejlesztők olyan BIM szoftvereket hoznak létre, amelyek többféle fájlformátum kezelésére képesek.

Ma már egyre több mérnökiroda használja ki a BIM lehetőségeit. A külföldi tendenciákat figyelve előre vetíthető, hogy egyre szélesebb körben alkalmazni fogják a BIM rendszereket, és ezzel hatékonyabbá teszik az épületek megvalósulásának és fenntartásának folyamatait. A rendszer implementációját jelentősen gyorsítja, hogy egyre gyakoribb megrendelői elvárás a tervezők felé a BIM rendszerek használata.

Látható a fejlődés, hogy a tervező virtuális világában is előreléphetünk és az épületinformációs modellezési eljárással megvalósíthatjuk azt a lehetőséget, hogy még közelebb kerülhessünk a való világ folyamatainak megismeréséhez, és mi épületgépészek az emberi komfort biztonságosabb megvalósításához.

Megjelent tehát a modellezési eljárás a tervezés virtuális világában, az már rajtunk múlik, hogy ezt a rendszert használjuk a megfelelő környezet és emberi közérzet biztosítása érdekében.


Hasznos volt Eddig 21 látogatónak tetszett

Nyomtatható változat

Hozzászólások:

(Még nem érkezett hozzászólás.)

Hozzászólok a cikkhez:

Új hozzáférés:

Regisztrálok

Meglévő hozzáférés: