e-gépész online szaklap

Az Épület Információs Modellezés (BIM) áttekintése gyakorlati szemszögből

| | |  0 | |

Az Épület Információs Modellezés (BIM) áttekintése gyakorlati szemszögből

Ahogy szerte a világban, úgy hazánkban is egyre inkább ismert és elterjedt az épület információs modellezés, gyakrabban emlegetett nevén a BIM. Mi is ez valójában, s hogyan lehet segítségünkre az épületgépészetben? A BIM nem csupán egy eszköz az adott projekt kivitelezéséhez, sokkal inkább egy folyamat. Annak érdekében, hogy ezt jobban átláthassuk, a mozaikszó minden egyes betűjét érdemes külön-külön is elemezni.

A szerző a  PTE Műszaki és Informatikai Kar, Gépészmérnök Tanszék mérnöke.
A cikk a Magyar Épületgépészet 2018/1-2. számában jelent meg, melynek tartalomjegyzéke itt letölthető.

B mint Épület (Building)

Fontos észben tartani, hogy esetünkben az „épület” itt nem egy konkrét épületet jelent. A BIM-et jóval többre is használhatjuk, mint egy ház, illetve az ahhoz tartozó gépészeti rendszerek egyszerű megtervezésére. Közelebb járunk a jobb megértéshez, ha a mozaikszó első betűjét inkább „építeni”-ként értelmezzük. Ilyesformán ez egy olyan komplex folyamatot hivatott jelölni, amiben többen is részt vesznek, hogy valamit közösen felépítsenek, legyen szó építészetről, gépészetről, villamosságról, tereprendezésről vagy akár nagy volumenű projektekről. A szakágak teljes együttműködését jelenti, ahol már a tervezési fázisban mindenki beleláthat a másik munkájába, ezáltal pedig az elképzelések párhuzamosan bontakozhatnak ki, valamint a munkát mindvégig bizonyos fokú kölcsönös függés és egymásra hatás jellemzi.

I mint Információ (Information)

Az információtartalom az, ami megkülönbözteti a BIM-et a klasszikus tervezéstől. Ettől válik az eszköz igazán „okossá”, a puszta vizuális reprezentáción túlmutatóvá. Minden projekt óriási mennyiségű információval rendelkezik, kezdve a költségektől, egészen a teljesítménymutatókig és a becsült élettartamig. Ennek, az egyébként nehezen kezelhető mennyiségű adatnak és információnak a rendszerezésére és nyomon követésére lehet segítségünkre a BIM.

M mint Modellezés (Modelling)

A BIM folyamat közben minden projektet kétszer építenek fel. Egyszer virtuálisan, annak érdekében, hogy biztosak lehessenek, minden elképzelés megfelelő lesz, és egyszer fizikálisan, hogy a terv a való életben is megvalósuljon. A virtuális térben a teljes munka áttekinthetővé válik, illetve ha a módszert már a tervezés fázisában is alkalmazzák, rengeteg hiba elkerülhető, amivel idő, pénz és keletkező hulladék is megtakarítható. A létrejövő modell az épület tulajdonosának egy eszközévé válik, amit jóval az építkezés után is hasznosítani tud karbantartási és más döntéseknél. Adott esetben a későbbi értékesítés során szintén pozitívum, amennyiben a létesítmény BIM módszerrel készült.

 

Tévhitek a BIM-mel kapcsolatban

Első: csak az építészeknek való

Drága, összetett épületinformációs szoftverek weboldalain és hirdetésein látványos üvegpalotákat és felhőkarcolókat látva arra gondolhat az ember, hogy ezek a szoftverek és a mögöttük húzódó BIM tudománya inkább csak az ambiciózus és nagy építészeti alkotásokhoz szükségesek és indokoltak. Ennek a tévedésnek az az oka, hogy elsők között a nagy építész és építőipari cégek voltak azok, akik alkalmazták a BIM módszerét. A valóságban viszont gyakorlatilag bármilyen építőipari környezetben alkalmazható, ideértve:

  • Építészet és épülettervezés
  • Épületszerkezetek
  • Épületgépészet és épületvillamosság
  • Energia- és közműhálózat
  • Autópálya- és útépítés
  • Tereprendezés és földmérés
  • Part menti és tengeri építészet
  • Vasút- és metróhálózat
  • Alagútépítés
  • Várostervezés és smart city.

Második: csak egy tervezői eszköz

Habár a BIM alapjait a 3D modellező és információkezelő szoftverek képezik, ez mégsem csak egy látványos CAD program. A szoftver valóban nélkülözhetetlen, de a BIM ennél többről szól.

A BIM lényege maga az információ. Nemcsak egyszerűen az épület és a benne helyet foglaló rendszerek szemrevaló 3D modelljét tartalmazza, hanem összekapcsolódó adatok számtalan rétegét hozza létre és rendszerezi, lehetővé téve ezzel az összedolgozást és a csapatmunkát. Létrehozhatunk egy 3D CAD modellt BIM szoftver segítségével úgy, hogy figyelmen kívül hagyunk minden információtartalmat, de fordítva ez már nem igaz: nem tudunk BIM modellt készíteni egy 3D CAD programmal. A 3D-s modell tehát nem egyenlő a BIM modellel.

Harmadik: egyszerűen levehető a polcról

Azt gondolhatnánk, hogy egyszerűen veszünk egy BIM szoftvert és utána minden megy magától.

A gond ezzel az, hogy ugyan a BIM fizikálisan tényleg csak egy szoftver, mégsem csupán egy tervezői eszköz. Elkezdhetünk benne rajzokat készíteni, de a végeredmény csupán ennyitől még nem teszi azt BIM-mé.

A korábbi munkafolyamat átalakítása lényeges része a BIM-nek. Annak érdekében, hogy ezt helyesen tegyük, elkötelezetten törekednünk kell arra, hogy megváltoztassuk azt, ahogyan mi magunk és a csapatunk tagjai dolgoznak. Az új rendszerre átállni nem lesz egyszerű, mivel nekünk kell alkalmazkodni hozzá, de hosszú távon mindenképpen megéri.

 

A BIM által nyújtott előnyök

Ha a csapatunk felkészült és már rendelkezik némi rutinnal, akkor az épület információs modellezés az alábbi előnyöket fogja nyújtani számunkra.

Együttműködés és koordinálás

A virtuális modellen keresztül a különböző szakágak már a tervezés fázisában együtt tudnak gondolkodni és tervezni. Belelátnak egymás munkájába, ismerik a másik koncepcióit és helyigényeit, a biztonsági előírásoknak könnyebben meg tudnak felelni (1. ábra).

 1. ábra. Különböző gépészeti szakágak elhelyezkedése az épületben [1]

Magas szintű rugalmasság, személyre szabhatóság és gyorsabb tervlapkészítés

Munkánk során sokszor változnak az elképzeléseink és a korábban kidolgozott rendszerelemek. Amennyiben egy BIM modellen dolgozunk, az elemeink 3 dimenziósok és egymással szerves kapcsolatban állnak.

Ha változtatni szeretnénk valamit, például a légcsatornáink nyomvonalát vagy magasságát, akkor nem kell újrarajzolnunk azokat, elegendő csak odébb húzni egy elemet, és minden más ennek megfelelően alkalmazkodik. A meglévő metszeteink, alaprajzi nézeteink frissülni fognak, a módosításhoz szükséges elemek pedig automatikusan elhelyezésre kerülnek a modellben. Ha korábban generáltunk már táblázatokat, anyagkigyűjtéseket, akkor azok is módosulnak.

Előre definiált sablonok segítségével az adott nézeteinket gyorsan átállíthatjuk a feladatnak megfelelően, ezzel bizonyos elemek elrejtve vagy éppen kiemelve lesznek az adott nézeten, megkönnyítve ezzel a szakágak elemzését.

Az idő és a költségek optimalizálása

Habár a tervezési fázis összetettebb lesz, és adott esetben hosszabb is a munkamódszertől függően, ennek gyümölcsét a kivitelezés során lehet leginkább érezni. A projekt jobban ütemezett, a szakágaknak kevesebbet kell egymásra várni, előre ismertek az anyagköltségek, és a kivitelezés nehezebb, veszélyesebb fázisaira is fel lehet készülni (2. ábra).

 

2. ábra. Erőfeszítések a projektben az idő függvényében BIM és hagyományos tervezés esetén [1]

Könnyebb karbantarthatóság és az épület életciklusának követése

Az elkészült létesítményhez kapcsolódó BIM modell nagy segítséget adhat a felhasználójának abban, hogy számon tartsa, milyen kopó és karbantartást igénylő elemek vannak, azoknak a tervezett élettartamából mennyi van még hátra, illetve pontos képet kaphat azok fizikális helyéről és körülményeiről. A modellt felhasználva lényegesen egyszerűbb a későbbi felújításokat is megszervezni.

A BIM árnyoldala

Sokszor tapasztalhattuk más területeken is, hogy a gyakorlat nem feltétlenül felel meg az elméletnek. Habár az elmélet nélküli gyakorlat könnyen torkollhat céltalan próbálkozásba, mégis fontos az adott módszereket és eszközöket a valós követelményekhez és a piac elvárásaihoz igazítani.

Hazánkban már évek óta hallhatunk a BIM-ről, mégis kevesen alkalmazzák azt a definíciók szerint, illetve a megrendelőnek sem egészen világos, mit is várhat ettől a módszertől. Mielőtt arra gondolnánk, mi vagyunk lemaradva, meg kell jegyeznem, tapasztalataim alapján tőlünk nyugatabbra, illetve a tengerentúlon sincsenek a helyzet magaslatán, ha BIM-ről van szó.

A baj forrása jellemzően az, hogy lassan sajátítják el ennek a gyors ütemben bővülő és fejlődő tudományterületnek az alapjait, illetve a megszokott munkarutinjukat sem módosítják a BIM igényeinek megfelelően. Jóllehet a gazdagabb országok számára könnyebben megfizethetőek a legújabb BIM szoftverek, mégis, egy adott projekt megfelelő kivitelezése többször félresiklik a szakértelem hiánya, a hibás munkafolyamat és kevés kommunikáció következtében.

Összetettebb projektekhez nem elegendő a tervezői mérnökcsapat, hanem szükséges hozzá még egy kiegészítő BIM modellező csapat is, akik szoros együttműködésben tudnak dolgozni a mérnökökkel. Erre azért van szükség, mert egyrészt a BIM modellezés időt és rutint igénylő folyamat, másrészt plusz tudást és készségeket is megkövetel. Nagyobb és összetettebb modellek esetén nem várható el a tervezőktől, hogy a modellt is építsék fel, illetve paraméterezzék annak elemeit. Ebből következik, hogy a több munkaóra a tervezés során nagyobb költségeket von maga után, ezen felül plusz szakértelmet is megkíván. Ráadásul egy rosszul meghozott vagy éppen kihagyott szervezői döntés könnyen káoszba sodorhatja a projektet.

A BIM folyamata, fázisai

Egy sikeres BIM projekthez szükséges egyrészt egy mérnök csapat, akik a rendszereket megtervezik, másrészt egy BIM modellező csapat, akik mindezt megmodellezik, a hibákkal kapcsolatban visszajelzést adnak a mérnök csapatnak, illetve a keletkező elemeket megfelelően felparaméterezik, végül pedig tervlapokat és táblázatokat készítenek a végleges modell segítségével a kivitelező számára (3. ábra).

 

3. ábra. A BIM folyamata egy projekt során [1]

Épületgépészként szerencsés esetben az építészeti tervezés közben már bekapcsolódhatunk a folyamatba, így annak alakulására hatással lehetünk. Kevésbé szerencsés esetben már csak annak lezártával kapjuk meg a feladatot. Akárhogyan alakul, a BIM esetében is a munkánk nagyban függ az építészeti modell minőségétől, mivel akárcsak a hagyományos tervezés során, itt is erre kell építenünk a saját munkánkat. Ha abban hiányosságok vannak vagy valótlan elemek, akkor rengeteg pluszmunkának nézhetünk elébe.

Modellezőként a legtöbb esetben nekünk vagy a megrendelőnek digitális tervfeldolgozásra van szüksége, hogy az elkészült gépészeti tervet egy virtuális kivitelezés során leellenőrizzük az épület modelljével összevetve, hogy tényleg megépíthető-e, a rendszerek és az épületszerkezet között vannak-e ütközések, és azokat még ebben a fázisban kijavítsuk (ezt hívják koordinálásnak), így elkerülve, hogy a kivitelezéskor időt és pénzt veszítsünk. Ehhez a legegyszerűbb BIM szoftvereket alkalmazni, mint például az ArchiCAD MEP Modeler vagy a Revit.

4. ábra. A szakágak modelljeinek kapcsolata a koordinálás során [1]

Ezzel párhuzamosan modellezés közben az elemeket paramétereznünk kell, azaz pl. jelölnünk kell, hogy melyik csőszakasz melyik rendszerhez tartozik (fűtési előremenő/visszatérő). Részletezettségtől függően be kell állítani a rendszer- és nyomásspecifikusan használt anyagokat, a hozzájuk rendelt idomokat és az azok között alkalmazott kötéseket.

Miután ez kész, és ütközésmentes a modell, jöhetnek a felfüggesztések. Ezeket értelemszerűen úgy kell elhelyezni a modellben, hogy ne ütközzenek egymással és más elemekkel, miközben betartjuk a megfelelő osztó távolságokat.

A kivitelezés menetét követve különböző építési fázisokat kell létrehozni a modellben, ezzel adva a modell negyedik dimenzióját. Innen számít csak igazán BIM-nek egy modell. Erre épül az ötödik dimenzió, ami a költségeket takarja, azaz hogy az építkezés során a különböző fázisokban (amit a 4D takart) mi mennyibe fog kerülni. Ezt még bővíteni lehet egy hatodik dimenzióval is, ami a létesítmény-fenntartást jelenti. Így jutunk el a kezdeti épületkoncepciótól a végső épület-fenntartási tervekig (5. ábra). Az ezzel járó rengeteg adat rendezett és rugalmas kapcsolatát foglalja magában az épület információs modell.

5. ábra. Kiterjesztett valóság (AR) alkalmazása létesítmény-fenntartási feladatoknál [1]

Összefoglalás

Mint érezhető, a BIM-et alkotó rengeteg információ, geometriai kidolgozás, logisztikai és ütemtervek, költségkimutatások sok odafigyelést, szakértelmet, időt és ami a legfontosabb, csapatmunkát igényelnek. A BIM lényegében számos tudományterületnek (pl. mérnöki tudományok, informatika és 3D technológiák, logisztika) a találkozási pontjában helyezkedik el. Ha minőségi eredményt szeretnénk látni, akkor ehhez az összes terület szakértőinek össze kell fognia.

Hazánkban ennek az új, éppen születőben lévő szakmának még mindenképpen időre van szüksége, amíg a szabványok kialakulnak, elsajátítjuk a kellő tudást, és a munkavégzési szokásaink is ehhez alkalmazkodnak. Ám ahogyan annak idején a kézi rajzolást is megállíthatatlanul leváltotta a gépi rajzolás, úgy a BIM is a versenyképessége révén  idővel átveszi majd a helyet a hagyományos tervezéstől.

Irodalomjegyzék

[1] Treeck, Elixmann, Rudat, Hiller, Herkel,
Berger – Gebäude. Technik. Digital.
Building Information Modeling
Berlin, 2016. ISBN 978-3-662-52824-2

 

BIMMagyar Épületgépészet

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.

Facebook-hozzászólásmodul