În articolul precedent, Introducere în utilizările BIM [1], am descris, în linii generale, ce sunt utilizările BIM și cum se stabilesc.
În acest articol ne orientăm către sectorul construcțiilor din România și vom vedea care sunt cele nouă utilizări BIM de bază, definite în cadrul Anexei D.2 din ghidul RTC 8 – 2022 (link ghiduri BIM [2]), publicat de Ministerul Dezvoltării, Lucrărilor Publice și Administrației (M.D.L.P.A.). Conform ghidului, acestea ar trebui să se aplice pe majoritatea proiectelor de construcții realizate în sistem BIM.
Mai jos descriem fiecare dintre cele nouă utilizări, cărora le-am dat indici de la U1 la U9, pentru a face mai ușor referințe între ele. Pentru fiecare utilizare BIM încercăm să stabilim un context care să ne arate de ce avem nevoie să o folosim, o descriere pentru a înțelege la ce se referă și unele aspecte importante care am considerat că trebuie menționate, în baza experienței noastre.
Înainte să începem, am vrea să precizăm unele lucruri pentru a evita înțelegerea eronată a informațiilor prezentate. Descrierea utilizărilor BIM de mai jos are un caracter general care are scopul de a ne familiariza cu aceste concepte, dar nu este suficient pentru implementarea propriu-zisă a fiecărei utilizări descrise. Stabilirea modului în care se implementează fiecare utilizare BIM, inclusiv detaliile tehnice, se face printr-un document denumit Planul de Execuție BIM (eng. ”BIM Execution Plan”, abreviat ”BEP”) care se elaborează înaintea demarării activităților de modelare. Pașii de stabilire a implementării BIM la nivelul unui proiect, din punct de vedere al managementului, sunt specificați în standardul ISO 19650-2:2018 [3] și descriși mai amănunțit în ghidurile publicate de M.D.L.P.A. menționate anterior. Din punct de vedere tehnic, calitatea implementării BIM ține de cunoștințele și experiența de elaborare și utilizare a modelelor BIM ale persoanelor implicate direct în activitățile respective.
U1. Modelarea situației existente sub forma unui model de informație
Context
Utilizare BIM aplicată când avem nevoia să dispunem de informațiile din teren în sistem BIM, pentru a le utiliza în diferite feluri, precum analize, scenarii, sau pentru a servi ca bază pentru elaborarea viitorului proiect. În dependență de complexitatea terenului, prezența unor construcții existente pe teren și scopurile proiectului, putem avea nevoie de diferite niveluri de implementare a acestei utilizări BIM.
Descriere
Elaborarea unui model al situației existente de pe teren, prin utilizarea unui software cu capabilități BIM împreună cu modalități de captare 3D a informațiilor privind condițiile existente. Poate implica activități precum simpla modelare BIM a unei ridicări topografice, dar și includerea informațiilor privind calitățile terenului, a geometriei și caracteristicilor construcțiilor existente pe teren, sau flux de lucru de tipul scan to BIM în baza norilor de puncte (eng. ”point clouds”).
Aspecte importante
Complexitatea situației existente și metodele de înregistrare a acestor informații (ridicări topografice, releveu, scanări 3D etc.).
Exemplu a unui model simplu, rezultat în urma utilizării BIM pentru modelarea condițiilor existente. În acest caz, terenul era liber de construcții. © eBIM
U2. Elaborarea soluției propuse sub forma unui model de informație
Context
Este cea mai comună utilizare BIM și se referă la producerea efectivă a modelului BIM al proiectului. Include toate activitățile prin care sunt produse informații în sistem BIM ce țin de proiect.
Descriere
Utilizarea unui software cu funcționalitate BIM pentru a elabora un model care conține soluția propusă a proiectului, sub forma unor geometrii 3D și a unor informații suplimentare, specificate în parametrii (atributele, proprietățile) aferenți geometriilor respective. Se referă la fiecare model BIM realizat de către fiecare specialitate de proiectare.
Aspecte importante
Scara proiectului, funcțiunea, specialitățile implicate, obiectivele privind alte utilizări ale modelului BIM și nivelului de informație necesar. Dacă avem ulterior alte utilizări BIM prin care extragem informații din model (analize, simulări, cantități ș.a.), aceste informații sunt produse în cadrul acestui utilizări BIM.
Exemplu a unui model 3D rezultat în urma utilizării BIM pentru elaborarea soluției propuse (proiectului). © eBIM
U3. Coordonarea soluțiilor propuse aferente specialităților
Context
Una dintre cele mai comune și apreciate utilizări BIM, datorită faptului că lucrul în sistem BIM face posibil un nivel de coordonare a proiectului care nu se poate implementa prin alte mijloace. Dacă, în cazul CAD, proiectul se coordonează, în principal, în mintea proiectantului, prin capacitatea de a-și imagina și suprapune în 3D desenele 2D (ce numim în facultate ”vedere în spațiu”), în cazul BIM putem vizualiza direct în 3D cum se suprapune geometria diferitor specialități (arhitectură, structură, instalații ș.a.). Mai mult, această suprapunere poate fi ”văzută” și de software, care ne poate indica locurile unde apar conflicte și ne poate ajuta, în acest fel, să le rezolvăm mult mai eficient.
Descriere
Suprapunerea, prin utilizarea unui software (sau a mai multora) cu asemenea capabilități, a modelelor elaborate de fiecare specialitate prin aplicarea Utilizării BIM U2 (punct anterior) pentru a obține un model BIM federalizat (model compus din mai multe modele) pe care-l utilizăm pentru a coordona proiectul. Cel mai des se referă la o procedură, recurentă pe parcursul proiectării, de detectarea automată a coliziunilor între elemente diferitor specialități și soluționarea acestora. Se poate referi și la alte aspecte, precum utilizarea continuă a modelelor celorlalte specialități ca link (referință) pe parcursul elaborării proiectului, pentru a preveni apariția coliziunilor, sau coordonarea unor relații între elementele modelate (spații necesare pentru instalare echipamente, acces pentru mentenanță ș.a.).
Aspecte importante
Definirea unui sistem de coordonate comun al modelelor, defalcarea elementelor modelate, modalitatea de a separa coliziunile importante (cum ar fi între o grindă și o conductă) de cele mai puțin importante (cum ar fi cele cauzate de accesorii de prindere, finisaje, mobilier).
Imagine 1 – Exemplu de utilizare BIM pentru coordonarea soluțiilor propuse aferente specialităților prin utilizarea celorlalte modele ca link.
Imagine 2 – Exemplu de coliziune între o conductă de canalizare și placa de beton armat, rezultată în urma rulării unui software pentru detectarea coliziunilor (clash detection). © eBIM
U4. Elaborarea estimării de cost în baza modelului de informație al soluției propuse
Context
Utilizare BIM similară dimensiunii 5D BIM (vezi articol despre Dimensiunile BIM [4]). Avem nevoie să o aplicăm atunci când vrem să extragem direct din modelul BIM cantitățile de materiale și costurile aferente punerii acestora în operă. Face posibilă trasabilitatea între cantități și model, actualizarea rapidă a modificărilor de cost rezultate din modificările de proiect.
Descriere
Utilizarea unui software (sau a mai multora) pentru a extrage cantitățile de materiale, din modelele realizate prin aplicarea Utilizării BIM U2, și a le conecta cu o bază de date de costuri pentru a estima costurile de execuție ale viitoarei construcții.
Aspecte importante
Defalcarea elementelor modelate în relație cu defalcarea cantităților și a costurilor. Un exemplu ar fi situația în care avem un sistem de pardoseală care poate conține o mulțime de straturi (finisaj, membrane, șapă, izolație ș.a.), trebuie să ne punem întrebări precum: costurile se vor face per sistem sau per strat? fiecare strat modelat are un articol de cost aferent sau nu? ș.a.m.d. De regulă implică mai multe soluții software, prin urmare trebuie să ne asigurăm că datele exportate din model pot fi importate în software-ul prin care sunt gestionate costurile.
Exemplu de utilizare a unui software cu capabilități BIM pentru extragerea unor cantități preliminare.
Stânga – lista de cantități preliminară extrasă din modelul 3D;
Dreapta – modelul 3D colorat conform capitole listă de cantități. © eBIM
U5. Elaborarea graficului de lucrări în baza modelului de informație al soluției propuse
Context
Utilizare BIM similară dimensiunii 4D BIM. O aplicăm atunci când vrem să ne asigurăm, cu ajutorul modelului BIM, că succesiunea activităților planificate de execuție a construcției este optimă, vrem să analizăm mai multe scenarii etc. Chiar dacă exemplele pe care le putem găsi online se limitează, de regulă, la filmulețe ale procesului de execuție, ar trebui să înțelegem că scopul este de a optimiza procesul respectiv, nu doar de a realiza o simulare video fără careva concluzii. Vrem să aplicăm această utilizare BIM într-un mod în care ne poate ajuta în luarea deciziilor. De regulă, va fi nevoie de mai multe iterații până se va găsi succesiunea optimă de activități.
Descriere
Utilizarea unui software (sau a mai multora) pentru a selecta și grupa, conform activităților de execuție, elementele din modelul BIM, elaborat prin aplicarea Utilizării BIM U2, și atașarea la grupurile rezultate de elemente a informațiilor privind datele planificate de începere și finalizare a lucrărilor respective. Poate implica generarea mai multor scenarii de succesiune a activităților de execuție pentru selectarea scenariului optim.
Aspecte importante
Defalcarea elementelor modelate în relație cu lucrările de execuție. Folosind exemplul anterior, dacă straturile din cadrul unui sistem de pardoseală se execută în momente diferite în timp (cum se întâmplă în mod normal) trebuie să ne asigurăm că sunt modelate într-o manieră care ne permite alocarea lor în activități separate. Un alt aspect sunt particularitățile tehnice de grupare în activități și subactivități din software-ul de simulare (dacă software-ul poate aloca un element compus/multistrat în grupuri diferite sau nu). Dacă se dorește conectarea activităților de execuție cu costurile de execuție, reieșite din utilizarea BIM anterioară (U4), pentru a putea cunoaște costurile în timp, trebuie planificat și acest aspect.
Exemplu simplu de planificarea a graficului de lucrări în baza modelului BIM. Sunt folosite doar 3 categorii de lucrări – pereți exteriori, compartimentări interioare și finisaje interioare . © eBIM
U6. Revizuirea soluției propuse cu ajutorul modelului de informație
Context
Utilizare BIM pe care o folosim atunci când avem nevoie să generăm vizualizări ale viitoarei construcții în baza modelului BIM, pentru a vedea de dinainte care va fi rezultatul, când încă-l putem optimiza cu costuri minime. În acest mod putem evita situațiile în care realizăm pe parcursul execuție, sau după finalizarea acesteia, aspecte precum: dacă ne place sau nu un material, dacă un spațiu se ”simte” mare sau mic, sau dacă o plimbare prin clădire este intuitivă sau alambicată.
Descriere
Utilizarea geometriei modelului BIM, elaborat în cadrul utilizării BIM U2, precum și adăugarea unor geometrii suplimentare unde e cazul (mobilier, anturaj ș.a.) într-un software de vizualizare, pentru înțelege cum va arăta viitoarea construcție. Ne putem referi la vizualizări realistice de tipul randărilor, la simulări video sau interactive de tipul realității virtuale (VR), la o detaliere digitală de tip ”mock-up” precum și la multe alte lucruri pe care vrem să le vedem pentru a le analiza.
Aspecte importante
Evitarea preconcepției că simpla existența unui model BIM, elaborat în cadrul utilizării BIM U2, implică faptul că acesta poate fi vizualizat într-o scenă realistică. Adăugarea materialelor, texturilor, luminilor ș.a.m.d. poate constitui un efort considerabil pe care trebuie să-l cerem și să-l planificăm din timp dacă dorim să utilizăm modelul în acest fel.
Exemplu de utilizare a modelului BIM pentru revizuirea proiectului prin vizualizarea realistica pe diferite device-uri. © eBIM
U7. Redactarea documentației în baza modelului de informație al soluției propuse
Context
Utilizare BIM de care vom avea nevoie în majoritatea cazurilor în care elaborăm un proiect în sistem BIM, datorită legislației în vigoare și a practicilor curente, care se bazează pe predarea pieselor desenate 2D și a documentației scrise.
Descriere
Utilizarea modelelor BIM, elaborate în cadrul Utilizării BIM U2, și completarea acestora cu informațiile grafice necesare (cote, etichete, hașuri, legende etc.) pentru a extrage piesele desenate, precum și extragerea informațiilor care se includ în piesele scrise.
Aspecte importante
Existența unei liste de livrabile, care să includă toate piesele care se extrag din modelul BIM, precum și a unui standard grafic, care specifică informațiile și reprezentarea grafică din piesele respective.
Exemplu de utilizare BIM pentru extragerea planșelor din modelul de instalații, utilizând modelele de arhitectură și structură ca referințe (link). © eBIM
U8. Compilarea modelului de informație al activului (AIM) în baza modelului de informație al proiectului (PIM)
Context
Odată cu finalizarea construcției și recepția lucrărilor, trecem în faza de exploatare, în care nu mai avem de a face cu un proiect ci cu o clădire, sau un activ. Se schimbă scopul pentru care vom avea nevoie de modelul BIM, de aici încolo îl putem utiliza pentru activități precum Facility Management sau diferite analize privind utilizarea construcției ș.a.m.d. Vorbim despre tipuri noi de utilizări BIM pe care nu le detaliem în acest articol, dar de care trebuie să știm că există. Pentru punerea în aplicare a utilizărilor BIM ce țin de exploatarea activului, multe informații din modelul BIM care au fost necesare în proiectare nu vor mai fi relevante și ne pot încurca în loc să ne ajute. De asemenea, forma pe care o aveau informațiile pentru a îndeplini scopurile proiectării poate să nu mai fie valabilă, prin urmare, poate să apară nevoia să organizăm informațiile respective într-un alt mod.
Exemple de informații din proiectare de care, de regulă, nu avem nevoie în mod curent în activitățile de exploatare pot fi studiile anterioare de soluții, diferite analize (structurale, energetice, acustice etc.), obiecte care au fost necesare pentru vizualizări sau randări ș.a.m.d. În schimb, vom avea nevoie să cunoaștem toate echipamentele din clădire, perioadele de mentenanță, durata garanției, spațiile disponibile în interiorul clădirii. Această listă poate fi extinsă în dependență de tipul construcției și obiectivele stabilite privind digitalizarea exploatării.
Este important să reținem că modelul BIM din proiectare nu dispare, el se arhivează și poate fi considerat o carte tehnică digitală a construcției.
Descriere
Extragerea, din modelele BIM elaborate în cadrul Utilizării BIM U2 (PIM*), a informațiilor strict necesare pentru exploatarea construcției și asamblarea lor (compilarea) sub forma unui model BIM dedicat exploatării (AIM**). Se realizează după finalizarea execuției și includerea în modelul BIM (prin reaplicarea Utilizării BIM U2) a informațiilor de pe parcursul execuției considerate relevante și necesare în exploatare.
Denumirea utilizării BIM conține termeni din standardele de management al informațiilor utilizând BIM (ISO 19650 [5]), menționate anterior, care se referă la distingerea a două forme principale pe care le are modelul BIM pe parcursul ciclului de viață al construcției:
*PIM = Project Information Model (model de informație al proiectului) – model BIM elaborat în perioada proiectării viitoarei construcții, de la concept până la finalizarea execuției și recepționarea lucrărilor.
**AIM = Asset Information Model (model de informație al activului) – model BIM derivat din modelul proiectului (PIM) destinat utilizării pe perioada exploatării construcției, după livrarea proiectului executat, când construcția devine un activ (eng. ”asset”).
Aspecte importante
Pentru a putea extrage informațiile necesare în exploatare avem nevoie să cunoaștem care vor fi activitățile digitale din această perioadă. De multe ori acest lucru poate fi dificil de stabilit cu exactitate dacă la demararea proiectului și a modelării nu este cunoscută entitatea care se va ocupa de gestionarea construcției. În astfel de situații putem cere consultanță din partea unor entități cu experiență sau utiliza standarde disponibile internațional, precum COBie [6] (eng. ”Construction Operations Building information exchange).
Exemplu simplificat de utilizare BIM pentru compilarea modelului BIM al activului, pentru a fi utilizat în exploatare. © eBIM
U9. Gestiunea exploatării cu ajutorul modelului de informație al activului (AIM).
Context
Construcția a fost finalizată și, în calitate de proprietar sau gestionar de activ, am primit modelul de informație al activului (AIM). Ne aflăm în situația în care trebuie să asigurăm o serie de procese de utilizare a modelului BIM și de actualizare continuă a acestuia.
Descriere
Utilizarea modelului de informație produs în cadrul Utilizării BIM U8 pentru coordonarea și înregistrarea activităților de gestiune a exploatării.
Aspecte importante
Pentru a putea utiliza cu succes modelul BIM în exploatare trebuie să știm la ce-l folosim și cum îl folosim. Trebuie să definim atât activitățile care implică modelul BIM, cât și persoanele responsabile pentru actualizarea lui. Chiar dacă poate să pară simplu la prima vedere, fiindcă deja am primit modelul gata făcut din proiectare, vom afla că nu este chiar așa. În acest moment, constatăm că, din păcate, la nivel internațional sunt disponibile doar informații limitate privind modalitatea de punere în aplicare a acestui deziderat. Activitățile de management al informațiilor utilizând BIM pe parcursul exploatării activului sunt descrise în standardul ISO 19650-3:2020 [7] și se bazează pe așa numitele evenimente declanșatoare (eng. ”trigger event”), fiind vorba despre evenimente care determină necesitatea de actualizare a modelului. La nivel tehnic, exemple de activități de modelare BIM pe parcursul exploatării ar putea fi: activități de actualizare manuală a modelului BIM cu informații ce țin de mentenanța construcției, completarea modelului în cazul intervențiilor pe construcție în baza releveelor sau scanărilor 3D, sau integrarea sistemelor de tipul IoT (eng. ”Internet of Things”) pentru a obține un model de tipul digital twin [8].
Utilizările BIM se află la baza implementării BIM și reprezintă un subiect extins, care poate fi dezvoltat atât la un nivel general (cum ajungem să le stabilim eficient) cât și la unul mai detaliat (cum implementăm pas cu pas fiecare utilizare BIM).
Urmăriți-ne pentru a afla mai multe informații privind ce înseamnă implementarea BIM.
Surse trimiteri în ordinea menționării în articol:
1. Articol eBIM – Introducere în utilizările BIM
2. Ghiduri BIM MDLPA.
3. Surse informative privind standardul ISO 19650-2:2018: Sursă 1 – Ghid UK BIM Framework, Sursă 2 – site iso.org (achiziție standard), Sursă 3 – site asro.ro (achiziție standard în limba română).
4. Articol eBIM – Dimensiunile BIM – precursorul utilizărilor BIM.
5. Sursă informativă privind standardele ISO 19650 – Zigurat.
6. Articol NBS (National Building Specification) “What is COBie?”.
7. Surse informative privind standardul ISO 19550-3:2020: Sursă 1 – Ghid UK BIM Framework, Sursă 2 – site iso.org (achiziție standard), Sursă 3 – site asro.ro (achiziție standard).
8. Articol buildingSMART International “Take BIM Processes to the next level with Digital Twins”.