Wydział Rzeźby ASP w Warszawie (krajowe studium przypadku) – konkurs i realizacja zamówienia publicznego z wykorzystaniem otwartego formatu wymiany informacji IFC. Prezentacja procesu projektowego i wniosków istotnych realizacji zamówień publicznych z użyciem BIM.. Nowa siedziba Wydziału Rzeźby ASP w Warszawie przy ulicy Spokojnej to pierwszy w Polsce pełny projekt w technologii BIM zaprojektowany na oprogramowaniu różnych producentów przy użyciu międzynarodowego formatu wymiany danych „IFC”. Projekt został zrealizowany w ramach otwartego konkursu architektonicznego i zamówienia publicznego na opracowanie projektu wielobranżowego. W procesie projektowania uczestniczyły trzy firmy, zwycięski projekt konkursowy i późniejszą dokumentację branży architektonicznej, konstrukcyjnej i instalacyjnej przygotowano na oprogramowaniu wykorzystującym standard BIM. Kosztorys i przedmiar został również przygotowany w tym standardzie w oparciu o model z zapisanymi informacjami. Przez cały okres trwania prac projektowych koordynacja branż wykonywana była w środowisku 3D w oparciu o otwarty standard IFC. Dane techniczne: - Kubatura: 12800m3 - Długość: 73,7m - Szerokość: 21,7m - Powierzchnia całkowita: 2517m2 - Powierzchnia użytkowa: 1596m2 - Budżet projektu i budowy: 10,5 mln PLN

Etapy pracy Projekt konkursowy. Koncepcję obiektu przygotowano z myślą o konkursie, który zorganizowała Akademia Sztuk Pięknych w Warszawie. Całość procesu projektowego przeprowadzono na oprogramowaniu wspierającym standard BIM. Po ogłoszeniu warunków konkursu w pierwszej kolejności przygotowano wirtualny model działki i otoczenia nowego budynku. Dokładne odwzorowanie istniejącego kontekstu było ważne ze względu na bezpośrednie sąsiadowanie nowej inwestycji z zabytkowym obiektem dawnych zakładów sanitarnych. Dodatkowo ze względu na bardzo rozbudowany program budynku w stosunku do powierzchni działki praca na modelu trójwymiarowym pozwoliła na optymalne rozmieszczenie funkcji w przestrzeni i dopasowanie nowej architektury do zabytku. Dzięki możliwości stałego podglądu modelu 3D powstającej koncepcji nowy obiekt udało się idealnie wpasować w istniejące otoczenie. Przy projektowaniu koncepcji budynku wykorzystano też w dużym stopniu funkcje oprogramowania kontrolujące powierzchnię budynku i przedmiar materiałów z modelu BIM tak aby koncepcja spełniała również wymagania zadane przez inwestora odnośnie wielkości budynku i budżetu. Skończony model koncepcyjny był podstawą do przygotowania rysunków technicznych i wizualizacji. Praca na oprogramowaniu BIM pozwoliła na

stworzenie koncepcji budynku który został niemalże skrojony na miarę do trudnych warunków przestrzennych i zdobył uznanie zespołu sędziowskiego, który wyróżnił go pierwszą nagrodą i zaproszeniem do realizacji.

Projekt koncepcyjny. Dzięki optymalizacji projektu w technologii BIM projekt koncepcyjny pokonkursowy wymagał jedynie drobnych uzupełnień w związku ze zgłoszonymi uwagami zespołu sędziowskiego i inwestora. Bardzo pomocna okazała się możliwość prezentacji projektu jako wirtualnego spaceru w środowisku 3D. Na tym etapie przebiegła też weryfikacja koncepcji z obmiarami geodezyjnymi. Dzięki pracy na modelu BIM szybko zweryfikowano, jakie błędy zawierała dokumentacja inwentaryzacyjna w formie tradycyjnej przekazana przez zamawiającego i dzięki temu już na etapie koncepcji wirtualny model budynku został wpisany w wirtualny model otoczenia. Praca na modelu pozwoliła też na szybkie sprawdzenie nasłonecznienia i zacienienia budynku. Zmian dokonano w modelu BIM i automatycznie dokumentacja koncepcyjna została uaktualniona, a następnie przekazana inwestorowi. Projekt budowlany. Na tym etapie przygotowania projektu model koncepcyjny został uszczegółowiony i skonsultowany z rzeczoznawcami sanepid i p.poż.. Wprowadzono definicję ścian warstwowych, stropów, dachów, podłóg, materiałów konstrukcyjnych, oraz wykończeniowych. Po wprowadzeniu rzeczywistych struktur warstwowych niezbędne było wykonanie szeregu korekt modelu tak aby zachować założone wcześniej powierzchnie

użytkowe poszczególnych pomieszczeń. Tak zmieniony model został następnie przekazany do biura zajmującego się obliczeniami, jako plik IFC. Po przeanalizowaniu tego modelu konstruktor sporządził listę wymaganych zmian, które następnie zostały wprowadzone do modelu. Posługiwano się modelem referencyjnym, będącym swoistą składnicą danych, w którym rejestruje się wszelkie zmiany i dodatkowe informacje, nie tylko architektoniczne. To podejście w pełni odzwierciedla filozofię BIM, zgodnie z którą model jest nie tylko reprezentacją projektowanego obiektu, ale także bazą danych o nim.

Kolejne działanie polegało na przygotowaniu modelu obliczeniowego, który stworzono od podstaw w biurze konstrukcyjnym. W naszym przypadku inżynier konstruktor podejmując decyzję o stworzeniu niezależnego modelu do obliczeń, czerpał z modelu referencyjnego IFC informacje o geometrii obiektu i jego elementów składowych, wstępnie przyjętych przekrojach elementów nośnych, posługiwał się także modelem IFC architektury który dawał mu wgląd w aktualny stan całego obiektu.

Po wykonaniu obliczeń ich wyniki zostały odzwierciedlone poprzez zmianę przekrojów elementów o zbyt małej wytrzymałości, skorygowano także lokalizację niektórych elementów w modelu IFC, jak również wprowadzono nowe elementy w miejscach, w których ustrój konstrukcyjny wymaga wzmocnienia / usztywnienia. Gotowy model architektoniczny poprawiony pod względem konstrukcyjnym został wyeksportowany w formacie IFC i zaimportowany do programu konstrukcyjnego, w celu przygotowania dokumentacji budowlanej konstrukcji. Podobnie wyglądała sytuacja z projektem instalacji – powstał w oparciu o model IFC przekazany przez architekta. W modelu tym były przekazane lokalizacje urządzeń sanitarnych i elektrycznych, a dzięki umiejscowieniu ich w przestrzeni trójwymiarowej projektanci instalacji zdecydowanie szybciej byli w stanie zrozumieć intencje projektowe. Po sporządzeniu wstępnego model instalacji analizowano m.in. miejsca kolizyjne, co umożliwiło optymalne poprowadzenie tras w zgodzie z lokalizacją pozostałych elementów w budynku, o czym jeszcze wspomnimy. Po akceptacji układu instalacji na bazie modelu IFC wykonano niezbędne obliczenia. Rysunki do projektu budowlanego generowano z modelu przy minimalnych niezbędnych korektach na rysunkach płaskich. Na życzenie inwestora powstał też kosztorys szacunkowy, do którego dane objętościowe, powierzchniowe i ilościowe dotyczące materiałów były pobierane wprost z modelu za pośrednictwem raportów, zestawień i bilansów dostępnych w każdym z programów używanych przy projektowaniu Wydziału Rzeźby programów.

Projekt wykonawczy. Po przygotowaniu projektu budowlanego wraz z kosztorysem szacunkowym, projekt wkroczył w obszar optymalizacji kosztów, co zawsze pociąga za sobą zmiany w projekcie. Proces optymalizacji przebiegał podobnie do prac nad pierwotnym projektem budowlanym. Na tym etapie do poszczególnych struktur warstwowych przypisano już konkretne materiały dostępne na rynku. Wymodelowano też wykorzystane systemy budowlane, a nawet niektóre detale architektoniczne. Część rozwiązań importowana była jako modele 3D z programów zewnętrznych, bądź ze stron producentów. Możliwość nieprzerwanej wizualnej kontroli modelu po raz kolejny pozwoliła na szybkie wychwycenie kolizji i błędów. Wprowadzenie niektórych rozwiązań budowlanych wymagało drobnych zmian konstrukcyjnych, a następnie odwzorowanie zmian konstrukcyjnych w modelu IFC i wykonanie ponownych obliczeń, wreszcie korekta modelu architektonicznego zgodnie z uzyskanymi wynikami.

Model główny na którym pracowali architekci jak i modele branżystów w toku prac podlegały zmianom. Zalety BIM uwidoczniły się wyraźnie w działaniach zmierzających do wzajemnego uzgodnienia zawartości tych modeli, w szczególności dotyczyło to modeli konstruktora i instalatorów. Informacja wymieniane były przez plik TBP który jest swoistym segregatorem, do którego na bieżąco dopina się kolejne modele IFC i inne ważne dane. Przekazując sobie z rąk do rąk ten “segregator” zapewniono niezakłócony obieg aktualnych informacji o projekcie. Oprócz zarządzania zmianami w modelu ważne jest również zarządzanie kolizjami i niezgodnościami. Jeśli każda z branż pracuje wykorzystując oprogramowanie BIM, to w bardzo prosty sposób można wyszukiwać miejsca wymagające poprawek, rodzących problemy konstrukcyjne i instalacyjne, wystarczy, że skorzysta się ze specjalnej przeglądarki. W programie tym wgrywamy pliki IFC uzyskane od uczestników projektu (reprezentujących

różne branże) zaś algorytm programu poszukuje kolizji, porównując (nakładając na siebie) zapisane w nich modele. Proces wyszukiwania kolizji odbywa się kilkukrotnie, w zależności od potrzeb. Odwołując się do naszych doświadczeń: wystarczyła minuta, by wykryć około 640 kolizji pomiędzy modelem konstrukcji a modelami dostarczonymi przez instalatorów. Proces o którym mowa można zoptymalizować, eksportując do plików IFC modele pozbawione nieistotnych z punktu widzenia analizy elementów, np. może to być model uwzględniający wyłącznie instalacje o średnicy większej niż 8 cm.

Przedmiar i Kosztorys. Po zakończeniu etapu modelowania można było przystąpić do przeprowadzenia przedmiaru i w ślad za tym do przygotowania kosztorysu. W trakcie realizacji tego zadania posiłkowano się programem kosztorysowym wspierającym środowisko BIM z uwagi na jego wsparcie dla plików w formacie IFC. W trakcie przedmiarowania można korzystać z danych ilościowych zaczerpniętych wprost z pliku IFC, lub błyskawicznie wygenerowanych przez silnik obliczeniowy programu gdy zachodzi potrzeba wyznaczenia takiej powierzchni danego elementu której nie ma zapisanej w bazie danych pliku IFC. Praca w takim programie przebiega szybko i dokładnie, wystarczy nadmienić, że wykonanie przedmiaru całej konstrukcji projektowanej siedziby Wydziału Rzeźby trwało zaledwie 3 godziny i nie dopatrzono się w nim błędów. Przedmiar przeprowadzony tradycyjnymi metodami w oparciu o papierową dokumentację lub rysunki CAD trwałby dla tego konkretnego obiektu około 40 godzin i przynajmniej w 10% wyliczenia nie byłyby poprawne.

Podsumowując omówiony sposób współpracy w ramach projektu, który z powodzeniem zrealizowano, możemy z łatwością wskazać szereg pozytywnych aspektów jego

zastosowania, a tym samym zaświadczyć o namacalnych korzyściach płynących z wdrożenia przez nas w praktyce zasad BIM. Oczywiście inny dobór oprogramowania, inna struktura organizacyjna firm współpracujących w ramach projektu wpłyną na sposób i przebieg tej współpracy. Niemniej nie ma większego znaczenia oprogramowanie z jakiego się korzysta, byleby spełniając wymogi BIM umożliwiało ono wygodną i prawidłową wymianę informacji pomiędzy współdziałającymi podmiotami w ramach jednego projektu. Stąd uwagi nie kierujemy na konkretne rozwiązania i narzędzia, sygnalizujemy jedynie pożytki płynące z zastosowania otwartego standardu wymiany danych, jakim jest format IFC, wskazując zarazem na potencjał, jaki drzemie w BIM, rozumianym jako filozofia, sposób obsługi programów komputerowych, standard wymiany danych, metodyka zarządzania projektem interdyscyplinarnym. Ze strony zamawiającego istotną zaletą był przejrzysty proces projektowy w którym zamawiający miał łatwy i przejrzysty wgląd w powstający projekt na każdym etapie realizacji. W każdym momencie projekt był weryfikowalny z założonym budżetem i szybko komunikowano wszelkie problemy jakie wynikały w procesie projektowania. Ukończona dokumentacja, była bardzo precyzyjnie skoordynowana wielobranżowo, co pozwoliło na szybkie przeprowadzenie postępowania przetargowego dla wykonawców i późniejszą realizację projektu w założonym budżecie i czasie.

Maciej Dejer Artur Doliński Wojtek Gawinowski