Zkušenosti z praktického využití BIM při bytové výstavbě

Historie nasazení BIM v AED project

S aktivním nasazováním BIMu jsme začali v roce 2008. Tehdy jsme poprvé zřídili novou pracovní pozici BIM manažera s pocitem, že jeho činnost má blíže k oblasti IT než samostatnému projektování. To se vzápětí ukázalo jako zásadní chyba, která nás v implementaci BIMu připravila o několik let času. Díky tomu jsme se ale také jednoznačně přesvědčili, že při zavádění nových nástrojů a metodik je nejdůležitější odborná znalost činností, pro které se tyto nástroje zavádějí. Dobrým BIM koordinátorem projektanta může být jen zkušený projektant a podle naší zkušenosti jsme přesvědčeni, že podobné je to i v ostatních činnostech. BIM koordinátor dodavatele stavby musí mít především aktivní praktickou znalost řízení dodávky staveb, BIM koordinátor správce budovy musí mít zkušenosti facility managera. Pokusy o zřízení nové pracovní pozice BIM specialisty bez těchto znalostí zavede implementaci BIMu velmi pravděpodobně do slepé ulice.

Definice BIM a dalších používaných zkratek

Zkratka BIM bývá interpretována několika způsoby. Nejpoužívanější definice je uvedena na Wikipedii: „Informační model budovy (anglicky Building Information Modeling nebo Building Information Management, zkráceně BIM) je proces vytváření a správy dat o budově během celého jejího životního cyklu. Informační model budovy je v podstatě digitální model, který reprezentuje fyzický a funkční objekt s jeho charakteristikami. Slouží jako otevřená databáze informací o objektu pro jeho navrhování, výstavbu a provoz po dobu jeho užívání.“

K dalším často používaným zkratkám patří zejména BEP a LOD, obě převzaté z anglických podkladů. BEP - „BIM Execution Plan“ se do češtiny obvykle překládá jako „Výkonný plán BIM“. Zkratka LOD se objevuje ve verzích „Level of Detail“ nebo „Level of Development“, v češtině vyjádřeno jako „úroveň podrobnosti“ nebo „úroveň detailu“.

K nejvýznamnějším událostem letošního roku souvisejícím s problematikou BIM patří schválení dvou klíčových dokumentů pro digitalizaci českého stavebnictví Vládou ČR, a sice Koncepce zavádění metody BIM v České republice a Akční plán pro Společnost 4.0. Vznik těchto materiálů koordinuje Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO). Významné jsou rovněž probíhající činnosti Odborné rady pro BIM (CzBIM), pod jejíž hlavičkou pracují v současnosti čtyři pracovní skupiny přispívající aktivně i ke vzniku zmíněných materiálů schvalovaných vládou.

Řešení v projekčním ateliéru pozemního stavitelství

V podmínkách našeho ateliéru chápeme informační model jako moderní formu projektové dokumentace stavby. Jeho největší výhodou proti „tradiční“ dokumentaci je možnost vložení všech informací o vlastnostech stavby a všech jejích částí do jediné databáze (jednoho modelu nebo několika pevně provázaných modelů). Výhodou pozemních staveb, tedy i staveb bytových proti stavbám z oblasti infrastruktury je, že tyto objekty jsou jednoznačně ohraničené a mají snadno definovatelná rozhraní. Jejich rozsah není obvykle příliš velký, mají přehlednou strukturu vlastností a vnitřních vazeb jednotlivých částí a prvků stavby. Proto je popsaný způsob zpracování možný i při použití dnes běžně dostupné kancelářské výpočetní techniky.

Obvyklou slabinu tradiční dokumentace představuje její složení z jednotlivých výkresů, tabulkových specifikací a textových příloh, tedy roztříštěnost jednotlivých částí. Nesoulad mezi výkresy a zlepšení prostorové koordinace profesí lze do značné míry eliminovat použitím 3D modelu, ale teprve skutečný informační model zajistí jednoznačnou koordinaci projektu také u specifikací a dalších negrafických výstupů. Nezbytnou podmínkou je samozřejmě to, že skutečně „projektujeme v BIMu“, neboli všechny informace zpracovávané při projektování vkládáme přímo do modelu. Jedině tak se pro nás model stane kompletní databází všech informací o budově. Generování všech výstupů projektu z takového informačního modelu nám pak dává jistotu, že všechny dílčí výstupy projektu máme v naprostém souladu.

Z pohledu projektanta tedy nejde o novou činnost, ale spíše o nasazení nových nástrojů a pracovních postupů. Základ projektových činností včetně obsahu v jednotlivých stupních projektové dokumentace se nemění, protože požadavky na projektovou dokumentaci nejsou dané použitými nástroji, ale spíše vnějšími vlivy, především samotným účelem daného stupně dokumentace a také požadavky objednatele, případně orgánů státní správy a dalších účastníků. Častou začátečnickou chybou projektantů při nasazování BIM je snaha okamžitě vyplňovat všechny informace z nabídky programu, což vyvolává pocit výrazného nárůstu pracnosti. Správně by měl ale projektant vyplňovat pouze ty informace, které odpovídají danému stupni projektu. Jde o údaje, se kterými pracuje při každém způsobu práce, takže nejen že nevzniká „práce navíc“, ale také nedochází k zadávání a přenosu chybných údajů.

Podrobnost dokumentace a informačního modelu

Projektant musí vycházet především z vyhlášky o dokumentaci staveb a obecných zvyklostí určujících požadovanou formu a podrobnost jednotlivých stupňů dokumentace. Při důsledném používání informačního modelu jako nástroje k vypracování dokumentace tedy projektant ve stupni DPS vytvoří model obsahující veškeré informace, které potřebuje dodavatel k realizaci stavby. Projektant z modelu přímo generuje nejen všechny výkresy v měřítku 1:50 nebo menším, ale také výpisy množství a výkazové tabulky stavebních prvků.

S nasazením BIM jsou spojovány požadavky na podrobnost podle zahraničních standardů LOD, přičemž nejčastěji je citován obsáhlý materiál uveřejňovaný na webu BIM Forum. Podle zkušeností z vlastní praxe konstatujeme, že použití těchto specifikací je pro nás spíše překážkou. Problém je, že se v nich míchá grafická a informační podrobnost způsobem neodpovídajícím standardům projektování ani možnostem softwarových nástrojů pro BIM. Přitom potřebná úroveň LOD, která je při práci s modelem plně dostačující pro všechny účastníky procesu, je jednoznačně dána standardními požadavky na podrobnost projektu včetně měřítka vydávaných výkresů. Samostatnou oblastí, kde lze podrobnost informačního modelu snadno zvyšovat podle potřeb kteréhokoli z účastníků z oblasti přípravy, realizace i provozu budov představují připojené negrafické informace (popisné vlastnosti). Zřejmě i z těchto důvodů se u nás v poslední době stále více zmiňuje možnost dělení definice podrobnosti LOD na části LOG (grafická podrobnost) a LOI (podrobnost připojených negrafických informací).

Obvyklé BIM - omyly při zavádění BIM v projektovém ateliéru

První problém při zavádění BIM způsobuje často samotná definice zmíněná v úvodu. Co to vlastně je „proces vytváření a správy dat o budově během celého jejího životního cyklu“ a kdo tuto činnost dělá? Logická odpověď je „nikdo“ a z toho plynoucí pocit, že BIM je vlastně jakási nová činnost nebo dokonce samostatná „profese“. A že tedy musíme najmout nové pracovníky, nejlépe „BIM specialisty“ a rozšířit svou činnost o BIM. To je samozřejmě hrubá chyba, která přímo vyvolává řetězovou reakci všech možných potíží, a proto je nutné se jí od začátku důsledně vyvarovat.

Proces „životního cyklu budovy“ obsahuje navazující činnosti řady odborníků z různých firem a profesí. Podstata jejich činností je přímo určena konkrétní úlohou v tomto cyklu a existuje nezávisle na BIM. Podstatou myšlenky uvedené v definici BIM je idea jednotné datové základny používané postupně všemi účastníky stavebního procesu, tedy jejich funkční spolupráce při sdílení jednotných dat. Současná praxe často znamená, že každý účastník procesu převezme od předchozího jeho výstupy jako zadávací podklady, zpracuje svou část práce a předá ji dalšímu účastníkovi opět jako zadávací podklady pro jeho práci. Uvedené výstupy a podklady jsou často zpracované v nekompatibilních datových formátech a přenášejí se formou tištěných papírových výstupů. V takovém procesu nevyhnutelně dochází ke ztrátě informací a k mnoha chybám. A právě to by měl proces BIM změnit používáním jediné databáze informací, které se postupně rozvíjejí, doplňují a zpřesňují.

Každý odborník z oblasti přípravy, realizace i provozu staveb samozřejmě ví, že úplná realizace popsaného ideového scénáře je zatím stále „hudbou budoucnosti“. To je možná i jeden z hlavních důvodů, proč řada firem stále „nasazení BIM“ odkládá. Je ale důležité si uvědomit, že základní kámen celé této technologie je již řadu let dostupný. Existující softwarové nástroje již umožňují efektivní zpracování a využívání informačního modelu budovy každému, kdo potřebuje s informacemi o budovách pracovat.

Při své práci se opakovaně setkáváme se stejnými omyly, mezi nejběžnější patří například:

• „Vyškolíme všechny zaměstnance (všichni to musejí umět, tak ať potom neztrácíme čas)“ - nový software i pracovní postupy se ale uživatelé naučí jen aktivním používáním. Proto je vhodné zajistit školení průběžně podle potřeby a doplnit o specializovaná doškolení. Nemá smysl školit předem uživatele, kteří se k BIMu dostanou až za delší dobu.
• „BIMu se bude věnovat jen část zaměstnanců (vybraná skupina projektantů)“ - jestliže platí, že informační model = projekt, sklouzneme rychle takovým dělením do schématu dvou různých činností „děláme projekt a BIM“ - a přinejmenším část práce budeme rázem dělat vícekrát.
• „Vedoucí, HIP, ředitelé atd. se BIMem nemusejí zabývat, protože oni modelovat nebudou“ - vedoucí ale musejí mít specifický přehled, aby byli schopní správně rozhodovat. Podstatná je také jejich role při motivaci podřízených a hodnocení jejich práce. Bez aktivního zapojení vedoucích nemůže BIM fungovat!
• „Zaměstnáme BIM-koordinátora(y) - a to jako nové „IT“ odborníky, projektanti na to nemají čas“ - BIM koordinátor projektanta musí mít odborné znalosti projektanta. Všechny firemní materiály o BIMu (příručky, standardy, BEP) musejí být pevnou součástí metodiky projektování. Odborná znalost zpracovávané problematiky je a vždy bude důležitější, než specifické znalosti BIM!

O spolupráci a smyslu BEP

Kvalitní model BIM zpracovaný v podrobnosti dokumentace k provedení stavby tak, jak bylo zmíněno v předchozím odstavci, obsahuje plnohodnotný podklad pro realizaci stavby. A to i v případě, že se nikdo při zadání nezabýval specifikacemi LOD(G,I). Na práci projektanta pak může teoreticky ihned navázat dodavatel. Kdyby dodavatel aktivně použil model pro svou vlastní práci a vložil do něj informace spojené s realizací, vznikl by přirozeně model skutečného provedení naplněný veškerými informacemi potřebnými ke správě a řízení provozu budovy. Tato obvyklá představa správců a provozovatelů budov se ale bohužel poměrně zásadně míjí s praxí obvyklou při projektování a realizaci komerčních staveb. V praxi mívají komerční investoři často samostatné smlouvy o dílo s projektantem a dodavatelem stavby, což znamená, že s informačním modelem pracuje až do úplného dokončení stavby projektant. V průběhu realizace stavby je pak nutné vyřešit režim spolupráce mezi projektantem a dodavatelem při doplňování informací do modelu, což z hlediska zachování kompetencí a odpovědností rozhodně není triviální záležitost. Metoda „Design and Build“ řeší tento problém spíše zdánlivě, i když z pozice investora zjednodušuje smluvní podmínky.

Idea vzájemné spolupráce jednotlivých účastníků „během celého životního cyklu budovy“ se uskuteční pouze v tom případě, že všichni tito účastnící budou komunikovat jednotným jazykem. Obecné standardy pro BIM v České republice v současnosti vznikají především aktivitou pracovních skupin pod sdružením CzBIM a činností MMR (Koncepce zavádění metody BIM v České republice). Práci na obecných standardech se věnuje i řada členů profesních komor ČKAIT, ČSSI a ČKA. Vznik obecných pravidel výrazně zjednoduší komunikaci účastníků a může také dobře posloužit při nastavení smluvních vztahů, ale nemůže postihnout všechna specifika každé stavby. Proto všechny vznikající standardy zdůrazňují nutnost vytváření Výkonných plánů BIM (BEP) jako nástrojů pro přesnou definici požadavků na vlastnosti modelu.

V praxi se často setkáváme s požadavkem směrovaným na projektanta ze strany dodavatelů i provozovatelů budov „vypracujte nám model včetně BEP“. Takový požadavek ukazuje nepochopení procesu, ve kterém každý účastník má svůj vlastní způsob práce a z něj plynoucí specifické potřeby včetně požadavků na vlastnosti modelu. Každý z účastníků musí být schopen sám definovat vlastní plán podrobně popisující jeho požadavky. Pokud takové plány existují a jsou založené na reálných možnostech, není problém je vzájemně zkoordinovat a sjednotit do společného plánu platného pro danou stavbu. Konkrétně pro projektanta je přitom velmi podstatná znalost individuálních požadavků ostatních účastníků, protože se jim může do značné míry přizpůsobovat, ale těžko je může sám vytvářet.

Řešení spolupráce mezi projektantem a dodavatelem při realizaci stavby patří samozřejmě mezi důležité oblasti, které se musí vyřešit společnou dohodou zakotvenou v BEP.

Specifika bytových staveb

Již jsme zmínili, že projektování bytových objektů v BIM je obvykle snadnější, než jiných typů staveb. Rozmístění bytových jednotek a vazby mezi nimi bývají výrazně ovlivněny komunikačním propojením a snahou o maximální využití prostoru budovy pro bydlení. Celkové uspořádání i konstrukční řešení je proto v porovnání s jinými typy staveb jednodušší, snáze uchopitelné. Logické členění jednotlivých prostor budovy se dobře popisuje, protože je přímo dané bytovými jednotkami a jednoznačným účelem ostatních prostor. Základní logika členění se pak může podle potřeby propisovat i do označování jednotlivých stavebních prvků. Specifika bytových staveb tedy nijak nebrání nasazení technologie BIM, naopak jde o stavby vhodné i pro implementaci BIMu v ateliérech, které s ním teprve začínají pracovat.

Správa budovy

Poněkud jinak je to s využitím BIM ke správě budovy. U bytových staveb není úplně běžné, aby správu a řízení provozu budovy (Facility Management) systematicky zajišťovala jedna organizace pomocí sofistikovaného programového vybavení přímo propojeného s informačním modelem. Spíše se jedná o zajištění servisu, pravidelné údržby, oprav a rekonstrukcí apod., často v situaci, kdy formálním vlastníkem i správcem budovy je společenství vlastníků nebo bytové družstvo. I když se ale informační model nevyužije přímo k řízení budovy, neznamená to v žádném případě, že pro bytové stavby není užitečný. Každý vlastník budovy, SVJ a družstva nevyjímaje, potřebuje neustále pracovat s dokumentací budovy a dokonce má zákonnou povinnost tuto dokumentaci zajišťovat a uchovávat. Dobře zpracovaný model je především jedna z forem dokumentace budovy, a to v porovnání s „tradiční“ výkresovou dokumentací vysoce kvalitní, přehledná a kompletní. Díky tomu může z modelu nejen čerpat informace každý, kdo potřebuje pracovat s projektovou dokumentací budovy, ale zároveň vždy vidí informace lépe ve vztahu k ostatním částem, profesím apod. V každém případě je tedy užitečné zajistit vytvoření informačního modelu a uchovávat ho jako součást elektronické dokumentace stavby.

ČKAIT

V letošním roce jsme měli možnost zúčastnit se na půdě ČKAIT jednání pracovní skupiny Aktiv pozemních staveb, která udržuje aktivní kontakty také se zástupci ČSSI a ČKA. Jejími členy jsou především zástupci projekčních ateliérů z oboru občanských a bytových staveb, vedoucím je Ing. Pavel Štěpán, president ČSSI. Svou činností již řadu let aktivně ovlivňují problematiku standardů, legislativy a souvisejících oblastí v oboru pozemních staveb i dalších. Z této skupiny v současnosti vychází nová snaha o sjednocení a lepší koordinaci aktivit, kterých se již v oblasti BIM účastní členové všech tří odborných komor. Cílem této nové snahy je vytvořit samostatnou pracovní skupinu spojující všechny BIM aktivity komor, společně přispět ke vzniku nových standardů i legislativních úprav pro BIM a zajistit těmto materiálům důvěryhodnost a autoritu odborných komor.