Soupis prací a informační modelování staveb (BIM)
V České republice dochází k rozvoji informačního modelování téměř ve všech odvětvích stavebnictví. Obecně pro oblast Cost Managementu označovaným jako BIM 5D, to přináší nejednu výzvu v podobě přizpůsobení lokálních zvyklostí potřebám informačního modelování. Článek popisuje, jakým způsobem se dají data z informačního modelu použít už dnes k tvorbě soupisu prací za pomoci navrhnutého schématu postupu. Také naznačuje, co vše se musí stát, abychom dosáhli absolutní využitelnosti metody BIM z pohledu odhadu nákladů a celého odvětví BIM 5D.
Obr. č. 1 – Informační model budovy „Praga Studios“ (investor: Skanska Property CR, s.r.o.)
Na rozdíl od jiných průmyslových odvětví je výsledkem stavební činnosti vždy unikátní dílo (konstrukce, objekt, stavba), které musí být individuálně oceněno. Česká praxe je zvyklá pracovat se stavebním rozpočtem založeným na výčtu stavebních prací/konstrukcí, dodávek a služeb vyjádřených v položkové struktuře dle Třídníku stavebních konstrukcí a prací (TSKP). Stanovit bezchybný soupis prací výstavby dle tradičních metod, tedy ručním sestavováním položek a výměr, je ve fázi přípravy náročné. Existují však moderní řešení, které mohou tento proces zefektivnit. Aktuálně nejvíce propagované řešení představuje informační modelování budov (BIM). BIM reprezentuje moderní nástroj pro řešení jak technických, tak ekonomických otázek spojených se stavebním projektem.
V České republice dochází k rozvoji informačního modelování budov téměř ve všech odvětvích stavebnictví. Pro Cost Management (CM) označovaným jako BIM 5D, to přináší nejednu výzvu v podobě přizpůsobení lokálních zvyklostí potřebám informačního modelování staveb. BIM 5D tedy představuje další přirozený krok, jak rozšířit portfolio moderních technologií do praxe. BIM a CM mají tři základní oblasti (pilíře) rozvoje. Od tvorby soupisu prací a následně položkového rozpočtu přes řízení nákladů ve výstavbě až po předání dat o elementech, z kterých se infomační model skládá (životnost, vlastnosti apod.) do správy budovy. Článek se zabývá prvním pilířem a to tvorbou soupisu prací pomocí informačního modelování staveb s vazbou na naše národní specifika (zvyklosti).
Soupis prací má v obecné rovině stavební praxe různý význam a strukturu. Proto je nutné v úvodu článku přesně definovat tento termín. Jednoznačně soupis prací a jiné související termíny vymezuje vyhláška č. 169/2016 Sb. (z pohledu zákona o zadávání veřejných zakázek č. 134/2016 Sb.). Tedy soupis prací stanovuje v přímé návaznosti na dokumentaci pro zadání stavebních prací podrobný popis všech předpokládaných stavebních prací, dodávek nebo služeb. Kde položkou soupisu prací se rozumí popis každé jednotlivé stavební práce, dodávky nebo služby, který obsahuje jejich technické a kvalitativní podmínky v souladu s dokumentací pro zadání stavebních prací. Často dochází k záměně mezi soupisem prací a výkazem výměr. Dle legislativy je výkaz výměr pouze výpočet, který je použitý při stanovení předpokládaného množství položky soupisu prací a odkaz na příslušnou grafickou nebo textovou část dokumentace pro zadání stavebních prací tak, aby umožnil kontrolu celkové výměry, nebo odkáže na výpočet stanovení množství položky soupisu prací v dokumentaci pro zadání stavebních prací. [1]
| P. č. | Kód | Popis | MJ | Výměra |
|---|---|---|---|---|
| 1. | 311238112 | Zdivo nosné vnitřní POROTHERM tl. 175 mm pevnosti P 10 na MVC10 viz výkaz z modelu projektanta 509,5 | m2 | 509,5 – 509,5 |
| 2. | 311238133 | Zdivo nosné vnitřní zvukově izolační POROTHERM 25 AKU SYM mm pevnosti P 20 na M10 viz výkaz z modelu projektanta 588,1 | m2 | 588,1 – 588,1 |
| 3. | 311238137 | Zdivo nosné vnitřní zvukově izolační POROTHERM 30 AKU SYM mm pevnosti P 20 na M10 viz výkaz z modelu projektanta 2 057,4 | m2 | 2 057,4 – 2 057,4 |
| 4. | 317168132 | Překlad keramický vysoký v 23,8 cm dl 150 cm viz výkaz z modelu projektanta 219 | kus | 219,0 – 219,0 |
Požadavky na BIM
Kvalitně a detailně zpracované zadávací dokumenty, podle kterých se informační model budovy tvoří a následně dále používá je klíčem pro úspěšnou implementaci BIM do českého prostředí. Toto lze zajistit jen prostřednictvím přesné smluvní dokumentace (převážně prostřednictvím příloh k SoD) mezi zadavatelem a dodavatelem modelu. [2] Ve spojitosti s tvorbou soupisu prací se jedná primárně o Prováděcí plán BIM (BEP) a Tabulku parametrů. V těchto dokumentech se definují grafické a negrafické informace o jednotlivých elementech. V případě grafických požadavků se kvůli absenci národních standardů pro informační modelování odkazujeme na zahraniční metodiku Level of Development (LOD), doplňovanou o požadavky vyplývající z národních vyhlášek o obsahu a rozsahu projektové dokumentace. LOD stanovuje úroveň detailu informačního modelu pro různé stupně projektové dokumentace a tím vymezuje, jaké části konstrukcí mají být v modelu vykresleny a jaké ne. Stupnice úrovně detailu je od LOD 100 až po LOD 500. Kdy tvorba dokumentace pro stavební povolení je v úrovni LOD 300 a pro dokumentaci k provádění stavby je verze podrobnosti LOD 350. Každé zvednutí úrovně detailu úměrně zvyšuje i náročnost a délku tvorby informačního modelu stavby. To se následně promítá do ceny za model. V praxi se také naráží na nedostatek zkušeností projekčních kanceláří s modelováním vyšších úrovní detailu jednotlivých konstrukcí.
Negrafické údaje se skládají převážně z vlastností (Tab. č. 2) konkrétních elementů. Vybrané vlastnosti se obvykle seskupují do dokumentu s označením Tabulka parametrů nebo Soupis parametrů, případně Seznam parametrů. Tato data mají pak pro následné užívání informačního modelu budovy v přípravě, realizaci a provozu objektu veliký potencionál, který zatím není plně využit.
| LOD | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 300 | 350 | |||||
| Vlastnost | Jednotka | Formát | Popis | Příklad | DUR | DSP | DPS |
| Třída betonu | – | TEXT | Podrobnější materiálová specifikace | C20/25 XF1 | |||
| Stupeň vyztužení | [kg/m3] | NUM | Číselná hodnota, která popisuje množství výztuže na m3 betonu | 13,9 | |||
| Pevnost zdiva | [Mpa] | NUM | Pevnost zdiva v tlaku | 2,15 | |||
| Pevnost malty | [Mpa] | TEXT | Pevnost malty v tlaku | M10 | |||
| Funkce | – | TEXT | Označuje, zda je prvek vnější | Vnitřní; Vnější | |||
| Statická funkce | – | TEXT | Označuje, zda je prvek nosný | Nosné; Nenosné | |||
Pouze částečné využití možností informačního modelu stavby často souvisí právě s nedostatečně definovanými podmínkami pro grafickou a negrafickou stránku modelu. Elementy pak mohou být chybně vykreslené a jejich výměry neodpovídají realitě nebo negrafické informace modelu neobsahují potřebná data např. pro tvorbu soupisu prací. Odpovědné dokumenty, jak je již výše popsáno, jsou primárně BEP a Tabulka parametrů. V praxi mnohdy diskutovaná otázka je, kdo má tyto požadavky na informační model rozvíjet. Je to zadavatel projektu? Tedy stavební společnost (zhotovitel) nebo investor (stavebník)? Nebo samotná projekční kancelář (projektant), jako tvůrce informačního modelu? Nejsmysluplnější se jeví varianta, kdy tyto dokumenty sestavuje samotný tvůrce informačního modelu, tedy projektant. Kde pro každý projekt vznikají individuální nároky ve vazbě na požadavky výstupních dat.
Bohužel ne vždy mají projekční kanceláře propracované řešení tvorby informačního modelu. Proto vznikají i na stranách stavebních firem (zhotovitelů) odborná oddělení, která mají vývoj informačního modelování na starosti. Typicky s označením Virtual design and construction (VDC). Z pohledu rozvoje a implementace BIM je to ideální cesta. VDC tvoří nebo doplňuje dokumenty pro tvůrce informačního modelu, „hlídá“ jeho kvalitu při realizaci a v neposlední řadě implementuje výsledná data do reálného života stavební zakázky. Pokud se však jedná o organizaci z veřejného sektoru, kde informační modelování staveb je zatím ve fázi tvorby zadávacích dokumentů a prvních pilotních projektů, mají tuto agendu na starosti převážně odborné týmy spadající pod Českou agenturu pro standardizaci a Státní fond dopravní infrastruktury.
Obrázek č. 2 – Procesní schéma tvorby modelu v „režii“ stavební společnosti (stavebníka)
Tvorba soupisu prací
Tradiční způsob stanovení soupisu prací je velice pracný a je zde veliký prostor k chybám. Odečítání výměr z 2D dokumentace, která slouží jako podklad pro tvorbu soupisu prací, je už zastaralá v kontrastu s dnešními moderními prostředky. Proto je zcela na místě začít používat moderní nástroje, které umožňují zpracovat odhady reálněji, rychleji a flexibilněji.
Cílem tvorby soupisu prací ve vazbě BIM je využít co nejvíce automatizace. Tedy co nejméně pracného přesunu dat z modelu do položkové struktury. Automatizací nebo případně poloautomatizací tvorby soupisu prací a výkazu výměr za pomoci exportovaných dat z informačního modelu stavby, by se jeho podoba výrazně zpřesnila a zefektivnila. Aktuálně exporty s množstvím o jednotlivých elementech a materiálech programy na bázi BIM prostředí umožňují. Avšak tyto informace o plochách, objemech a kusech se zatím nedají plnohodnotně a věrohodně použít pro všechny typy stavebních prací/konstrukcí. Obr č. 3 zobrazuje jedno ze zahraničních software řešení, které umožňuje pracovat s infomačním modelem stavby pro tvorbu soupisu prací.
Obr. č. 3 – Informační model budovy „Gemma“ (investor: Skanska Reality, a.s.)
Aby se dosáhlo „ideálního“ stavu, tedy automatizovaného přesunu dat do položkové struktury soupisu prací s reálnými výměrami, musí být splněny minimálně dva předpoklady. Prvním podmínkou je vhodná volba grafického standardu vymezeným stupněm LOD nebo případně jiným (ideálně národním). Jako druhým předpokladem je začlenění negrafického údaje umožňující danou automatizaci. Neboli identifikační číslo (identifikátor) elementu jednoznačně vymezující jeho funkci a typové vlastnosti, umístěné v parametru elementu. Tuto identifikaci zajišťují nejen ve stavebním odvětví klasifikační systémy (KS). Klasifikační systém pro identifikaci elementů představuje klíčovou roli při automatizované tvorbě soupisu prací z dat informačního modelu stavby.
Obvykle každá země má svůj národní klasifikační systém nebo alespoň obvyklou strukturu třídění stavebních konstrukcí/prací. Tyto tradiční klasifikační systémy jsou vlivem svého vývoje i účelu obvykle v jiné podrobnosti než elementy 3D modelů a nejsou tak ve vazbě 1:1 (element = položka). V českém prostředí se jedná o Třídník stavebních konstrukcí a prací, na kterém jsou založené cenové soustavy vydávané inženýrskými společnostmi. Projekčně je časově a tím finančně náročné vykreslit informační model budovy tak, aby mohl být plně vykazován v struktuře TSKP a návazných cenových soustav. V řadě zemí tak dochází k vývoji nových klasifikačních systémů, jako např. ve Velké Británii – Uniclass 2015 nebo ve Švédsku – CoClass apod. Uniclass a CoClass byly navrhnuty ve vazbě na software řešení pro tvorbu BIM modelu, která jsou vyvíjena korporáty, zabývající se projekcí (v současnosti používají téměř všechny projekční kanceláře v tuzemsku, např. Revit, Archicad apod.) snažící se respektovat strukturu třídění dat podle nově vznikajících KS nebo naopak (nově vzniklé KS respektují strukturu práce s daty projekčního software). Avšak v našich podmínkách nevidím celkové opuštění tradičního řešení (postavené na TSKP) jako reálné. Alespoň ne v dohledné době. Byl by to nešetrný zásah do zažitého způsobu práce a mohlo by to způsobit více starostí a zmatků než užitku. Ideálně se musíme snažit hledat řešení, které bude potřebnou lokální vazbu mít a zároveň nám umožní naplno využít potenciál informačního modelování.
Obr. č. 4 – Schéma postupu při tvorbě položkového rozpočtu z informačního modelu
Aktuální možnosti tvorby soupisu prací pomocí informačního modelu budovy zachycuje obrázek č. 4. Stěžejní je kvalitně zpracovaný model podle daného zadání. Po vytvoření modelu v projekčním programu se parametry (popis, objem, plocha apod.) jednotlivých elementů exportují do tabulkového procesoru a případně celý model do prohlížeče projektů BIM (obr. č. 3). Po nutné úpravě exportovaných dat do struktury vybrané cenové soustavy následuje import do oceňovacího programu. Zde už jsme schopni vytvořit plnohodnotný soupis prací jak z dat z modelu, tak ostatních staveních prací/konstrukcí, které se nevykreslují (např. dočasné konstrukce jako lešení, bednění apod.). Na základě zkušeností s tímto procesem jsem schopni aktuálně stanovit výměru zhruba u zhruba 70 % položek.
Obr. č. 5 – Informační model dálnice „D4 Skalka“, ukázka umístění identifikátoru v parametru elementu (generální zhotovitel Skanska, a.s.)
Pro další vývoj BIM 5D je stěžejní sestavit KS (databázi identifikátorů), který umí vytvořit můstek mezi elementy a položkami cenové soustavy. Ideálně ve vazbě na zažité cenové soustavy tak, aby přesun do oceňovacího software byl co nejhladší. Principiálně jde o to přiřadit elementu identifikátor, který následně oceňovací software umí „přečíst“, aby mohl provést položkový rozpad (obrázek č. 6). Dobrým příkladem jsou elementy, které jsou vykreselné jako jedno těleso a mají „vnitřní skladbu“ (podlahy, stěny, střechy apod.). Oceňovací software převede přidělený identifikátor elementu s „vnitřní skladbou“ do několika položek cenové soustavy. Podobně lze postupovat i u dočasných konstrukcí, které se nevykreslují. Například betonové stěně mohou být v rámci položkového rozpadu přiřazeny položky bednění, výztuž apod. Samotná výměra u těchto typů návazných položek se může rovnat původní položce s identifikátorem nebo se upraví přiděleným algoritmem. Případně pokud nejsme schopni odvodit žádnou výpočtovou vazbu, tak se použije nulová hodnota a musí proběhnout ruční výpočet.
Obr. č. 6 – Schematicky naznačený položkový rozpad elementu s „vnitřní skladbou“ pomocí identifikátoru (klasifikačního systému)
Další možností je sestavení soupisu prací souvisejí s použitím zahraničních produktů. Typickým řešením je aplikace programů prostřednictvím Application Programming Interface (API), které umožňují rozšířit schopnosti projekčního programu. Aktuálně dostupné programy jsou však finančně nákladné a neobsahují cenové soustavy, které jsou v ČR obvyklé. Praktické využití pro českou stavební firmu bez výrazné modifikace je tedy výrazně limitováno.
Další z klíčových podmínek k úspěšnému firemnímu „nastartování“ BIM 5D, je kromě software vybavení, také informovaný odborník se znalostí obou odborností. Daný specialista potřebuje znát aktuální možnosti tvorby informačních modelů staveb včetně podpůrných software řešení a zároveň vědět o potřebách/nárocích podniku na výstupy potřebné v rámci CM jako je právě soupis prací. Zejména pro doplnění zadávací dokumentace (BEP, Tabulka parametrů apod.) o dané požadavky k tvorbě modelu.
Závěr
BIM jako každá inovační metoda musí v regionu střední Evropy projít procesem ověřování o vyšší míře uplatitelnosti nad stávajícím tradičním řešením, jak u odborné veřejnosti, tak primárně u samotných investorů. Je pravděpodobné, že se nám zřejmě nepodaří nikdy stanovit 100 % položek soupisu prací z infomačního modelu stavby (není to ani možné). Avšak budeme schopni získat výměry drtivé většiny stavebních konstrukcí/prací v položkové struktuře, vymezené cenovou soustavou, a tím výrazně zpřesnit cenu stavebního díla a zefektivnit práci v přípravě.
Článek stručně popisuje, jakým způsobem se dají data z informačního modelu stavby použít pro tvorbu soupisu prací už nyní. Vytyčuje jednotlivé body, které musí být splněny pro plnohodnotné použití modelu v rámci agendy BIM 5D. Jedná se primárně o zadávací dokumenty pro tvorbu modelu, ať už pro jeho grafickou nebo negrafickou stránku. Jako je BEP a Tabulka parametrů. Dále o nutnost zařazení identifikátoru do parametru každého elementu tak, aby mohlo dojít k následné „automatizaci“ při přesunu dat z projekčního software do oceňovacího programu. Samotná tvorba databáze identifikátorů (klasifikačního systému) umožňující následný položkový rozpad s přímou vazbou na cenové soustavy je za mě aktuálně „nejčistší“ řešení respektující lokální způsob práce a data plynoucí z informačního modelu stavby.
Zdroje
- Vyhláška č. 169/2016 Sb. o stanovení rozsahu dokumentace veřejné zakázky na stavební práce a soupisu stavebních prací, dodávek a služeb s výkazem výměr
- Žák J.; Kopecký M.; Rudovský Z.; Růžička J.; Starčevský P.; Vyhnálek R. a Černý M. 2018 Metodika – Datový standard a informační požadavky – Koncept (Praha: Česká agentura pro standardizaci)
Zkratky
| BEP | Prováděcí plán BIM |
| BIM | Informační modelování budov |
| CM | Cost Management |
| DUR | Dokumentace pro územní rozhodnutí |
| DPS | Dokumentace pro provádění stavby |
| DSP | Dokumentace pro stavební povolení |
| KS | Klasifikační systém |
| LOD | Level of Development |
| SoD | Smlouva o dílo |
| TSKP | Třídníku stavebních konstrukcí a prací |
| VDC | Virtual design and construction |
Building Information Modeling (BIM) is being developed in almost all construction sectors in the Czech Republic. For Quantity Takeoff (part of Cost Management, referred to as BIM 5D), this brings many opportunities and challenges associated with the need of local workflows modification in accordance to information modeling needs. This article describes how data from BIM models can be used today to cost estimates using the proposed process scheme. It also indicates what needs to be done to achieve the full utilization of the BIM method in terms of cost estimation.