logo TZB-info

estav.tvnový videoportál

Reklama

Aktuální zkušenosti se zaváděním BIM v kontextu vodohospodářské infrastruktury

Na základě rozhodnutí vlády ČR se počítá s povinným využitím BIM pro veřejné nadlimitní zakázky postupně od roku 2023. BIM v kontextu vodohospodářské infrastruktury bude mít svoji specifickou pozici, která se bude lišit od pojetí BIM ve stavebnictví (pozemní či dopravní stavby). Vypovídá o tom i potřeba vlastní katalogizace technologických prvků, rozšíření katalogu stavebních prvků SNIM nebo zcela jiné požadavky na detail stavební konstrukce objektu. Potvrdily to pilotní projekty i aktuální zkušenosti se zaváděním BIM v kontextu vodohospodářské infrastruktury.

Reklama

BIM je zkratkou slov Building Information Modeling (Management) s českým překladem „Informační model budovy“. Jedná se o proces vytváření, užití a správy dat o stavbě během jejího celého životního cyklu. Jeho základem je geometrický model objektu ve 3D rozšířený o další datové (informační) dimenze. Tento 3D model stavby neslouží tedy jen k její vizualizaci, ale k jednotlivým prvkům jsou definovány další vlastnosti jako například materiál, výrobce a cena. Každý prvek v modelu je možné přesně lokalizovat a obsahuje další informace o místě, kde se nachází (např. podlaží, budova, pozemek, ...). U technologických projektů je důležité propojení technologického schématu s vlastním 3D modelem a vedle dat o umístění jsou tak součástí modelu i data provozní (např. průtok, teplota, ...).

Zavádění BIM do vodohospodářské praxe

V roce 2017 realizovaly Pražské vodovody a kanalizace, a.s. (dále jen „PVK“) projekt s názvem „Koncepce, strategie a implementace BIM v PVK“, kde hlavním cílem bylo definovat platformu BIM vhodnou pro implementaci v PVK z hlediska legislativního, technickoinformativního, ekonomického, časového a z pohledu lidských zdrojů. Projekt byl realizován dle harmonogramu uvedeného v Tab. 1. Z technického úhlu pohledu, kterému se chceme v tomto příspěvku především věnovat, byl hlavním výstupem projektu návrh zpracování pilotních projektů, a to složitějších technologických staveb od fáze projektové dokumentace pro stavební povolení (dále jen „DSP“) do fáze projektové dokumentace skutečného provedení stavby (dále jen „DSPS“).

Tab. 1: Harmonogram prvotního projektu „Koncepce, strategie a implementace BIM v PVK“
Požadovaná řešeníTermín
Zahájení projektu, uzavření smlouvy s vybraným konzultantem07/2017
Definice a popis BIM08/2017
Analýza legislativního a technickoinformativního rámce BIM08/2017
Analýza dosavadních Case study dle možností MDA08/2017
Identifikace důvodů zavádění BIM (příjem, správa, aktualizace, pořizování, provozní používání BIM) a oblastí vhodných pro zavádění BIM9/2017
Analýza datové základny PVK pro BIM (tzn. GIS, TIS, ZIS atd.) a definice hardware a software nároků BIM9/2017
Definice cílů a požadavků PVK BIM. Stanovení rozsahu a harmonogramu implementace BIM v PVK.9/2017
Finanční analýza a analýza lidských zdrojů pro BIM10/2017
Návrh pilotních projektů pro ověření BIM v projektem navrženém rozsahu10/2017
Koordinace s Pražskou vodohospodářskou společností, a.s.07–11/2017
Zpráva koncepce, strategie a implementace BIM v PVK11/2017

První pilotní projekt vznikl společně PVS a PVK

Další krok týkající se BIM navázal až v únoru roku 2020, kdy byl zahájen společný projekt Pražské vodohospodářské společnosti, a.s. (dále jen „PVS“) a PVK s názvem „Zpracování modelu BIM“. V rámci tohoto projektu byly do BIM zpracovány dva technologické objekty na Ústřední čistírně odpadních vod v Praze (dále jen „ÚČOV Praha“) – Hlavní čerpací stanice a objekt Hrubého předčištění stoky EF včetně jejich propojovací stoky. Oba objekty byly zpracovány do BIM jako pasport již realizované stavby v rozsahu projektové dokumentace na úrovni DSPS.

První část pilotního projektu byla zahájena 1. 2. 2020 a byla dokončena 31. 8. 2020. Výstupem byl:

  • Informační model Hlavní čerpací stanice na Ústřední čistírně odpadních vod v Praze,
  • dokument BEP (BIM Execution Plan – Plán realizace BIM, který je nedílnou součástí každého Informačního modelu vytvořeného podle zadávací dokumentace BIM),
  • výstupy pro analýzu rozhraní mezi BIM a stávajícím Technickým informačním systémem PVK od dodavatele Popron Systems s.r.o. (dále jen „TIS“).

Související konzultační a rozvojové aktivity, které měl naplnit tento pilotní projekt, shrnul dokument vytvořený zhotovitelem (D-PLUS projektová a inženýrská, a.s. a Sweco Hydroprojekt, a.s.), který navázal na prvotní projekt PVK a aktualizoval stav problematiky BIM v ČR, možnosti implementace BIM v obou společnostech a definoval možnosti využití BIM v PVS a PVK. Výstupu z této části projektu jsou znázorněny na Obr. 1 a 2.

Obr. 1: Vizualizace objektu Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM
Obr. 1: Vizualizace objektu Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM
Obr. 2: Řez objektem Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM
Obr. 2: Řez objektem Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM

Druhá část pilotního projektu byla zahájena 21. 9. 2020 a byla dokončena 31. 3. 2021. Výstupem byl:

  • Informační model Hrubého předčištění stoky EF na ÚČOV Praha,
  • informační model propojení kanalizační stoky včetně objektu spadiště mezi Hlavní čerpací stanicí a objektem Hrubého předčištění stoky EF,
  • dokument BEP a definice Datového standardu zpracování BIMu pro objekty vodohospodářské infrastruktury.

Výstupy z této části projektu jsou znázorněny na Obr. 3 a 4.

Obr. 3: Vizualizace objektu Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 3: Vizualizace objektu Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 4: Řez objektem Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM
Obr. 4: Řez objektem Hlavní čerpací stanice ÚČOV Praha v BIM

Společná vizualizace dvou objektů v BIM zpracovaná v rámci pilotního projektu PVK a PVS je uvedena na Obr. 5, 6 a 7.

Obr. 5: Celkový pohled na vizualizaci objektů Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 5: Celkový pohled na vizualizaci objektů Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 6: Celkový řez objekty Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 6: Celkový řez objekty Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 7: Pohled na objekty Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM
Obr. 7: Pohled na objekty Hlavní čerpací stanice a Hrubého předčištění stoky EF ÚČOV Praha v BIM

Na základě zkušeností z pilotních projektů byl definován požadavek na software Autodesk Revit, který je doporučen pro vytváření informačních modelů. Pro prohlížení a další práci s modely byl vybrán software Navisworks Simulate a Navisworks Dokument.

Důležitým výstupem z pilotních projektů byla kompletní zadávací dokumentace pro zadávání veřejných zakázek pro výběr projektanta a zhotovitele v BIM. Na základě zkušeností z povinného dokumentu BEP (plán realizace BIM), který je nedílnou součástí každého vytvořeného Informačního modelu, byl vytvořen zadávací dokument EIR (Employer's Information Requirements), což jsou požadavky každého investora na BIM.

V EIR je popsáno, co investor od projektu očekává, jaké informace chce obdržet, jaké standardy a procesy má zhotovitel modelu použít. Nedílnou součástí EIR je Datový standard, kde jsou uvedeny požadované jednotlivé prvky a parametry modelu, dále nezbytné nástroje k modelování prvků a požadované značení prvků v modelu.

Ve značení jednotlivých prvků v modelu jsme vycházeli ze SNIM – Standardu negrafických informací 3D Modelu. SNIM je tvořený členy Odborné Rady pro BIM (czBIM), je veřejně publikován a postupně rozšiřován. Jedná se o datový standard a zároveň třídicí systém pro stavební prvky s přiřazenými parametry. Obsahuje cca 150 prvků s vlastnostmi pro hrubou stavbu, ale neobsahuje prvky technologie využitelné pro vodohospodářskou infrastrukturu. Proto PVS a PVK zavedla svojí vlastní katalogizaci a značení prvků vodohospodářské infrastruktury, které vychází z prvků a parametrů Technické evidence TIS rozšířené o parametry navrhované dle SNIM.

Veškerá dokumentace je v současnosti zpracovávána do formy přílohy Městských standardů vodovodů a kanalizací na území hl. m. Prahy.

Přečtěte si také Robotické vrtání otvorů pro kotvení instalací s využitím BIM Přečíst článek

Propojení BIM na stávající informační systémy PVS a PVK

Využití datové (informační) části modelů BIM, tj. parametrů jednotlivých prvků geometrie modelu, je hlavním efektem zavedení BIM do vodohospodářské praxe. V případě PVS a PVK budou v Technické evidenci TIS vytvořeny jednotlivé „Karty objektů údržby pro prvky technologie objektu“. Zde budou parametry z BIM modelu uloženy a budou využívány pro následné plánování údržby.

V rámci přenosu parametrů z BIM do TIS bude také možné na úrovni TIS, ještě před vlastním vznikem Karet objektů údržby, kontrolovat správnost přenesených dat a bude možné je uživatelsky měnit, či doplňovat. Tato možnost zajistí následnou čistotu dat v Technickém informačním systému a následně i podklad pro očistění „zdrojových dat“ v BIM. Dále bude zavedena automatická transformace dat v případě, že vyvstane nutnost přepočítávat hodnoty BIM (například převody jednotek atd.).

Bude také využito i opačného směru toku dat z TIS do BIM, tak aby bylo zajištěno spárování prvků v BIM s Kartami objektů údržby v TIS pomocí jedinečného identifikátoru. Díky tomu bude zajištěna aktualizace modelu při rekonstrukcích. Informační model (BIM) se tak stává digitálním dvojčetem reálného objektu.

V tomto duchu byla dne 31. 3. 2021 schválena Detailní Analýza rozhraní BIM – TIS v PVK a PVS. Realizace rozhraní BIM – TIS proběhne do 31. 12. 2021.

Další projekty využívající BIM

V průběhu roku 2021 jsou realizovány další projekty BIM, a to různých typů objektů na stokové i vodovodní síti, a průběžně bude dopracovávána a rozšiřována obecná dokumentace BIM. Příkladem dalších projektů může být projekt „Rekonstrukce 23 objektů na stokové síti“, kde probíhá výměna protipovodňových uzávěrů a sanace betonových a cihelných konstrukcí komor. Projekt zahrnuje vytvoření modelů těchto komor včetně vystrojení ve 3D. Podkladem pro zpracování modelů ve 3D je zaměření příslušných objektů ve 3D (scan a převod mračna bodů do formy využitelné v definovaném systému 3D AUTOCAD). Z těchto 3D modelů je produkována standardní dokumentace ve 2D, stále ještě nezbytná pro projednání s úřady.

Tento projekt ještě více ukázal, jak velkým přínosem je vytvoření 3D modelu již ve fázi přípravy, kdy zrychluje a zefektivňuje projednání složitých staveb, které by jinak bylo velmi komplikované a časově náročné. Výhodou je i podrobná a kontinuální kontrola projektanta a zhotovitele modelu.

PVS jako aplikační garant a PVK jako spoluřešitel je jedním z účastníků grantového projektu Technologické agentury ČR programu TREND č. FW03010028-N „Dynamický model provozování vodohospodářské infrastruktury“, který se věnuje uvedeným simulacím a jehož cílem je vývoj nového nástroje pro řízení vodohospodářské infrastruktury v reálném čase.

Organizace práce s BIM

Pro práce s BIM je nezbytné společné datové prostředí, které se nazývá CDE (Common Data Environment) a využívá se k elektronické výměně a sdílení dat. CDE může být ve formě serverového nebo cloudového řešení vlastníka nebo pověřeného provozovatele. Může být také dodáno v rámci veřejné zakázky pro daný projekt. Jedná se o společné místo pro veškeré digitální informace pro každý projekt, sdíleny jsou nejen geometrické informace modelu, ale i veškeré informace, které jsou nedílnou součástí projektu.

9D BIM

O BIMu se hovoří jako o geometrickém modelu s dalšími informačními dimenzemi až do 9D. Geometrie modelu ve 3D dává jednoznačnou prostorovou informaci, umožňuje vizualizaci jak uvnitř objektu, tak vizualizaci pro koordinaci s ostatními sítěmi vně objektu. Koordinace objektu ve 3D s požadavky na veřejný prostor, s ostatními sítěmi, kolektory a jinými podzemními stavbami ve složitém zastavěném území urychluje projednávání a usnadňuje diskusi kolem ekonomické rozvahy výstavby objektu.

Vizualizační funkce BIM mohou generovat i vizualizaci objektu z pohledu člověka, který prochází objektem, nebo zpracování objektu do animace průletu jak vnitřním prostorem, tak kolem objektu. Navzájem související informační rozměry označované jako 4D, 5D a 6D přinášejí informace o výkazu výměr, rozpočtu a harmonogramu výstavby. Geometrie modelu a parametry o velikosti jednotlivých prvků umožnují vytvoření 4D Výkazu výměr. Jednoznačné značení prvků, jehož podrobnost a systém je definován v zadávací dokumentaci EIR a Datovém standardu, umožnuje vytvoření 5D Rozpočtu. Doplnění informací do modelu o postupu výstavby zase vytvoří informační rozměr 6D Harmonogram výstavby. Rozměr 7D je popisován jako Plán údržby nebo trvalá udržitelnost, který případě PVS a PVK zastupuje vazba do TIS. Informační rozměr 8D se využívá k matematickému modelování. Pomocí hydraulického výpočtu lze ve 3D modelu ověřit, jaké bude proudění v objektu, zda je objekt správně nadimenzován a zda v některých částech objektu nedochází k přílišnému namáhání konstrukce objektu.

Posledním rozměrem je 9D – předpovědní simulace v reálném čase. Ve vodohospodářské infrastruktuře tak mohou být simulovány různé provozní stavy pro potřeby optimalizace provozu, efektivnější řízení provozních a investičních nákladů a pro koncepční rozvoj vodohospodářské infrastruktury.

Závěr

BIM je dnes vnímán jako hlavní cesta k digitalizaci stavebnictví. Na základě rozhodnutí vlády ČR se počítá s povinným využitím BIM pro veřejné nadlimitní zakázky postupně od roku 2023.

Domníváme se, že BIM v kontextu vodohospodářské infrastruktury bude mít svoji specifickou pozici, která se bude lišit od pojetí BIMu ve stavebnictví (pozemní či dopravní stavby). O tom vypovídá například výše zmíněná potřeba vlastní katalogizace technologických prvků, o které je potřeba rozšířit katalog stavebních prvků SNIM, nebo zcela jiné požadavky na detail stavební konstrukce objektu.

Poděkování

Za vytvoření fotografií pro tento příspěvek firmě SWECO Hydroprojekt a.s.

 
Komentář recenzenta doc. ing. Tomáš Kučera, Ph.D., VUT FAST v Brně, Ústav vodního hospodářství obcí

Článek se zabývá zaváněním nástrojů BIM, jakožto moderního nástroje. Je popisován pilotní projekt zavádění BIM ve vodohospodářské praxi. Článek doporučuji k publikaci beze změn.

English Synopsis

On 25th September 2017, the “Concept of introducing the BIM method in the Czech Republic” was approved by Government of Czech Republic. This document follows on from Government Resolution No 958 on the importance of the BIM Method for construction practice in Czech Republic and proposal for further action for its implementation.

The key deadline referred to in the material is 2022, when it is planned to impose the obligation of BIM for public procurement over-capacity public works contracts, including the preparation of their preliminary and project documentation (according to Act No. 134/2016 Coll. on Public Procurement, Section 103, Paragraph 3: “In the case of public works contracts, designing or design contests, the contracting authority may include, in the procurement documents, a binding requirement to use specific electronic formats, including building information modelling tools, as well as requirements for the data content, structure or format.”).

Therefore, it was necessary to come up with a plan of action for implementation of BIM and to clearly define the possible uses of BIM in the field of water management.

Pilot projects have confirmed that water management infrastructure is a specific environment and that its complex technological objects are suitable to be designed and operated with the use of BIM.

 
 

Reklama


© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2022, všechna práva vyhrazena.