Muszę – O BIMie … (arch. Wojciech Wycichowski)

Muszę! 
Znowu muszę coś napisać o BIMie. Taką mam potrzebę. Bo technologia kołacze do naszych drzwi, a my się dziwimy, co tak hałasuje. A to BIM.

BIM, czyli rodzaj nowej technologii projektowania, zapewniającej dowolnie szeroką informację o obiekcie, umożliwiającą analizowanie jej pod dowolnymi kryteriami przy pomocy specjalistycznych programów. BIM ułatwia życie wszystkim, którzy biorą udział w procesie inwestycyjnym, od zespołu projektantów przez inwestora, dewelopera do instytucji utrzymujących budynek, a potem, już w dalekiej przyszłości, jest przydatny firmom zajmującym się destrukcją tkanki miejskiej pod nowe inwestycje.
Od kilku lat na różnych spotkaniach opowiadam o BIMie, tłumacząc, jak duża jest to szansa dla nas architektów. Powoli, powoli zaczynam obserwować zmiany w mentalności projektantów. Bo BIM to nie tylko wyższe dla nas zarobki, ale sprawniejsza i bezpieczniejsza praca z punktu widzenia minimalizowania możliwości popełnienia błędu projektowego. Wychodzę jednak z założenia, że BIMu chyba nigdzie nie da się nauczyć, przez BIM trzeba samemu przejść, wykorzystując pewne schematy, rutyny, ale za każdym razem będzie to inna przygoda.
Wszystko to, co poniżej, jest z założenia tendencyjne, bo REVITa nie znam i wszystkie skojarzenia, jakie mam, to asocjacje z ARCHICADem.
Można zacząć swoją przygodę od BIMiku, skromnego pierwszego kroku BIMopodobnego. Mam na myśli technologię sprawdzania kolizji – dysponując MEP Modelerem (Mechanical/Electrical/Plumbing), można w ARCHICADzie wykryć, czy coś tam nie wchodzi na inne coś tam.
Ale zanim zajmę się tym bardziej detalicznie, przypomnijmy sobie, jak to było…
System wspomagania projektowania wziął się z przemysłu, a ARCHICAD był pierwszym programem, który oferował od samego początku myślenie przestrzenne (3D). Twórcy ARCHICADa zaczęli pracę nad programem, dysponując zleceniem na zaprojektowanie na Węgrzech elektrowni atomowej. W 1983 roku powstała pierwsza wersja ARCHICADa. Konkurencja weszła na poziom projektowania 3D kilka lat później (np. CADKEY w roku 1985). Graphisoft, producent ARCHICADa, wykuwał wtedy podstawy BIMu, który dopiero na początku lat 90. znalazł dla siebie nazwę. Dzisiaj jest praktycznie dwóch graczy, którzy kupując inne firmy, próbują zbudować pakiet oprogramowania dający komplet rozwiązań do projektowania BIMowego. I nie chodzi o to, który z nich i w jakich momentach jest lepszy, bo do sprawiedliwej oceny nigdy nie dojdziemy. Istotne jest to, że jest to jedyna droga, jaką należy podążać, niezależnie od tego, na jaką platformę software’ową się wdepnie.
Starsi stażem projektanci na swoim organizmie doświadczyli kolejnych etapów używania różnych technologii projektowych. Już nie mówię o narzędziach typu grafion, graphos czy luksusowy rapidograf, ale o pewnej zasadzie stosowania kalki. W latach 80, czy jeszcze 90. mozolnie kreśliliśmy na kolejnych kalkach poszczególne kondygnacje naszych pomysłów. Zasada ta została potem użyta w oprogramowaniu komputerowym i w zasadzie niewiele się zmieniło, choć owszem, prawie upadł przemysł produkcji żyletek, bo przestaliśmy skrobać na kalkach nasze błędy. Dzisiaj właściwie niewiele się zmieniło, ponieważ w dalszym ciągu większość z nas pracuje w konwencji 2D, w minimalnym stopniu wykorzystując potencjał sprzętu komputerowego i programów w nim zainstalowanych. Deskę kreślarską przenieśliśmy tylko na ekran komputera i łatwiej zlikwidować błąd rysunkowy. Trudno nazwać tę technologię CADem, bo bardziej to wspomaganie prac kreślarskich niż projektowych. Przełomem jest dostrzeżenie przez architektów, że przy pomocy ARCHICADa (innych programów oczywiście również) można od razu kreować budynek przestrzennie. Żeby nie było – każdy proces projektowy powinien zaczynać się na kartce papieru, przy pomocy jakiegoś analogowego narzędzia do rysowania. Póki co to nasza głowa, a tak naprawdę skomplikowany system synaps w mózgu, generuje coś, co może być efektem myślenia twórczego. A to myślenie jest z kolei zależne od tego, jakie książki ze zrozumieniem przeczytaliśmy, co w życiu zobaczyliśmy, wysnuwając przy okazji jakieś refleksje, jakiej muzyki potrafimy słuchać, z kim i o czym rozmawiamy… A więc na samym początku był, jest i będzie ołówek. Potem dopiero możemy włączać do naszej kreacji inne narzędzia, bardzo się z roku na rok zmieniające.
Rysowanie przestrzenne przy pomocy komputera nie dzieje się tylko dlatego, by zweryfikować naszą sprawność w opanowaniu sprzętu. Często spotykam się z taką opinią, że ARCHICAD czy SketchUp fantastycznie nadają się do szybkiego przedstawienia modelu obiektu, a potem należy przejść do AutoCADa LT i mozolnie wykreślić w 2D rzuty, przekroje, elewacje. Taki stosunek do projektowania poważnie mnie niepokoi. To kompletne niezrozumienie obecnie obowiązujących zasad projektowania. W tej chwili deklarując cały szereg informacji do każdego elementu składowego danego obiektu, tworzymy unikatowy zestaw informacji, gdzie automatyczny przekrój w dowolnym miejscu, elewacje, czy zestawienia drzwi i okien to tylko wierzchołek przysłowiowej góry lodowej, jeżeli chodzi o to, co możemy wycisnąć z takich danych.
Również wizualizacja jest tylko pewnego rodzaju produktem pobocznym, bo owszem jest ważna, ale nie o nią tak naprawdę chodzi w budowaniu modelu BIM. Perfekcyjny rendering jest z jednej strony pokazem możliwości człowieka i jego maszyny, ale z drugiej strony może być strzałem w stopę architekta. Bo co, jeśli po realizacji inwestor będzie miał do nas żal, że ładniej wyglądało na obrazku niż w rzeczywistości – już po oddaniu obiektu do użytkowania? Moim zdaniem pewne niedopowiedzenia, które były w odręcznych rysunkach z czasów przedpotopowych (znaczy przedCADowych), miały tę przewagę, że zostawiały wyobraźni miejsce na pewne niedomówienia.

Dlaczego powinniśmy projektować w technologii BIM?
Przejście na projektowanie BIM to swoista rewolucja, no może ewolucja, bo przecież rewolucję kojarzymy z przelaną krwią, a tu czekają nas tylko same radości. Tak jak kiedyś przeszliśmy z kalki na komputer, potem już w komputerze z projektowania 2D na 3D, co nazwaliśmy umownie CADem, to teraz ewoluujemy z CADa właśnie w kierunku BIM.
Żeby projekt miał szansę być BIMowym, to w zespole projektowym nie tylko architekt, ale również branżowcy, muszą stosować programy, dzięki którym rysują swoje pomysły przestrzennie. To trudne, bo o ile architekci z reguły posługują się programami, które umożliwiają projektowanie 3D, to już z branżami jest gorzej. Konstruktorzy mają swoje oprogramowanie, specjaliści od klimatyzacji czy innych instalacji liniowych – swoje, ale w przypadku przejścia na wersje 3D pojawia się problem ceny. Programy 3D są relatywnie drogie. Drogie przy obecnie zdziczałym rynku wycen projektów, który tak naprawdę kaleczy tych, którzy pilnują, by cena projektu była jak najniższa, czyli inwestorów i firm realizujących planowane przez nas obiekty. Jeśli zespół projektowy dysponuje budżetem na poziomie 2% kosztów realizacji projektowanego przez siebie obiektu, to przy innych chorobach gnębiących zasady wynagradzania, a mam na myśli chociażby „wynagradzanie” za zastosowane materiały budowlane czy wykończeniowe, nie ma miejsca na zakupy bardziej zaawansowanych technologii, ponieważ i tak trzeba takich projektów zrobić więcej, i więcej i więcej, by starczyło na utrzymanie biura i skromne wypłaty.
Dopiero kiedy zlecający nam prace projektowe zrozumieją, że zamawiając nieco bardziej zaawansowany projekt, który umożliwi wypuszczenie pliku nie DWG czy DXF a IFC, otrzymają produkt, który pozwoli im na 10-procentową oszczędność podczas realizacji obiektu, sami zmienią zasady wynagradzania projektantów.

Puśćmy wodze fantazji.

Mamy obiekt, na który jest budżet np. 10 mln zł, projektanci robią swoje za 200.000 zł (jako rzekłem jest to 2%), Obiekt powstaje i zadowolony jest inwestor i wykonawca, bynajmniej nie zespół projektowy. Druga sytuacja – robimy projekt BIMowy. Budżet ten sam. Praca zespołu projektowego kosztuje 500.000 zł (to już 5%!), wykonawca jest w stanie zrealizować obiekt 10% taniej, czyli za 9 mln zł. Inwestor musi wprawdzie wydać na projektantów dodatkowo 300.000 zł, ale przychodzi mu to łatwo, bo zyskuje na tej operacji 700.000 zł, co akurat starcza na nowy śmigłowiec dla zarządu. W tym przypadku wszyscy są zachwyceni – wykonawca szybciej realizuje obiekt i prędzej może przejść na kolejną inwestycję, inwestor ma nową zabawkę (śmigłowiec), oczywiście żartuję, ale oszczędza naprawdę sporo kasy, a architekci (i branżowcy) są wniebowzięci, bo nareszcie docenia się ich pracę.
Póki co większość inwestorów i wykonawców idzie starą i wypróbowaną ścieżką, gdzie koleiny już są tak głębokie, że strasznie trudno wyskoczyć z nich na nowe myślenie. Łatwiej powielać schematy, które oczywiście się sprawdzają, ale wystarczy jeden wyłom i wszyscy zauważą, że jakaś tam firma jest ciut lepsza i sprawniejsza.
Nie sprzyja nam prawodawstwo, wymogi związane z tym, jak mamy przygotować projekt do pozwolenia na budowę są archaiczne, prawo zamówień publicznych, mimo że spełniające normy unijne, dalekie jest od faworyzowania nowego myślenia o pracach projektowych. Na świecie jest ciut inaczej, w wielu krajach właśnie w zamówieniach publicznych obowiązuje zasada przekazania plików IFC. To nieuniknione i u nas też tak kiedyś będzie – czas się do tego przygotować.
Analizy statystyczne dotyczące porównania produktywności w gospodarce i produktywności w budownictwie mówią, że tak jak produktywność w gospodarce od lat 60. stale rośnie, to w budownictwie utrzymuje się na podobnym poziomie. Powody są dwa – zła organizacja przedsięwzięć budowlanych i kłopoty z synchronizacją, integracją branż podczas procesu projektowego. Jaka na to recepta? Oczywiście wdrożenie projektowania BIMowego.
Kryterium najniższej ceny to najbardziej niszczący polski krajobraz element przetargów. Efektem tego jest zaangażowanie do produkcji projektu tanich projektantów, pracujących na „pożyczonym” oprogramowaniu, czy studentów. Skutek fatalny podczas budowy – błędy sporo kosztują inwestora. Jaka na to recepta? Oczywiście wdrożenie projektowania BIMowego.
Architekci miewają ambicje, oczywiście nie wszyscy. Kończymy studia, po których część z nas zmienia zainteresowania i np. zostaje szefami swoich firm produkcyjnych. Albo idziemy na etat do urzędu, chcąc mieć zagwarantowane pewne minimum egzystencjalne, uciekając od wyścigu szczurów architektonicznych po atrakcyjne zlecenia. Tylko część z nas ma predyspozycje, by dowodzić grupą i tworzyć zgrany zespół projektowy. Znajomość technologii BIM uprawdopodabnia scenariusz, który chcielibyśmy w naszym życiu realizować, bo wtedy łatwiej o świetne, spektakularne zlecenia. Tych, którzy nie zdążą czy nie nadążą, czekają zlecenia nie do końca spójne z wcześniejszymi założeniami budowania ścieżki kariery – zaprojektowanie wiaty w Karczewie albo docieplenia wschodniej ściany mleczarni w Sławińsku to też ważne społecznie wyzwania, i to też ktoś musi zrobić, ale czy to ja muszę być tym KIMŚ?
Patrick MacLeamy z amerykańskiego biura architektonicznego HOK powiedział kiedyś, że każdy dolar wydany w projektowaniu odpowiada 20 dolarom oszczędzonym na budowie i 100 dolarom w użytkowaniu. I jest to prawda, którą powinni dostrzec wszyscy ci, którzy rozmawiają o wynagrodzeniu dla biura architektonicznego.
Jaka na to recepta? Oczywiście wdrożenie projektowania BIMowego.

Projekty 4D, 5D 6D….
Trochę nas poniosło, jeżeli chodzi o definicję projektowania, tym bardziej, że wielu z nas zatrzymało się na poziomie 2D, a o 3D słyszało, a tu dochodzą jakieś nowe D.
O co tu chodzi?
Projektowanie BIM daje możliwość zarządzania czasem, czyli harmonogramem realizacji – to jest 4D. A w praktyce oznacza zwiększenie efektywności projektów dzięki zintegrowanemu procesowi wizualizacji, wykorzystanie logicznej sekwencji połączeń elementów 3D z harmonogramem i wreszcie definiowanie kolejności zadań oraz przypisanie im zasobów ludzkich, materiałów i sprzętu poprzez wykorzystanie wskaźników produktywności oraz liczby pracowników.
Zarządzanie kosztami realizacji to poziom 5D: przedmiary robót bezpośrednio z modelu 3D, integracja harmonogramu z ilościowymi i kosztowymi danymi finansowymi.
6D to panowanie nad zużyciem energii, to z tej części czerpią swoje dane firmy certyfikujące budynki z punktu widzenia ich „zieloności” (BREEAM czy LEED).
7D to dane dla zarządzających obiektami. Podczas istnienia obiektu – zarządzanie np. mediami, a przy potencjalnej rozbiórce – dyskontuje projekt BIMowy genialnie panując nad odzyskiem cennych materiałów i utylizacją tych, które już się nie przydadzą.
I to wcale nie koniec – będą następne xD…

Skąd się wzięły pliki IFC?
IFC (Industry Foundation Classes) to format określający międzynarodowe standardy importowania i eksportowania obiektów budowlanych oraz ich właściwości, a także modelowania informacji o budynku (BIM).
Informacje, jakie zawiera model IFC:

• hierarchia budynku (faza, etap np. piętro),
• typ elementu (ściany, płyty, słupy, belki, schody itp.),
• geometria (wymiary, współrzędne elementu, objętość),
• zależność pomiędzy poszczególnymi elementami,
• właściwości standardowe i niestandardowe przypisane elementom (materiał, kolor, przekroje, ochrona ppoż., ciężar, itp.).

IFC zostało stworzone przez konsorcjum firm w roku 1994. W tej chwili reguły formatu honoruje kilkaset firm z całego świata, a obowiązująca wersja to IFC4.
Brytyjczycy tak opisują zaawansowanie wdrożenia technologii BIM:

• poziom 0: niezorganizowana wymiana danych – cyfrowa lub na papierze, bazująca na modelu 2D
• poziom 1: zorganizowany model CAD w 2D lub 3D z narzędziem do wspólnej pracy, który przygotowuje wspólne środowisko pracy i ustandaryzowaną strukturę danych; informacje dotyczące kosztów analizowane są poza programem,
• poziom 2: zorganizowane środowisko 3D dla narzędzi BIM z różnych obszarów; komercyjne dane zorganizowane są w jednym standardzie,
• poziom 3: w pełni otwarty proces projektowania oraz integracja danych umożliwia wymianę plików na poziomie IFC; wspólny serwer modelowania; symultaniczne procesy projektowania.

IFC szczególnie „modne” jest w Skandynawii – w Norwegii, Danii i Finlandii funkcjonuje na poziomie prawa rządowego obowiązującego przy przetargach. Podobnie ma się sytuacja w Wielkiej Brytanii i Holandii, a także USA.

Współpraca międzybranżowa.
Jak już jesteśmy na etapie skompletowanego zespołu do pracy w technologii BIM, to musimy określić zasady współpracy. Sprowadza się to do kilku reguł:

• wybór oprogramowania i wersji plików IFC – szalenie ważne jest przetestowanie wymiany plików,
• zdefiniowanie wspólnych jednostek i współrzędnych,
• określenie poziomu zaawansowania modelu – mamy 6 poziomów LOD (Level of Development): 100, 200, 300, 350, 400 i 500 (za nudne by szczegółowo opisywać),
• ustalenie ciała zarządzającego projektem,
• ustalenie reguł prawa autorskiego i zasad odpowiedzialności za pracę wykonaną przez partycypantów projektu.

Ponadto zespół projektowy musi być świadomy, że pewne decyzje projektowe mogą zniweczyć wysiłek całego zespołu, np. modelowanie ściany jako elementu ciągłego, bez podziału na kondygnacje, błędne określenie usytuowania elementu, złe ustawienie ID obiektu czy niewłaściwe użyte narzędzie modelowania.

Wszystko, co stosujemy w budowlanym procesie inwestycyjnym, urodziło się wcześniej w przemyśle.
CAD niewątpliwie jest tego przykładem. Dalej IPD (Integrated Project Delivery) wymyślony przez Toyotę w latach 40. ubiegłego wieku. IPD to system dostaw na zamówienie, zsynchronizowanych z czasem i technologią produkcji. To podczas realizacji niezwykle czułe miejsce. Wyobraźmy sobie zatłoczone miasto i inwestycję przy wąskiej ulicy. Dostawy na budowę muszą być precyzyjnie zaplanowane, i w zakresie terminu przybycia ciężarówki, i zakresie ilości przywiezionych materiałów. W innym przypadku, np. w sytuacji gdy następuje blokada tejże wąskiej ulicy, miasto wyciąga przykre dla wykonawcy argumenty represyjnie, nakładając kary, które w przypadku powtarzania się procederu, niechybnie mogą doprowadzić do upadku dowolnie dużej firmy. Nad tym wszystkim da się zapanować, bowiem posiadanie plików IFC i specjalistycznego oprogramowania, które odpowiednio je zinterpretuje, pozwoli na takie zaplanowanie dostaw, że wszystko na budowie dzieje się płynnie, bez zastojów i niespodzianek.
VR, czyli Virtual Reality też ma swoje korzenie w przemyśle. W obecnych programach CADowskich to integralna funkcjonalność – jak w grach, można przejść się po zaprojektowanym obiekcie. ARCHIACAD dzięki opcji wypuszczenia pliku BIMx daje szansę dowolnej eksploracji budynku bez konieczności dysponowania ARCHICADem na dowolnym urządzeniu elektronicznym, nawet na smartfonie.

A tak na marginesie…
Dużo krzywdy zawodowi architekta robią uczelnie wyższe, organizując dla chętnych, którzy skłonni są zapłacić, przyspieszony kurs projektowania. Ile warta może być wiedza, dawkowana na poziomie 10% czasu, jaki obowiązuje na studiach stacjonarnych i skierowana do nie do końca przygotowanych kursantów?

Ostatnio miałem okazję konsultować pracę wzorowego ucznia takich przyspieszonych studiów (nie na naszym ulubionym Wydziale Architektury!), przekonanego już o swym zawodowym (architektonicznym!) perfekcjonizmie. Projekt domku miał tak elementarne błędy, mimo pozytywnej oceny prowadzącego temat z poważnej uczelni, że wpadłem w długotrwałą depresję, z której wyszedłem dopiero po dłuższych sesjach na kozetce u mojego terapeuty (OK, trochę przesadzam z tym terapeutą, ale naprawdę był to wstrząs). Jest tylko jeden zysk z tej aktywności – ciut więcej zarabiają prowadzący te zajęcia, ale koszt jest gigantyczny – deprecjacja zawodu projektanta (żeby nie pisać – architekta) i obniżenie poziomu uczelni. A jeżeli w swoim zadufaniu tacy projektanci zaczną projektować, a przekonani do dziwnych wizji inwestorzy ich posłuchają, czeka nas jeszcze większy spadek jakości przestrzeni publicznych oraz wnętrz.

A jaki związek powyższy akapit ma z BIMem? Żaden! Na takich kursach nikt jeszcze nie myśli o wdrożeniu projektowania BIMowego.
Namawiam więc szanowne uczelnie z aspiracjami, by zaczęły myśleć nad takimi programami podnoszenia kwalifikacji, na których koleżeństwo architektoniczne z nabożeństwem „zapraktykuje” trochę BIMu. Da się na tym lepiej zarobić niż na udawanej edukacji błyskawicznych projektantów.

arch. Wojciech WYCICHOWSKI