Τα πλεονεκτήματα του building information modeling για τους αρχιτέκτονες

*Της Παναγιωτίδου Νικολέτας, Architect Msc, BIM specialist, Founder at BIM Design Hub & breakwithanarchitect

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία επηρεάζουν όλους τους τομείς της ζωής μας, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου που ζούμε, εργαζόμαστε και επικοινωνούμε. Στον κλάδο των κατασκευών οι τελευταίες εξελίξεις επηρεάζουν τον σχεδιασμό και την κατασκευή των κτιρίων αλλά και τον τρόπο που οι μηχανικοί, αρχιτέκτονες και ιδιοκτήτες συνεργάζονται μεταξύ τους.

Το Building Information Modeling είναι μία από τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην αρχιτεκτονική και τη βιομηχανία της κατασκευής. Η μεθοδολογία BIM χρησιμοποιεί ένα ψηφιακό μοντέλο που ενσωματώνει πληροφορίες και παραμέτρους που σχετίζονται με τη μορφή, τη δομή και τα συστήματα του πραγματικού κτιρίου. Μετά την ολοκλήρωση της σχεδίασης, το ΒΙΜ ψηφιακό μοντέλο αντιπροσωπεύει την ακριβή γεωμετρία και τα δεδομένα που απαιτούνται για τον σχεδιασμό, την οργάνωση και την αξιoποίηση του κτιρίου. Επιπλέον, μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, το ψηφιακό μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την διαχείριση και την συντήρηση του πραγματικού κτιρίου.

Πλεονεκτήματα του ΒΙΜ και ο ρόλος του αρχιτέκτονα

Το BIM θεωρείται ένα σημαντικό εργαλείο που εισχωρεί σταδιακά στον κατασκευαστικό κλάδο και επηρεάζει όλους τους τομείς των μηχανικών, τους κατασκευαστές και τους ιδιοκτήτες.

Από τα πιο σημαντικά οφέλη του BIM είναι η μείωση του κόστους κατασκευής του έργου και ο χρόνος παράδοσης, η αύξηση της παραγωγικότητας και της ποιότητας, ο έλεγχος του κόστους και η διαχείριση του κύκλου ζωής του κτιρίου. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής των κτιρίων, καθώς και την οργάνωση της μελέτης κατασκευής.

Όλοι οι τομείς των κατασκευών επηρεάζονται από την τεχνολογία BIM, αλλά σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε τις αλλαγές και τα οφέλη από την πλευρά του αρχιτέκτονα. Για αρχή, ας θυμηθούμε πώς αρχιτέκτονες εργάζονταν πριν από το BIM. Οι αρχιτέκτονες χρησιμοποιούσαν το 2D CAD, (Computer Aided design) για το σχεδιασμό του κτιρίου και την επικοινωνία με τον πελάτη και τους υπόλοιπους μηχανικούς. Βάση του 2D CAD o αρχιτέκτονας έπρεπε να αναθεωρήσει πολλές φορές τα σχέδια συνεργαζόμενος με τους πολιτικούς μηχανικούς, τους ηλεκτρολόγους και τους μηχανολόγους. Βάση αυτών των αναθεωρήσεων έπρεπε να ενημερώσει τον πελάτη και να διατηρήσει τον έλεγχο, τη λειτουργία και τη μορφή του κτιρίου και επιπλέον να εξασφαλίσει την ποιότητα, την οικονομία και την ακεραιότητα της όλης ιδέας. Επιπλέον, η εκτίμηση του κόστους κατασκευής ήταν μία πολύπλευρη και χρονοβόρα διαδικασία ενώ η τρισδιάστατη απεικόνιση του κτιρίου, (το 3D) ήταν μια επιπλέον πρόσθετη εργασία για τον αρχιτέκτονα ή τον 3D σχεδιαστή.

Σύγκριση μεταξύ του 2D CAD και της ροής εργασιών του BIM: www.Graphisoft.com

Με την τεχνολογία BIM αυτή η διαδικασία αλλάζει. Η συνεργατική φύση του BIM παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα για τον αρχιτέκτονα που σχετίζονται με τον έλεγχο του σχεδιασμού και της ποιότητας. Το ψηφιακό 3D μοντέλο παρέχει οπτική αναπαράσταση όχι μόνο της μορφής κτιρίου αλλά και των υλικών, των συστημάτων και των λειτουργιών που αποτελούν το κτίριο. Ο αρχιτέκτονας είναι υπεύθυνος για την αρχιτεκτονική σχεδίαση του ψηφιακού μοντέλου BIM, ενώ ο πολιτικός μηχανικός εργάζεται στο στατικό ψηφιακό μοντέλο και ο μηχανολόγος στο μηχανολογικό μοντέλο. Αυτά τα μοντέλα συνδέονται μεταξύ τους και με αυτόν τον τρόπο τα πιθανά λάθη είναι ορατά σε πολύ πρώιμο στάδιο του έργου. Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα είναι η κατανόηση του κτιρίου σε όλη του την λεπτομέρεια. Δουλεύοντας σε ένα συνεργατικό 3D μοντέλο BIM, όλοι οι συμμετέχοντες είναι συνεχώς σε επαφή με το τελικό μοντέλο και τις αλλαγές που συμβαίνουν κατά τη φάση του σχεδιασμού. Ως αποτέλεσμα, η διάρκεια της φάσης του σχεδιασμού του έργου μειώνεται και η ποιότητα είναι αυξάνεται.

Σύγκριση μεταξύ των εργαλείων του 2D CAD και του BIM: www.breakwithanarchitect.com

Παραδοσιακή διαδικασία σχεδιασμού και η νέα διαδικασία του ΒΙΜ: www.breakwithanarchitect.com

Πλεονεκτήματα του αρχιτέκτονα στην κατασκευή – διαχείριση του έργου

Στην διαδικασία ΒΙΜ το 3D μοντέλο αποκτάει νέες διαστάσεις και από ένα απλό εργαλείο οπτικής αναπαράστασης εξελίσσεται στο 4D, (χρόνος), στο 5D, (κόστος), στο 6D, (ενέργεια) και στο 7D, (διαχείριση).

Οι διαστάσεις του ΒΙΜ – διάγραμμα: www.breakwithanarchitect.com

Στο 4D BIM το ψηφιακό μοντέλο αντιπροσωπεύει το ακριβές στάδιο της κατασκευής σε κάθε χρονική στιγμή και ενσωματώνει πληροφορίες σχετικά με το τι και πότε πρέπει να εγκατασταθεί κάτι αλλά και με ποια σειρά. Αυτές οι νέες δυνατότητες παρέχουν μεγάλη ελευθερία στον αρχιτέκτονα όσον αφορά την επίβλεψη και τον έλεγχο του έργου αφού μειώνει τα λάθη και τις επαναλαμβανόμενες εργασίες και αυξάνει την ποιότητα κατασκευής.

Για την παρακολούθηση του κόστους κατασκευής του κτιρίου, (5D) το ΒΙΜ παρέχει εργαλεία που συνδέουν το κόστος με τα 3D αντικείμενα και δίνουν την ευκαιρία στον αρχιτέκτονα να ελέγχει το συνολικό ή μερικό κόστος των εργασιών και των υλικών σε οποιαδήποτε στιγμή μελέτης – κατασκευής. Ως αποτέλεσμα, ο ιδιοκτήτης έχει ενεργό ρόλο στις αποφάσεις σχεδιασμού που συνδέονται με τον οικονομικό προϋπολογισμό του έργου και βελτιώνεται σημαντικά η σχέση του με τον αρχιτέκτονα.

Διάγραμμα: Η ικανότητα του ιδιοκτήτη να επηρεάσει το κόστος

‘Όσον αφορά την ενεργειακή ανάλυση του κτιρίου, (6D) το ΒΙΜ παρέχει εργαλεία που δίνουν ενεργειακά δεδομένα για την απόδοση των συστημάτων, την σκίαση και τον φωτισμό και όλες τις άλλες παραμέτρους του ενεργειακού σχεδιασμού που βοηθούν τον αρχιτέκτονα να να αξιολογήσει τις στρατηγικές από πρώιμο στάδιο της μελέτης.

Τέλος στο 7D BIM εισάγονται πληροφορίες για την συντήρηση και το προσδόκιμο ζωής των στοιχείων του μοντέλου και με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται μια βάση δεδομένων για την διαχείριση του κτιρίου. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να περιέχουν δεδομένα για τον προμηθευτή, για το πότε κάτι τοποθετήθηκε, πότε χρειάζεται να συντηρηθεί και πως πρέπει να λειτούργει για να μην καταναλώνει περισσότερη ενέργεια όπως και το προσδόκιμο της ζωής του.

Για να συνοψίσουμε τα σημαντικότερα οφέλη BIM για τους αρχιτέκτονες είναι τα παρακάτω:

Αποδοτική συνεργασία με τους μηχανικούς των άλλων κλάδων
Η επικοινωνία με τον πελάτη μέσω του 3D μοντέλου και των γραφικών
Ο έλεγχος και τα αισθητά μειωμένα λάθη του σχεδιασμού
Τεκμηριωμένα έγγραφα κατασκευής και έλεγχος του κόστους
Μειωμένη λάθη και παραλείψεις κατά τη φάση κατασκευής
Η παράδοση του έργου εντός χρονικού και οικονομικού προγραμματισμού
Μειωμένος συνολικός χρόνος μελέτης – κατασκευής

Case studies

Ένα καλό παράδειγμα που αποδεικνύει την εξοικονόμηση χρόνου με την χρήση του ΒΙΜ είναι το νοσοκομείο Augusta Maine στις ΗΠΑ. Ο σχεδιασμός του κτιρίου βασίστηκε στην τεχνολογία BIM και ως αποτέλεσμα το έργο παραδόθηκε 10 μήνες νωρίτερα, εξοικονομώντας περίπου 20 εκατομμύρια δολάρια.

Σε σχέση με τα πλεονεκτήματα της χρήσης του ΒΙΜ στη διαχείριση των κτιρίων μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, η εφαρμογή του στα κτίρια της υπηρεσίας GSA, των Η.Π.Α έδειξε πολύ σημαντικά οφέλη. Η υπηρεσία βάση ενός πιλοτικού προγράμματος δημιούργησε μία ψηφιακή βάση 10 κτιρίων με τη χρήση ΒΙΜ λογισμικού και καταγραφή μέσω 3D Laser, που ενσωματώνουν πληροφορίες για την ασφάλεια, τη διαχείριση και την ανάλυση του αποθέματος των δημόσιων κτιρίων. Τα οφέλη του πιλοτικού αυτού προγράμματος βρίσκονται στην εξοικονόμηση εκατομμυρίων δολαρίων σε ετήσια βάση που σχετίζονται με ζητήματα γραφειοκρατίας και δομής μεταξύ των διάφορων υπηρεσιών.

Υπηρεσία GSA, HΠA. Η χρήση του 3D λέιζερ παρείχε πληροφορίες για το “πραγματικό” και το ψηφιακό μοντέλο αντίστοιχα. Αριστερά: Το πραγματικό κτίριο, Μέση: καταγραφή 3D λέιζερ, Δεξιά: μοντέλο ΒΙΜ

Το Πανεπιστήμιο Northumbria του Newcastle χρησιμοποίησε πρωτόκολλα BIM για την προσομοίωση 32 κτιρίων, με έκταση πάνω από 120.000 τμ. Τα ψηφιακά μοντέλα σχεδιάστηκαν με βάση τα υπάρχοντα αρχεία CAD και δίνουν πρόσβαση σε πληροφορίες που μπορούν να αναλύσουν τις συνθήκες λειτουργίας, όπως 3D γραφικά που διευκολύνουν την επικοινωνία και την διαχείριση κτιρίων.

Τα ΒΙΜ σχέδια του πανεπιστημίου Northumbria, Newcastle

Ένα παράδειγμα για το πώς τα ψηφιακά μοντέλα ωφελούν τον σχεδιασμό, είναι η εκκλησία «Sarang» στη Σεούλ, που σχεδιάστηκε από την “Beck Group”. Η σχεδιαστική ομάδα δημιούργησε 100 ψηφιακά μοντέλα, προκειμένου να δημιουργήσει μια καμπύλη επιφάνεια από επίπεδα γυάλινα τμήματα, τα οποία εξοικονόμησαν 1 εκατομμύριο δολάρια και 1000 σχεδιαστικές ώρες.

Τα μέρη του ψηφιακού μοντέλου BIM, PCL Construction Services, Orlando, FL

Στο κτιριακό συγκρότημα της NASA το “Ames Research Center”, στην Silicon Valley, η διαδικασία ΒΙΜ χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο ανάλυσης διαφόρων αειφόρων χαρακτηριστικών, όπως ένα πλαίσιο εξωσκελετού, η γεωθερμική ενέργεια, ο φυσικός εξαερισμός, η συλλογή των όμβριων υδάτων και των φωτοβολταϊκών πάνελ. Η ενσωμάτωση μίας βιώσιμης στρατηγικής στη διαδικασία BIM οδήγησε σε ενεργειακές λύσεις σχεδιασμού που ήταν κατανοητές από τον ιδιοκτήτη από το πρώιμο στάδιο του έργου.