Využitie BIM pri projektovaní oceľových konštrukcií

Informačný model stavby je revolučný spôsob komunikácie pri príprave, procese výstavby a správe budov. Cieľom BIM nie je vytvoriť samotný 3D model, ale zložiť úplné, spoľahlivé, dostupné a ľahko vymeniteľné informácie o budovanom objekte pre každého, kto ich bude počas celého životného cyklu objektu potrebovať. Na projekte prestavby futbalového štadióna FC DAC 1904 v Dunajskej Strede bol firmou HESCON s. r. o. použitý BIM model, či už pre projektovanie oceľových konštrukcií alebo aj pre iné profesie. HESCON s. r. o. patrí k zakladajúcim členom BIM asociácie Slovensko.

Projektovanie v BIM (Building Information Modeling) ponúka takmer absolútnu kontrolu nad celým projektom a vylučuje chybovosť v projekčnej činnosti. Projektant už neprojektuje budovu na výkres alebo do 3D modelu, ale stavia budovu vo virtuálnom priestore z materiálov a komponentov, ktoré majú reálne fyzikálne, mechanické a ostatné vlastnosti, takže BIM model overuje funkčnosť a realizovateľnosť projektovanej stavby ešte pred samotnou výstavbou, čím šetrí čas a financie. Projektanti už nepracujú na každom výkrese osobitne, ale vytvárajú virtuálnu stavbu so všetkými jej vlastnosťami a až z nej získavajú výkresové, grafické a iné výstupy potrebné pre samotnú realizáciu stavby. BIM sa stáva efektívnym nástrojom pre koordináciu všetkých profesií a umožňuje vytvárať absolútne presné výkazy, čím prispieva k vyššej kvalite projektu. Je preukázané, že kvalita projektu a plánovanie výstavby má zásadný vplyv na celkovú cenu stavby.

BIM má najväčšiu prednosť za podmienky, že sa stáva spoločným jazykom všetkých zúčastnených strán na projekte od investora, projektantov, dodávateľa stavby až po správcu budovy.

Výsledkom práce všetkých projektantov, už nie je iba projektová dokumentácia stavby, ale virtuálny BIM model skutočnej budovy, ktorý je využiteľný počas celého životného cyklu stavby.

Projektovanie futbalových štadiónov patrí medzi samostatnú kapitolu v rámci projektovania budov verejného záujmu. Požiadavky na presnosť a precíznosť projektovej dokumentácie pri podobnom type konštrukcie sú oveľa vyššie ako pri bežných stavbách a to najmä z dôvodu architektonických a tvarových požiadaviek na konštrukciu. BIM sa z pohľadu využitia pri návrhu podobných typov konštrukcií dá považovať za prístup, ktorý kombinuje 3D návrh a komplexné vyhodnocovanie dát v reálnom čase. Najväčšie a najzložitejšie stavby sveta sa dnes stavajú bežne dvakrát. Z toho raz vo virtuálnom priestore.

VYUŽITIE BIM PRI PROJEKTOVANÍ

Projektovanie futbalového štadióna v BIM

Projekt prestavby futbalového štadióna FC DAC 1904 v Dunajskej Strede je realizovaný v etapách od mája roku 2016. Uvažované bolo s postupným asanovaním jestvujúceho futbalového štadióna a s postupným vybudovaním nového a doplnkových funkcií v etapách a fázach výstavby. Nový štadión bude mať celkovo 4 tribúny A až D. Výstavba tribún A, B a C je ukončená a plánované ukončenie výstavby všetkých tribún je v roku 2018. Celková kapacita štadióna po ukončení výstavby bude takmer 13 – tisíc miest a samotný štadión bude vyhovovať predpisom UEFA pre štadióny štvrtej kategórie. Hlavná nosná konštrukcia tribún je z prefabrikovaných železobetónových konštrukcií. Prestrešenie tribún, hlavná nosná časť fasády a sekundárne nosné konštrukcie boli projektovaná z oceľovej konštrukcie. Dĺžka tribún je 122,4 m a 82 m. Šírka tribún je 18,45 m.

Na tvorbu modelu prefabrikovanej železobetónovej konštrukcie bol použitý softvér od spoločnosti Nemetschek – Allplan a oceľová konštrukcia bola spracovaná v programe Tekla structures. Dĺžka vykonzolovaných strešných väzníkov na tribúnach je cca. 18 m. Vzhľadom k modelovaniu rôznych častí konštrukcie v rôznych programoch, bolo potrebné koordinovať jednotlivé časti a profesie tak, aby boli včas zachytené prípadné kolízie a nezrovnalosti medzi jednotlivými modelmi. Táto koordinácia a výmena dát medzi jednotlivými softvérmi prebiehala pomocou formátu IFC (Industry Foundation Classes). Formát IFC je určený na opis a prenos dát o stavbe, je bežne používaným formátom spolupráce v BIM. Globálna koordinácia všetkých časí a profesií stavby prebiehal v programe Allplan.

Využitie BIM pri detekcii a eliminovaní kolízií počas projekčnej fázy

Detekcia a eliminovanie kolízií medzi jednotlivými časťami a profesiami bola realizovaná dvojstupňovou kontrolou v BIM modeli. Prvý stupeň kontroly pozostával z vizuálnej kontroly jednotlivými projektantami častí konštrukcie. Táto kontrola zvyčajne nemusí byť dostatočná a preto väčšina softvérov ponúka aj kontrolu kolízií t.j. druhý stupeň kontroly. Pri druhom stupni nás program automaticky upozorní na nepresnosti a rôzne chyby modelu, kedy je už na samotnom projektantovi, aby chyby opravil a skoordinoval s ostatnými časťami konštrukcie.

Využitie BIM pri tvorbe časového plánu stavby

Výhoda BIM pri projektovaní je aj využitie jeho štvrtého rozmeru – času. Klasické excelovské a MS Project Ganttove harmonogramy sú najbežnejšie používané harmonogramy výstavby v súčasnosti, avšak vykazujú niektoré nedostatky. Medzi zásadné nedostatky klasických harmonogramov patrí to že, si nevieme predstaviť všetky súvislosti a skutočnosti priamo na stavbe v priestore staveniska, nevidíme možné komunikačné trasy po stavenisku pri používaní stavebných strojov a nezohľadňujú sa ochranné vzdialenosti od týchto strojov počas prevádzky. Medzi časté chyby v týchto harmonogramoch patrí to, že sa dodávatelia jednotlivých častí na jednom mieste obmedzujú a teda jedna činnosť bráni vykonávaniu ostatných činností plánovaných v harmonograme. Vďaka projektovaniu v BIM bolo možné spracovať 3D harmonogram výstavby štadióna v programe SYNCHRO PRO. Výhody tohto harmonogramu oproti klasickému sú najmä možnosť určenia presného času, kedy má byť prvok dovezený a osadený na stavbe, zohľadnenie jestvujúcich okolitých budov, komunikácii, vedenia trás rozvodov a určenie postupnej realizácie prác pre jednotlivé profesie. Takýmto spôsobom je možné presne koordinovať na stavbe realizáciu jednotlivých profesií v čase a priestore tak, aby sa navzájom neobmedzovali. Pomocou BIM teda vieme odhaliť takmer všetky nedostatky v organizácii stavebných pracovných postupov už počas tvorby časového plánu výstavby, čím samozrejme je možné ušetriť čas a peniaze pre samotnú realizáciu skutočnej stavby a tak isto zvýšiť bezpečnosť práce.

VYUŽITIE BIM PRI VÝSTAVBE

Najvýznamnejšie využitie BIM modelu pri samotnej výstavbe spočíva v rýchlej a efektívnej vizuálnej kontrole priebehu výstavby pomocou BIM modelu. Výhoda BIM modelu pri kontrole realizácie stavby spočíva najmä v rýchlosti a presnosti oproti klasickej kontrole pomocou výkresovej dokumentácie. V prípade ak majú dodávatelia stavby k dispozícii BIM model jedná sa o výrazné zjednodušenie samotnej koordinačnej činnosti a prípadných kolízií všetkých dodávateľov na stavbe, čo v konečnom dôsledku dokáže ušetriť čas aj financie pri samotnej realizácii.

ZÁVER

Prestavba futbalového štadióna FC DAC v Dunajskej Strede je hotová. Projektovanie projektu v BIM sa ukázalo ako výhodné, najmä z pohľadu časového zosúladenia výstavby a tak isto časových a finančných úspor pre samotného investora. Najmä vďaka modelu v BIM nebolo potrebné riešiť zásadné kolízie pri výstavbe, ktoré sa bežne vyskytujú na stavbách.