BIM şi programele de CAD

Despre conceptul BIM (Building Information Modeling) care a polarizat lumea producătorilor de programe de proiectare asistată de calculator
un articol de Roberto Iosupescu

Noul concept BIM - care de fapt nu e chiar aşa de nou, pentru că de prin 2002 se tot vorbeşte de el, dar acum se pare că a „explodat” - este acum pe buzele (mă rog, pe reclamele) marilor producători de software de CAD: Nemetschek Allplan, Bentley Triforma, Graphisoft ArhiCAD, Autodesk Revit etc. După cum se poate observa uitându-ne mai sus la nume, BIM este foarte legat de proiectarea în arhitectură/construcţii, dar nu numai de aceasta.
Ce este de fapt BIM, Building Information Modeling? BIM - conform definiţiei date de Jerry Laiserin la GeorgiaTech/LaiserinLetter Conference on BIM - este un proces de reprezentare, prin care se creează şi se menţin legături multidimensionale între toate componentele unui proiect (desene, baze de date, documentaţie etc.) pe toată durata de viaţă a acestuia, asigurând astfel comunicarea (distribuirea datelor), colaborarea (accesul concurent la date şi acţiuni efectuate pe acestea), simularea (utilizarea datelor în realizarea de predicţii) şi optimizarea (utilizarea feedback-ului pentru îmbunătăţirea proiectării, a documentaţiei şi a livrării).

BIM nu este un produs/program, dar partea de proiectare asistată de calculator este o componentă importantă a acestuia. BIM este un proces, iar programele de CAD pot automatiza porţiuni din acest proces. De aceea, întrebarea corectă nu este „ce program BIM compliant să aleg?” ci „care parte a procesului meu de producţie vreau s-o îmbunătăţesc?”, iar în funcţie de răspuns să aleg produsul. Iată şi câteva dintre zonele cu potenţial care merită o atenţie deosebită:
• Acurateţea - o comunicare completă şi corectă între toţi participanţii la proiect; şi când spun toţi participanţii, încep cu proprietarul (care are nişte doleanţe) şi termin cu constructorul care pune în operă proiectul;
• Consistenţă - uniformitate şi consecvenţă în reprezentare (fie că e vorba de desene, fie de date);
• Integrare - legături (bidirecţionale) între diversele (re)prezentări: desene, specificaţii, modele, planificări/programări etc.
• Coordonare - interfeţe de coordonare între discipline: spre exemplu, între modelul construcţiei şi structura acesteia, sau instalaţiile mecanice/electrice/sanitare etc.
• Sincronizare - corelarea nivelurilor de detaliere cu timpul disponibil, sau cu costurile acceptate (dorite).

Practic programele de CAD specializate (pe arhitectură, căci aici este cel mai vizibil) nu s-au modificat esenţial de la o versiune la alta pentru a răspunde acestor cerinţe. Producători ca Nemetschek, Bentley, Graphisoft sau Autodesk au inclus în fiecare versiune elemente care să ofere produselor lor atributul de „BIM compliant”, unii reuşind mai bine, alţii… mai puţin bine. Mai mult, producători cum este Nemetschek au mers dincolo de graniţele proiectului, oferind suport (programul se numeşte Allfa) inclusiv pentru exploatarea construcţiei (fie că este vorba de o clădire, o parcare, un parc etc.) pe toată durata de viaţă a acesteia. Şi dacă ne gândim, este aproape firesc să utilizez informaţii din zona de proiectare (dimensiuni şi calităţi de suprafeţe, volume etc.) în partea de exploatare: cine ştie mai bine decât proiectantul câtă suprafaţă de zidărie este într-un hotel (pentru programarea zugrăvirii), ce suprafaţă are planşeul (pentru schimbarea mochetei), ce suprafaţă are tâmplăria (pentru vopsit), sau, ce suprafaţă locuibilă are un imobil închiriat (pentru calculul taxelor). Şi exemplele pot continua. Când în acest lanţ - de la proprietar la constructor (şi mai departe în exploatare) - informaţia ajunge să se recreeze, înseamnă pierdere drastică de productivitate. Câtă vreme informaţia există, ea trebuie utilizată la maxim.

Versiunile din 2008 ale programelor de arhitectură au adăugat funcţii noi care au adus aplicaţiile cu un pas mai aproape de atributul de „BIM compliant”. Să vedem cum arată ele în noua versiune Allplan 2008 (şi ceilalţi producători de programe de CAD pentru arhitectură au acţiuni similare, fiecare punând un accent mai mare pe unele sau altele dintre aceste funcţii).

Allplan 2008 BIM pune la dispoziţie o gamă de funcţii de la desenare 2D la proiectare 3D utilizând modelarea orientată obiect - elementele proiectare sunt obiecte de arhitectură inteligente cu atribute specifice: zidurile au volum, au finisaje, au materiale specificate, au goluri pentru uşi şi ferestre care se scad, au priorităţi de intersecţie cu alte elemente de arhitectură (alte ziduri, planşee, grinzi, acoperişuri etc.) - în final obţinându-se liste de cantităţi şi preţuri, totul sub un unic sistem, cu o interfaţă unică ce se adaptează (se completează) în funcţie de specialităţi.

Dezvoltatorii de la Nemetschek s-au concentrat în versiunea 2008 pe crearea modelelor virtuale ale clădirii. Aceste modele reprezintă baza procesului global de integrare numit BIM. Modelul parametric oferă abilităţi de proiectare (desenare) asociate cu informaţii cuprinzătoare (globale) despre clădire, ca planuri, vederi, secţiuni, liste, cantităţi şi conturi, toate dintr-o locaţie centrală. Similar cu structura topologică a unei clădiri împărţită pe etaje, construcţia proiectelor poate fi structurată în Allplan 2008 pe baza unor criterii practice, utilizând noua facilitate de structurare a proiectului clădiri. Secţiuni, vederi şi liste sunt uşor de creat, evitând consumul mare de timp generat de crearea lor manuală. Ajutat şi de noul manager pentru etaje, arhitectul poate crea acum proiecte de dimensiuni mari şi chiar proiecte zonale întregi în 3D, fără să existe pericolul de a încurca planşe sau desene.

Un model BIM nu este eficient dacă nu poate determina cu exactitate cantităţile şi costurile aferente, şi asta în conformitate cu normele TUV pentru care Allplan are deja certificare (în paranteză fie spus, mulţi producători de CAD pentru arhitectură se laudă cu calculul cantităţilor, dar extrem de puţine sunt certificate; ori, un calcul pe care nu te poţi baza, în care nu ai încredere, practic nu există). Funcţia care se ocupă de determinarea costurilor se numeşte Design2Cost şi ea ţine cont de orice modificare geometrică sau calitativă survenită în modelul construcţiei. Design2Cost este o soluţie integrată alcătuită din trei componente: Allplan BIM Architecture, Allplan BCM (Building Cost Management) şi Allplan IBD (Intelligent Building Data).

Pentru o eficienţă maximă, programul oferă o paletă bogată de elemente predefinite din beton sau zidărie, prototipuri de elemente industriale şi funcţii pentru calculul serviciilor aferente construcţiei (utilizarea funcţiilor se poate face prin alegerea lor directă sau utilizând un asistent prin utilizarea căruia se asigură parcurgerea corectă a tuturor etapelor),

Unul dintre elementele cheie ale BIM este lucrul în echipă. Noua versiune Allplan oferă o susţinere solidă prin facilitatea de Workgroup Manager. Este firesc ca în cadrul unui proiect să se lucreze concurent. Astfel, arhitecţi şi ingineri lucrează utilizând aceleaşi planşe/planuri. Workgroup Manager gestionează drepturile de scriere/citire şi de modificare ale documentelor pentru evitarea conflictelor: doi utilizatori din specialităţi diferite au drept de scriere pe desene diferite.

O facilitate deosebită în portabilitatea desenelor este introdusă în Allplan BIM 2008 şi se referă la exportul şi importul desenelor în şi din format PDF. Dacă până la versiunea anterioară, exportul în format PDF era o simplă copie 2D a desenului, acum este posibil exportul inteligent atât în 2D cât şi în 3D, cu o serie de atribute ale desenului (layer-e). În felul acesta, modelul în format PDF 3D poate fi vizualizat mult mai bine: modelul clădirii se poate roti, se pot ascunde anumite elemente de construcţie (prin închiderea/deschiderea layer-elor). Extrem de util este şi faptul că desenul în format PDF poate fi (re)importat în Allplan, acesta recunoscând layer-ele, plasând obiectele corect în structura de layer-e).

Un transfer eficient de date în Allplan BIM 2008 se poate face prin IFC (Industry Foundation Classes). Orice program certificat IFC poate importa şi exporta date într-un format standardizat (deci sigur) pentru specialităţi ca arhitectură, inginerie civilă şi structurală, manageri din zona imobiliară.

Modul de lucru intuitiv este a altă direcţie de care programele de CAD sunt foarte preocupate. Posibilitatea de a realiza uşor şi în mod intuitiv elementele de arhitectură ajung să deosebească programele între ele. Nu faptul că o aplicaţie de arhitectură poate desena pereţi, uşi, ferestre, acoperişuri trebuie căutat la un astfel de program (în paranteză fie spus, un program care nu face asta iese automat din categoria de program CAD de arhitectură), ci modul în care realizează elementele de arhitectură. Dacă pentru suprafeţe complexe trebuie să introducem „orb” o grămadă de parametri ca la final să constatăm că am greşit trei puncte, sau direcţia, utilizatorii vor renunţa rapid la acele programe. Şi încă un lucru important aici: posibilitatea de editare/modificare a elementelor desenate. Dacă, după ce am construit cu sudoare un acoperiş cu o formă complexă, pentru a-i modifica câteva puncte avem ca alternativă doar redesenarea/reproiectarea întregului acoperiş, câştigul în productivitate va fi foarte mic sau va dispărea cu totul.

Nu în ultimul rând trebuie de ţinut cont de impactul cu beneficiarul construcţiei. Beneficiarul este cel care iniţiază acest parcurs ofertă-proiect-construcţie şi tot el este cel care-l încheie prin preluarea în proprietate a rezultatului final. De aceea este extrem de importantă colaborarea/conlucrarea cu acesta pe tot parcursul lucrării. Însă de o importanţă extrem de mare este dialogul (constructiv) în etapele primare ale proiectării, atunci când costurile sunt mult mai uşor de controlat. Din păcate, în modul clasic de proiectare, dialogul are loc în limbaje diferite: beneficiarul îi explică proiectantului (cum poate el mai bine: în cuvinte, în gesturi largi cu mâinile, sau scoţând din buzunar o foaie ruptă din vreo revistă de profil) ce doreşte, iar acesta din urmă îi răspunde în limbajul său (planuri ultra-aglomerate de cote şi simboluri de desen). Rezultatul este de multe ori unul „neplăcut”: pe şantier beneficiarul începe să se lămurească, iar remarci ca: „aha, aici vine deci baia… şi atunci acolo, în colţ ce vine…” sunt ultimul lucru pe care un arhitect ar vrea să-l audă. Acesta este şi motivul pentru care posibilitatea de a prezenta beneficiarului un model 3D randat fotorealist al construcţiei a reprezentat unul dintre cele mai apreciate instrumente oferite de programele de CAD pentru arhitectură. În acest fel se ajunge la un „limbaj” comun, înţeles de ambii parteneri la dialog: modelul 3D „traduce” astfel răspunsul arhitectului într-un limbaj pe care beneficiarul îl poate înţelege, iar modificările care apar, indiferent cât de mari sunt (pot ajunge şi la schimbarea completă a soluţiei) sunt ţinute sub control din punct de vedere al costurilor, acestea fiind relativ mici în această etapă (a ofertării).

Din cele câteva elemente prezentate, se poate vedea că noul concept BIM nu merge pe extinderea capacităţilor de lucru, ci pe folosirea lor mai inteligentă. Şi totul, în orice etapă, se leagă direct de controlul costurilor.