Využití výhod virtuální budovy pro stavební projekt

Při každém zpracování projektu je vždy zapotřebí úzké spolupráce všech zúčastněných zadavatelů i projektantů. V dnešní době se již velmi silně prosazuje předávání elektronicky zpracovaných podkladů i jejich elektronická archivace. Vzhledem k poměrně dlouhé životnosti budov však zaroveň potřebujeme zachovat veškerou dokumentaci i pro případnou údržbu a rekonstrukce.



Elektronicky předávané dokumenty však mívají různý formát a také je velmi často každý projektant upravuje podle svých potřeb. Takové úpravy nejen prodlužují celý proces projektování, ale také vnáší do celého procesu možnost chyb a nepřesností. Navíc i po archivaci hotových projektů bývá velmi omezené jejich využití v dalších etapách „života" již realizovaného projektu - např. při samotném stavebním řízení na úřadech, nebo při údržbě a správě budov. Proto se skupina firem a odborníků rozhodla tuto situaci změnit.


BuildingSmart a organizace IAI
IAI - International Aliance for Interoperability - je aliance organizací, která se věnuje změně pro zlepšení produktivity a efektivity v oblasti projekce, výstavby a správy budov. Členové této aliance se organizují a pracují na různých národních programech, které se zaměřují na změnu procesů a technologií ve stavebním průmyslu, zejména pak na sdílení informací mezi členy projektového týmu a všech softwarových aplikací, které jsou běžně používané pro design, konstrukci, zadávání veřejných zakázek, údržbu a provoz.

Obr. č. 1 V současnosti nejrozšířenější způsob komunikace mezi projektanty vychází ze sdílení 2D výkresů. Komunikuje každý s každým, každou změnu je nutné zaznamenat do všech výkresů samostatně. Komuni-kace je zdlouhavá a vytváří prostor pro chyby.

Aliance vznikla v roce 1994 jako sdružení původně asi 12 firem, které se chtěly zaměřit na spolupráci svých softwarových aplikací. Základem práce se stalo využití již dříve definované datové struktury v rámci projektu STEP. Do dnešní doby aliance zahrnuje celou řadu firem z oblasti vývoje software, stavebních firem, výrobců stavebních materiálů, firem zabývajících se správou a údržbou budov, architektonických a inženýrských kanceláří a také univerzit a výzkumných středisek. Pro vývoj a zlepšení komunikace mezi účastníky projektového procesu a také při vlastním životním cyklu budovy se tak čerpají informace od členů z odvětví stavebnictví, softwaru, vládních orgánů a technických specialistů.
Organizačně se aliance dělí do regionálních kapitol (skupin). V současné době má IAI kapitoly pro oblast Oceánie, Číny, francouzsky mluvící země, německy mluvící země, země Iberského poloostrova, Itálie, Japonska, Jižní Koreu, severní Ameriku, Skandinávii, Singapur a Spojené království.
Hlavním úkolem všech členů je kromě informační a publikační činnosti také návrh a zpracování konkrétních projektů - jak v oblasti vývoje software, tak vlastních pilotních projektů, na kterých jsou nové způsoby spolupráce vyzkoušeny při konkrétních projektech v praxi.

Obr. č. 2 Komunikace prostřednictvím jediného centrálního modelu IFC „buildingSMART" je dynamické a bezproblémové sdílení dat. Pos-kytující přesné, užitečné informace o stavbě mezi všemi členy projektu a také uživatelů během celé doby životnosti budovy.


Hlavním viditelným a využitelným výsledkem celé této činnosti je nově definovaný formát pro ukládání informací o stavebním objektu - formát souboru IFC a definice ifcXML.



Formát souboru IFC
Jsme neustále svědky zvyšujících se požadavků v celém stavebním průmyslu - na efektivní plánování infrastruktury, na snížení spotřeby energie, na trvale udržitelný rozvoj, na snížení investic - v takové situaci nejčastěji používané 2D výkresy a další související dokumenty přestávají vyhovovat novým nárokům na poskytování a dostupnost informací.
Řešením je otevřený, dobře strukturovaný a zcela dokumentovaný formát souboru, nejlépe dodržující globální ISO standard. Proto vznikl formát IFC - Information Foundation Classes. IAI vyvinula virtuální model budovy (BIM), založený na tomto standardu, který ve svých posledních verzích integruje i data z geografického informačního systému (GIS).
První verze nového datového formátu IFC se objevila v roce 1997. Od té doby již IFC prošel řadou dalších rozšíření, každá další verze se doplňuje o data z dalších profesí. V dnešní době je aktuální pro praktické použití verze IFC2x2 a IFC2x3. V dohledu je již verze IFC2x4 alpha.
Pro záruku správné implementace a zajištění kompatibility všech softwarových produktů, které používají IFC, vytvořilo IAI certifikační proces, kterým software prochází a je jím zajištěna skutečně správná implementace IFC. Zúčastněné firmy mají možnost velmi intenzivně testovat předávaná data navzájem, diskutovat a řešit nalezené problémy.
Certifikační proces IAI se skládá ze dvou etap. Při první etapě software používá obecné testovací soubory, kterých je nyní k dispozici více než 300. Jakmile software prokáže, že je schopen pracovat s těmito příklady, obdrží první stupeň certifikace.
Ve druhém kroku testování software je již součástí celá budova. Testovaná data pocházejí z reálného projektu a jsou k dispozici u firem, které se zapojily do certifikačního procesu jako beta-testeři. Pokud software správně pracuje i s takovými daty, je druhá a závěrečná fáze testování uzavřena a software obdrží IFC certifikaci.
Více a více uživatelů nachází výhody v kompatibilitě formátu IFC. Kvalita a přínos práce kolem IFC se mimo jiné odrážejí v jeho přijetí jako ISO standardu. Dokonce některé země již oznámily, že data v tomto formátu budou pro archivaci dokumentace o budově povinné.

Příklad využití IFC souboru v DDS-CAD
Graphisoft a Data Design System (DDS) uzavřely před lety strategické partnerství s cílem propojit své systémy tak, aby archicadovský model byl využit i pro zpracování TZB. Vazba mezi ArchiCADem a DDS-CAD programy, budovaná na formátu IFC, je v současnosti na úrovni umožňující velmi efektivní využití v praxi.
Autorem CAD software pro návrhy rozvodů TZB (elektro, sanita, topení, vzduchotechnika) je norská firma Data Design System. Vývoj programů probíhá již od roku 1984. Firma DDS velmi silně podporuje a účastní se vývoje projektu buildingSMART, který stojí právě na datovém formátu Industry Foundation Classes (IFC).

Snížení nákladů a zlepšení kvality projektu TZB
IFC se stal standardem pro výměnu dat mezi všemi stavebními obory a významně zlepšil tok informací až po správu dokončených budov. IFC je založené na spolupráci, zlepšuje předávání podkladů ve formě již hotových (vyprojektovaných) částí budovy.
DDS-CAD je nástroj pro navrhování a dokumentaci elektrických, vzduchotechnických, topných a vodovodních systémů budov. Jedná se o samostatný systém, který nepotřebuje jiný základní CAD. Prostředí systému je lokalizováno do češtiny a obsahuje knihovny s potřebnými prvky pro kreslení TZB. Výkresy lze sdílet nejen v DXF a DWG (většinou dostupné jen 2D), ale hlavní výhodou je právě možnost konstrukce virtuální budovy (BIM). To umožňuje nejen „kreslit" výkresy, ale také používat technické výpočty pro dimenzování a různé kontroly (např. tepelné ztráty, výpočty osvětlení, úbytky napětí).


Pokud architekt a stavební inženýr vytvoří model budovy ve své aplikaci, může podklad předat ve formátu IFC svým spolupracovníkům pro profese.
V modelu jsou již uložené všechny potřebné informace včetně použitých materiálů a výšek. Projektant TZB tak má k dispozici ihned mnohem více vlastností použitých prvků, než mu poskytuje pouhý 2D podklad a řada tabulek a poznámek. Může ihned začít pracovat na své části projektu a neztrácet čas úpravou výkresu, který obdržel jako podklad. Pokud si dnes promítneme způsob práce mnohých projektantů profesí, zjistíme, že velká část času je věnována právě úpravě podkladů. Hlavními body, se kterými se při běžné práci a předávání podkladů setkáváme jsou:
Volba verze výkresu - každá verze software může používat jinou verzi formátu souboru, převody mezi těmito verzemi nejsou někdy zcela jednoznačné. IFC soubor je plně dokumentovaný, navíc zpětně kompatibilní. Certifikace software zaručuje, že všichni zúčastnění používají stejné objekty se správnými informacemi.
Měřítko a vstupní jednotky - někdy nejsou tyto údaje uvedeny ani ve výkrese, ani v přiložené zprávě. Je pak nutné nejdříve výkres otevřít, zjistit správné nastavení několika měřeními a nastavit podle zjištění. IFC soubor používá globální jednotky a není závislý na měřítku.
Fonty (typy písma) - ani zde není zcela jednoznačně zaručeno, že všechny použité typy písma ve výkrese jsou instalovány u všech spolupracujících osob. Některé texty na výkrese tak mohou být vynechány, nebo se nezobrazují tak, jak byly původně nakresleny. Pokud se použije formát IFC, texty obsažené v tabulkách a popisech nejsou zcela nutné pro vlastní výkres - informace jsou uloženy u odpovídajícího prvku modelu (materiál, rozměr, ...)


Vložené výkresy - takový soubor může chybět a část výkresu se tak nezobrazí. IFC model je kompletní virtuální model budovy zahrnující již vyprojektovanou konstrukci s možností aktualizace.
Výběr vrstev (hladin/fólií) - v používání rozdělení výkresů nejsou dána většinou pravidla a pokud existují, bývají pro každého zadavatele jiná. IFC soubor má definovanou strukturu a většinou není nutné se samostatně zabývat rozdělením výkresu do jednotlivých vrstev. Software pracuje s vrstvami podle skupin objektů (zeď, okno, dveře, vypínače, svítidla, ...)
Výběr částí výkresu - mnoho projektů obsahuje všechny potřebné 2D výkresy v jednom výkresu. IFC soubor v takovém případě opět využívá svoji definovanou strukturu a většina softwarových produktů používajících IFC je schopna rozdělovat jednotlivá podlaží do výkresů zcela automaticky.
Výhoda IFC souboru je tedy kromě pevně definované struktury také dostupnost 3D informací. Ty projektantovi pomáhají zejména při kontrole možných kolizí a jsou nezbytnou podmínkou pro využití integrovaných technických výpočtů. Díky dalším technickým informacím uloženým v modelu může využívat bez zdlouhavého zadávání také technické výpočty. Speciální funkce založené na výsledcích výpočtů mu také usnadní i práci při vlastním kreslení - například při rozmisťování topných těles, nebo kreslení rozvodů vzduchotechniky. Příkladem může být automatická úprava dimenze potrubí podle výpočtu pro vzduchotechniku. Projektant se tak zaměřuje na skutečný návrh a ne na pouhé rychlé zhotovení výkresu. Svůj projekt předá zpět hlavnímu zpracovateli projektu opět ve formátu IFC, může také využít klasické zobrazení se 2D podkladem pro tisk vlastních kopií dokumentace.
Do IFC modelu se dnes ukládají 3D informace včetně technických informací typických pro každý prvek - objekt (elektropřístroje, potrubí, topení apod.). Formát IFC se v této části stále vyvíjí a v současnosti není ještě zcela ukončena definice elektro-kabelů.
DDS-CAD splnil veškeré podmínky certifikaci s označením IFC2, IFC2x2, IFC 2x3. Číslo označuje úroveň informací, které je software schopen zpracovávat. Další výhodou použití společného formátu IFC je možnost, že libovolný účastník projektu si nejen prohlédne řešení, ale zkontroluje případné kolize již během zpracování projektu. Hotový model se později využije nejen pro vlastní stavbu, ale také pro správu a údržbu budov. Existují rovněž další aplikace například z oboru požární ochrany, které využívají virtuální model budovy a mohou být využity i při stavebním řízení. Počet aplikací využívající BuildingSmart vizi stále přibývá a do budoucna je její využití velkým zdrojem úspor a zlepšení kvality stavebních projektů.

Volný IFC Viewer
Projekty ve formátu IFC lze prohlížet nezávisle na konkrétní CAD/BIM aplikaci díky prohlížečům, který umožňují otevřít a prohlížet IFC modely z aplikací, jako jsou ArchiCAD nebo DDS-CAD.

DDS-CAD Elektro
2D/3D výkresy elektroinstalací
Jednopolová schémata
Vícepólová schémata
Ovládací schémata
Výpočet osvětlení
Kontroly vedení
EIB rozvody
Výpisy materiálu
Knihovny 2D značek dle ČSN EN a základních 3D symbolů

DDS-CAD HVAC (teplo, voda, vzduchotechnika)
2D/3D výkresy rozvodů
Dimenzování a rozmístění topných těles
Výpočet U-hodnoty
Podlahové vytápění
Dimenzování a výpočty ztrát tlaku u potrubí
Výpisy materiálu
Knihovny 2D značek dle ČSN EN a základních 3D symbolů


Text: Ing. Štepánka Tomanová

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk