Stavební výrobky a knihovny pro BIM

BIM objekty

Každý ze stavebních BIM softwarů pracuje s tzv. knihovními prvky, kterými je v návrhu stavby reprezentováno prakticky vše kromě hrubé stavby – tedy výplně otvorů, vybavení nebo prvky pro vizualizace jako dekorace a textury. Pro zjednodušení můžeme pro náš účel nazývat všechny elementy v BIM modelu BIM objekty. Knihovny BIM objektů historicky sloužily zejména pro rychlejší práci ve 2D i 3D a ulehčovaly tak práci projektantům, přičemž nemusely obsahovat žádné další informace. V procesu s využitím BIM jsou to však právě BIM objekty, kde jsou informace uloženy. Opět pro zjednodušení předpokládejme pro náš účel, že informace jsou vlastnosti, které se ukládají do BIM objektů jako parametry.

Požadavek stavebníka

Seznam požadovaných vlastností pro BIM model, a tedy i BIM objekty, určuje stavebník, kterému pro tento účel slouží tzv. BIM protokol. V něm definuje nejen požadovaný klasifikační systém, ale i jednotlivé vlastnosti, které chce u objektů zaznamenat. Můžeme si to představit jako tabulku, kdy každý typ objektu (dveře, okno, stěna, svítidlo) má určený seznam vlastností, které se mají určitým způsobem pojmenovat a vyplnit. Jejich množství se může lišit především typem objektu, nicméně i stavebník dobře ví, že vyplnění každé vlastnosti něco stojí. Z toho důvodu by se od zadání měla odvíjet i cena dokumentace stavby.

Produktové vlastnosti nedodává do BIM modelu pouze projektant, ale i další účastníci stavebního projektu, například zhotovitel. Při čtení (použití) těchto vlastností se však nebere v potaz, kdo a jak je vložil. Všechny informace vložené do BIM modelu musí být konzistentní, a tak je třeba, aby stavebník zvolil pro svůj projekt klasifikační systém. V ČR je v tuto chvíli nejdále využití dvou klasifikačních systémů. Prvním je CCI (Construction Classification International), který zvolila pro svou práci agentura ČAS a je tak součástí jejího datového standardu staveb. Druhým je SNIM (standard negrafických informací modelu), který vytvořila Odborná rada pro BIM a který již obsahuje i návrh seznamu vlastností pro jednotlivé typy prvků. Vzhledem ke stavu české legislativy, kdy bude od roku 2023 BIM povinný pro nadlimitní zakázky, byla do standardu SNIM ve spolupráci s Asociací pro rozvoj infrastruktury (ARI) již částečně zahrnuta i klasifikace pro obor infrastruktury.

Všechny klasifikační systémy mají stejný cíl – aby při předávání informací mezi různými platformami a systémy bylo jasné, které BIM objekty jsou které. To je nutné pro jednotnost dat v BIM modelech, ale zároveň proto, aby informace byly čitelné nejen lidmi, ale i strojově. Informace se tak mohou zpracovávat automaticky, což je idea digitálního BIM procesu. V praxi to pro projektanta znamená, že je předem definováno, jak má označit dveře, jak okno a jak tramvajovou trať, případně jaké požadované vlastnosti těmto objektům přiřadit.

Dodání informací: projektant, nebo výrobce?

Ve fázi návrhu stavby je z pohledu stavebníka prací projektanta, aby do BIM modelu vložil potřebné informace. V této fázi také vzniká největší množství dat pro BIM model. Pro možnost využití BIM objektů je však třeba podívat se na toto téma z jiného úhlu. Zamysleme se, co vlastně projektant do BIM modelu vkládá. Při běžném pracovním procesu zpravidla nesáhne hned po konkrétním výrobku, ale vloží do modelu obecný prvek, např. dveře se správnými rozměry. Určení konkrétních výrobků potom může nastat kdykoliv: po úvaze, jaký výrobek je pro stavbu nejlepší („Tato okna se mi osvědčila na minulých návrzích.“), po první konzultaci se stavebníkem („Vím, z čeho chci stavět.“) nebo po tendru na zhotovitele („My bereme pouze tuto značku, ale jsme nejlevnější.“).

Rozdíl mezi obecnou specifikací dveří a těmi reálnými je potom pouze v množství vlastností, které jsou k nim připojeny. Například i ve fázi studie může projektant vědět, že chce dveře konkrétní značky, ale ještě není rozhodnut pro konkrétní typ nebo barvu, protože to musí projednat se stavebníkem. Je proto nutné, aby byly použité knihovní prvky kompatibilní – jak ty obecné, tak ty, které dodávají výrobci. To se navíc netýká jen parametrů, se kterými uživatel v návrhu stavby pracuje, ale i správného vykreslení ve 2D nebo podrobnosti ve 3D zobrazení. Dosáhnout plné kompatibility knihovních prvků s nastavením projektové dokumentace ve stavebním projektovém BIM softwaru je takřka nemožné, jelikož každý uživatel má své zvyklosti a vstupuje do hry i požadavek stavebníka. Používání předpřipravených BIM knihoven tedy často znamená vkládání do návrhu stavby více informací, než projektant potřebuje, nebo jinak, než potřebuje.

Vyřešit tento problém lze tak, že uživatel nepracuje s předem připravenou BIM knihovnou, ale s produktovými informacemi, které jsou na geometrii nezávislé a které uživatel postupně k obecné geometrii připojuje. Může tedy vkládat jeden parametr po druhém tak, jak se mu to hodí, a zároveň je vyměňovat za sady parametrů, které odpovídají skutečným výrobkům, a naopak. Při odevzdání dokumentace stavby potom může mít u různých typů objektů různý seznam parametrů, ať už těch, které si nadefinoval jako požadavky, tak těch z reálných výrobků. Rozdílem u veřejných zakázek potom může být jen absence dvou nebo tří parametrů, které by konkrétní výrobek definovaly,
tj. název výrobce a výrobku, případně objednacího kódu.

Vývoj norem pro specifikace
V tomto duchu vstoupila na scénu i nová norma EN 17412-1:2020 Level of Information Need – Part 1: Concepts and Principles (Úroveň informačních potřeb – Část 1: Pojmy a principy), zkráceně LOIN. Tato norma je jedna z nejnovějších z Technické komise pro BIM, která spadá pod CEN. Její překlad do českého jazyka je již připraven. Norma vysvětluje budoucí koncept práce s informacemi a definuje BIM proces, ve kterém má každá informace daný účel. Lze u ní tedy předem definovat, pro koho je určena, k čemu je třeba, kdo ji má dodat a také v jaké fázi projektu bude použita.

Můžeme to uvést na příkladu, kdy stavebník požaduje v BIM modelu tvořit akustické posudky na dobu dozvuku v místnosti. Účelem je tedy akustický posudek; cílová osoba, která má informaci dostat, je akustik a informace, které má dostat, jsou všechna vstupní data pro tyto výpočty, tzn. objem místnosti, plochy jednotlivých materiálů v místnosti, jejich akustické vlastnosti, tj. součinitel zvukové pohltivosti a samozřejmě účel místnosti, případně předpokládaný počet osob.

Zadávat požadavky lze tímto způsobem samozřejmě i na úrovni geometrie nebo zobrazení, tj. pokud bude účelem „výpočet umělého osvětlení“, bude třeba znát u povrchů stěn jejich odrazivost, a tedy barvu nebo texturu a zároveň umístění i výšku pracovních stolů, které mají být osvětleny. Bude potom záležet na výšce svítidla, a tudíž výšce stropu a lanek pro zavěšení, ale už nemusí být ve 3D detailně vidět, jaký typ difuzoru svítidlo má.

Tyto informace mohou zadávat různí lidé, například účel místnosti a její objem (dispozici) určí architekt a součinitel zvukové pohltivosti a materiály vyplní stavební inženýr, to vše ve fázi návrhu stavby. Všichni účastníci stavebního procesu tak vědí, že informace jsou nutné pro tento účel a že v pozdějších fázích stavby už nebude třeba je udržovat a kontrolovat – a tím pádem za ně stavebník nebude muset platit.

Z uvedeného příkladu je zřejmé, že takových účelů může existovat nespočet a v budoucnu ani nebude možné všechny tyto požadavky zpracovávat ručně – budou třeba digitální nástroje, které s požadavky i informacemi pracují automaticky a uživatelům nejen šetří čas, ale provádějí i například jejich automatické kontroly.

Úloha výrobců
I kdyby pracoval uživatel pouze s obecnými BIM objekty a vkládal v celém návrhu stavby pouze obecné specifikace, v některé z pozdějších fází návrhu přijde chvíle, kdy se konkrétní výrobek vybere a dodá na stavbu. Pokud chce mít stavebník data kompletní, bude požadovat nejpozději pro dokumentaci skutečného provedení stavby informace o všech výrobcích dodaných na stavbu. Aby bylo možné z pozice výrobců stavebních výrobků poskytovat správné informace, je třeba vědět, co, jak a komu poskytovat. V první řadě je nutné si uvědomit, že data je vůbec nutné umět poskytovat. To znamená, že zdroj těchto dat by měl být v databázi výrobce, ten by měl být připraven je aktualizovat a na vyžádání předat, stejně jako například technický list nebo prohlášení o shodě. Seznam vlastností, které budou muset jednotliví výrobci u každého produktu mít, se odvíjí od potřeb stavebníků a zatím není rozsáhlý. Jde zpravidla o rozměry a základní vlastnosti výrobků. S postupem času však budou požadavky na informace přibývat, například pro přípravu různých certifikátů nebo podrobnějších výpočtů i analýz BIM modelu. Je to tedy stejný proces údržby dat jako například u webových stránek výrobce.

Dalším krokem je potom umět data poskytnout ve strukturované formě třetím stranám, které data převedou do světa BIM. Jak zacházet s informacemi, je koncepčně popsáno v normě EN ISO 23386:2020 – Building Information Modelling and Other Digital Processes Used in Construction — Methodology to Describe, Author and Maintain Properties in Interconnected Data Dictionaries (Informační modelování staveb a další digitální procesy používané ve stavebnictví – Metodika pro popisování, vytváření a udržování vlastností v propojených datových slovnících). Tato norma vysvětluje, jak data vytvářet, aby bylo možné mapovat vlastnosti jednotlivých „datových slovníků“, tedy databází na jiné databáze, a zajistit tak přenos dat na jinou platformu. Určuje také pravidla pro definování vlastností a zmiňuje i unikátní identifikátor GUID, kterým by měla být v každé databázi jednoznačně označena každá informace. V praxi to potom znamená, že je možné napárovat (namapovat) seznam vlastností v jedné databázi pomocí jejich identifikátorů GUID na seznam vlastností v jiné databázi. Potom může být na jedné straně parametr s názvem požární odolnost a na druhé straně fire resistance, ale díky napárování systémy ví, že se jedná o tu samou vlastnost a že má tedy mít vyplněnou číselnou hodnotu v minutách. To samé platí pro hodnoty, jednotky a ostatní položky v databázi. Pokud výrobce umí předat produktová data, může je využít nějaká platforma či nástroj, který pomůže projektantovi tato data použít přesně způsobem, který potřebuje.

Technické řešení

V současnosti existuje mnoho webových stránek, které nabízejí výrobcům propagaci jejich BIM objektů. Je to však zpravidla pouze seznam souborů ke stažení. Jak jsme si již řekli, příprava BIM objektů „předem“ má spoustu úskalí; nakonec se projektantům, kteří mají od stavebníka jasně definovaný seznam vlastností, vůbec nehodí. Jiným způsobem k BIM knihovnám přistupuje platforma bimproject.cloud, která je jedním z mála dostupných nástrojů pro efektivní práci s informacemi v projektu.

Platforma je přístupná z webu na adrese https://bimproject.cloud, ale také přímo ze stavebních projektových BIM softwarů Archicad, Revit a Allplan, a to pomocí pluginů, které si uživatel musí nainstalovat. Ve webové verzi toho uživatelé moc dělat nemohou, nabízí jim v tuto chvíli pouze stažení předgenerovaných BIM objektů v některých jazykových lokalizacích. Oproti tomu pluginy dávají uživatelům neomezené možnosti ve specifikacích a vkládání vlastností. Na rozdíl od běžných knihoven plugin nevkládá do stavební dokumentace předpřipravené objekty, ale vytváří je ve chvíli, kdy je uživatel potřebuje – spojením obecné geometrie a zvolených vlastností. Uživatel si tak může vytvořit jednoduchou specifikaci jako „prázdný“ BIM objekt a ten postupně obohacovat o informace. Je zřejmé, že některé informace je třeba zadat vždy, například rozměry, jinak by objekt nemohl být správně zobrazen.

Nový přístup k Národní BIM knihovně
Platforma bimproject.cloud obsahuje i katalog výrobků a nahrazuje tak původní záměr Národní BIM Knihovny. Vytvoření BIM objektu je potom technicky stejné jako vytváření obecné specifikace. Jediný rozdíl je v nabídce z konkrétních možností daného výrobce, například vyrobitelné rozměry dveří, dostupná paleta barev a podobně. Uživatelé si tak mohou být jisti, že pokud vymění jeden typ dveří za druhý, klidně od jiného výrobce, v projektu nevzniknou žádné parametry navíc a BIM objekt bude vypadat ve 2D i 3D stále stejně. Uživatel si tak může vytvořit neomezené množství BIM objektů – svou vlastní BIM knihovnu. Obrovskou výhodou je také možnost přepnout do jednoho z deseti podporovaných jazyků. Parametry i jejich hodnoty jsou potom vkládány přeložené a uživatel nemusí řešit, že si někde stáhl BIM objekt v angličtině a nemá jeho českou verzi. Předgenerované BIM objekty ke stažení ve webové verzi bimproject.cloud lze najít i na webových stránkách některých výrobců a jsou plně kompatibilní s těmi, které si uživatelé vytvoří pomocí pluginů.

Databáze platformy bimproject.cloud je on-line a využívají ji všechny pluginy bimproject.cloud i webová verze. Znamená to, že výrobci mohou udržovat data aktualizovaná a měnit je kdykoliv – tyto informace se potom dostanou k uživatelům prakticky okamžitě. Odpadá tak problém s řešením, jestli BIM objekt či knihovna stažená z internetu má, nebo nemá aktuální data.

Kompatibilita bimproject.cloud
V tuto chvíli jsou všechny typy BIM objektů (přes 300 typů) i nejnovější funkce bimproject.cloud dostupné v pluginech pro Revit 2019 a vyšší. Vydání aktualizovaného pluginu pro Archicad bylo ohlášeno na začátek třetího čtvrtletí tohoto roku. Novější verze budou potom plně kompatibilní s klasifikacemi SNIM i CCI. Pluginy jsou ke stažení i využívání zdarma přímo přes odkaz na https://bimproject.cloud nebo na webu https://bimproject.cz.