3. díl: Softwarové nástroje pro aplikaci metodiky BIM

Nové trendy v projektování staveb – Vhodné softwarové nástroje

Hlavním cílem minulých částí tohoto seriálu bylo představit metodiku projektování BIM (Building Information Modeling) jako stěžejní pojem moderního stavebnictví. Tento pojem lze volně překládat jako informační modelování budov.

Z výše uvedeného textu je patrné, že BIM lze chápat jako určitý proces, jako nový trend, jako novinku v přístupu k projektování. Z hlediska myšlenkových pochodů lze BIM označit jako určitou novou filozofii, nový přístup, resp. druh myšlení v rámci návrhu a provozu staveb.

S pouhou teorií BIMu ale nevystačíme. Výše uvedenou obecnou charakteristiku BIM přístupu v oblasti projektování staveb je nezbytné přenést z roviny teorie do praxe. Sami jistě cítíme, že je třeba z této metodiky získat nějaká reálná (hmatatelná, fyzická) data – výstupy. Typ výstupů se odvíjí většinou od typu investora a fáze zpracování projektu. Jako příklady obecných výstupů můžeme jmenovat např. 3D modely budov, technické zprávy, 2D výkresy, výkazy materiálů atp. K  reálnému nasazení BIMu do praxe a k získání reálných výstupů je zapotřebí použít vhodný software.

Vždy dle zásad technického kreslení!

Technické kreslení představuje již od nepaměti určité unifikační pravidla pro tvorbu technické (v našem případě projektové) dokumentace. I přes určité vývojové tendence (například sjednocení a unifikace produktových dat dle ETIM přístupu – nabízí řešení pro standardizované informace o produktech nezávisle na jazyku), jsou zásady technického kreslení jen jedny, nicméně mění se nástroje pro jejich aplikaci.

Jak plyne a jak bude plynout čas?

Pokud se podrobněji podíváme na charakteristiku vývoje základních přístupů k projektování staveb, můžeme konstatovat, že období zhruba posledních dvaceti let se vyznačuje prudkým technologickým vývojem nástrojů v této oblasti.

Ručně již prosím v žádném případě ne!

Období ručního kreslení projektové dokumentace s použitím rýsovacího prkna (souborně toto můžeme nazývat procesem „papír – tužka“) je již dávnou minulostí. V současné době je již zcela  nemyslitelné, aby např. projektant profese vytápěníkterý je důležitou součástí projekčního týmu, dodával své projekční výkresy zpracované ručně. Zde nemůže obstát ani argument, který se občas prezentuje, že oskenováním ručně kresleného výkresu do formátu pdf dochází k jeho elektronizaci.

CAD, co je to?

Obecnému nástupu výpočetní techniky do různých společenských a technických oblastí se nevyhnula ani oblast projektování a návrhu staveb. Vývoj softwarových produktů v této oblasti byl samozřejmě odvislý od technologických možností dané doby, přičemž přímo souvisel s rozvojem hardwaru počítačů. Zpočátku byl limitující vývoj softwaru a rychleji se rozšiřoval hardware, dnes je situace zcela opačná. Dá se říci, že masivnější nasazení výpočetní techniky do projektové praxe se datuje k přelomu 80. a 90. let dvacátého století.

V dnešní době se ke konstrukčním a projekčním pracím používají převážně počítačové programy pracující na systému CAx. Zkratka CA (Computer Aided)znamená, že jde o počítačem podporované aplikace. Přičemž „x“ značí písmeno, které specifikuje konkrétní druh systému, resp. konkrétní oblast použití – například CAD, CAM, CAE apod. Konkrétně CAD (Computer Aided Design) představuje problematiku projektování s podporou počítače, CAE  (Computer Aided Engineering) lze přeložit jako systémy pro podporu inženýrských činností (technické výpočty, analýzy atd.), CAM (Computer Aided Manufacturing) lze vyložit jako systémy pro počítačovou podporu výroby (např. pro CNC frézování), atd.

V praxi se běžně potkáváme s velkým množstvím CAD softwarových řešení. Jako nejběžnější příklady můžeme uvést např. produkt AutoCAD od firmy Autodesk, ArchiCAD od firmy Graphisoft,  Microstation vyvíjený firmou Bentley, Allplan firmy Nemetschek nebo ZWCAD nabízený firmou TECHSOFT, v žádném případě se však nejedná o výčet uzavřený. Na druhou stranu je třeba přiznat, že v uvedené oblasti jsou asi nejoblíbenější produkty dodávané firmou Autodesk. Co se týče vlastních formátů grafických souborů, tak prim hrají formáty dwg. Přičemž jako obecný výměnný datový formát pro tuto oblast velmi dobře poslouží formát dxf.

Softwarové nástroje pro aplikaci BIM

Současné trendy a prognózy jasně ukazují (a bylo o tomto podrobně pojednáno v předchozích částech tohoto seriálu), že budoucnost projektování se ubírá a bude ubírat cestou nasazení metodiky BIM. Mnozí z výše citovaných výrobců CAD řešení se snaží připravit řešení také pro BIM.

I pro oblast BIM řešení platí závěr, že mezi nejakceptovanější softwarové produkty pro praktickou realizaci BIMu, patří produkty společnosti Autodesk – obzvláště pak program Revit. Tuto skutečnost dokreslují i následující dva grafy (zdrojová data – celoevropský interní průzkum firmy Wavin z let 2014 a 2015). Oba grafy představují odpovědi na otázku „Jaký SW produkt pro možnost přípravy projektu ve shodě s BIM koncepcí je pro respondenta nejvhodnější“. Přičemž první graf prezentuje názory respondentů zastupující všechny oblasti stavebního projektování (architekt, statik, projektant stavební části a v neposlední řadě též projektanti různých profesí), druhý potom názory projektantů oboru TZB a ZTI. V prvním případě preferovalo program Revit více jak 50% respondentů, pro druhou situaci bylo toto číslo ještě markantnější a s přehledem překročilo 90% hranici.

Obecná charakteristika CAD a BIM softwarového řešení

Pojďme si nyní podrobněji popsat charakteristické vlastnosti výše uvedených způsobů projektování. S nástupem CAD systémů došlo k otevření do té doby nemyslitelných možností. CAD řešení umožňuje snadnou správu projektu, pohodlnou archivaci, jednodušší provádění změn, efektivní sdílení dat a další a další možnosti. Nicméně sami cítíme, že tyto pokrokové možnosti se vztahují spíše na rutinní činnosti, ale způsob koncepčního myšlení oproti ručnímu kreslení na prkně zůstává nezměněn. Stejně jako v případě ručního kreslení, je uživatel nucen veškeré čáry tahat pomocí myši, musí řešit obdobné problémy – např. viditelnost, ručně vyplňovat různé kusovníky a výkazy. O parametrizaci změn si může nechat jen zdát (parametrizace se projevuje např. při změnách – a to faktem, že provedená změna se automaticky promítne do všech výskytů měněné instance v projektu – půdorysy, řezy, pohledy, výkazy atd.). O různých vizualizacích a simulacích ani nemluvě. Lze tedy konstatovat, že CAD aplikace představují v globálu pouze „hezké kreslení“, ale co do myšlenkových pochodů zůstávají věrnou imitací přístupu „papír + tužka“.

Z podstaty věci vyplývají i různá kritéria pro rozdělení dostupných SW. V úvodu tohoto textu jsme zmínili dělení SW dle oborů cílové aplikace – toto dělení platí obecně a na konkrétní principiální vlastnosti SW nemají podstatný vliv. Druhá charakteristická vlastnost SW produktů již také vychází ze samé podstaty projekčního myšlení, a to s kolika dimenzionálním prostorem uvažujeme, zda 2D nebo 3D. Tato vlastnost je v současné době velmi aktivně diskutována. V podstatě proti sobě stojí dva proudy – konzervativní a pokrokový.

Zastánci 2D projektování tvrdí, že 2D koncepce projektování je plně dostačují a plně dostačující zůstane i v budoucnosti. Jako argument pro tuto tezi bývá nejčastěji zmiňována relativní jednoduchost projektové dokumentace (co do výstupů) určitých profesí. Pokrokový přístup vidí budoucnost v metodice BIM. V tomto případě je jasné, že BIM ve spojení s 2D prostě dělat nejde a je třeba přejít na 3D koncepci.   Zde je třeba ještě zmínit třetí a v mnoha směrech klíčové dělení grafických projekčních SW, a to na parametrické a neparametrické. Vlastní rozdíl již byl nastíněn v textu výše. Pokud je něco parametrické, tak např. změnu stačí provést pouze jedenkrát (v centrálním modelu) a veškeré výskyty v rámci dalších instancí se již změní automaticky. Pokud SW není parametrický, tak pro výše uvedený případ je zapotřebí provést uvažovanou změnu několikrát ručně, vždy pro každý její výskyt (nárys, půdorys, řez atd.). Z výše uvedených poznatků můžeme jednoduše určit největší rozdíly v rámci CAD a BIM přístupu k projektování. V případě CAD projektování pracujeme s instancemi ve smyslu separovaných čar (ne vždy, pro případ využití určité knihovny budou zřejmě tyto čáry spojeny do tzv. bloku) a vše kreslíme „jakoby znovu na prkně“. Naopak v případě BIM pracujeme s modely reálných komponent (součástí), ze kterých je investice nakonec postavena. Přesněji řečeno nyní již nekreslíme, ale modelujeme finální stavbu. Výkresy a další projekční materiály jsou již následně generovány automaticky programem na základě našich požadavků (umístění pohledů a řezů do výkresu, řezové roviny atp.).

Ve shodě s moderními projekčními přístupy, speciálně se současným přístupem v nasazování BIMu do praxe, se nabízí otázka, jak dlouho a zdali vůbec budou programy pro podporu 2D projektování dodávány a podporovány. Odpověď na tuto otázku je složitá jen z části. To, že 2D projektování prostě jednoho dne skončí, je asi jasné, nicméně jen velmi těžko se odhaduje, kdy to bude. Reálný odhad říká něco kolem 5 až 10 let.