Aplikace technologie BIM pro navrhování dřevostaveb

BIM neboli Building Information Modeling je komplexní přístup k návrhu, výstavbě, vybavení, provozu, opravě a demolici budovy, který zahrnuje zpracování všech architektonických, designových, technologických, ekonomických a dalších informací o budově při projektování.

Tento přístup umožňuje ve fázi návrhu modelu získat vizuální představu nejen o budoucí budově, ale také o konstrukčním schématu a úkolech, které před inženýry stojí, a posoudit ekonomickou efektivitu výstavby.

Informační modelování se aktivně využívá při navrhování projektů investiční výstavby. Současně se vyvíjejí nejen softwarové balíky implementující princip BIM, ale vzniká i regulační dokumentace, která tuto oblast upravuje. Protože velká většina budov je postavena z oceli a železobetonu, velká část vývoje v oblasti informačních modelů se týká těchto typů konstrukcí. Softwarové balíčky zároveň obsahují rozsáhlé knihovny a nástroje pro práci s kovem a betonem, ale špatně se hodí pro vývoj dřevěných konstrukcí. Využití BIM technologií při navrhování dřevěných konstrukcí však může výrazně zvýšit jejich konkurenceschopnost na stavebním trhu.

Na Katedře kovových a dřevěných konstrukcí SPbGASU jsou již druhým rokem aktivně využívány technologie informačního modelování ve výukovém procesu při tvorbě kurzových projektů na téma „Velkorozponové dřevěné konstrukce“ studenty 4. a 6. ročníku oboru 08.05.01 SUZS (stavba unikátních staveb a konstrukcí). Na konci roku 2019 univerzita uspořádala soutěž Dřevo a BIM, ve které měli účastníci vytvořit BIM modely příměstského energeticky efektivního roubeného domu. Katedra tak ověřila a úspěšně implementovala přístup k navrhování velkorozponových dřevostaveb a projektů dřevěné bytové výstavby, který zahrnuje využití informačních modelů. To umožnilo identifikovat problémy, které vyžadují řešení a formulovat úkoly, které je třeba splnit pro širší uplatnění BIM technologií při navrhování dřevostaveb (TS).

Za prvé, standardní softwarové nástroje neřeší problémy, které vznikají při navrhování dřevěných konstrukcí. Dnes dostupné prostředky neumožňují tvorbu plnohodnotných výkresů konstrukčních prvků, ani výrobu dřevěných dílů na CNC strojích. V tomto ohledu je nutné převybavení pomocí CAM programů. Jsou zapotřebí další pluginy a nové funkce stávajícího softwaru.

Za druhé, neexistují žádné knihovny spojovacích prvků, standardních prvků a produktů používaných v dřevěných konstrukcích. Logika většiny softwarových balíků implementujících princip BIM předpokládá použití několika standardních informačních modelů (rodin) pro návrh, tedy jednotlivých geometrických objektů se souborem parametrů a kvalitativních charakteristik, jako je velikost, hmotnost, cena, síla, barva, materiál atd. Takové objekty mohou být složité, jako je ventilační jednotka, nebo velmi jednoduché, jako je matice. Tvorbě BIM knihoven se bohužel věnuje jen velmi malý počet výrobců, což zpomaluje rozvoj informačního modelování budov. Nedostatek hotových řešení vytváří určitou bariéru, která způsobuje, že se někteří uživatelé softwaru chtějí vrátit k tradičním návrhovým metodám. Aby se tato situace změnila, musí výrobci spojovacího materiálu, konstrukcí a materiálů na bázi dřeva nejen vytvářet a rozšiřovat své knihovny, ale možná také podporovat vytváření modelů odborníky z praxe.

Za třetí je nedostatek BIM specialistů. Oblast informačního modelování budov vyžaduje nejen inženýry, architekty a projektanty, ale také programátory a vývojáře softwaru. Je nutné zajistit proškolení dostatečného počtu kvalifikovaného personálu.

Text Evgeny Tsiulin,
Asistent katedry informatiky a digitálního vývoje, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,
Vedoucí architektonické a stavební společnosti ETS