BIM A MÉLYÉPÍTÉSBEN, GEOTECHNIKÁBAN. Sabathiel Balázs HungaroCAD Kft.

Átírás

1 BIM A MÉLYÉPÍTÉSBEN, GEOTECHNIKÁBAN Sabathiel Balázs HungaroCAD Kft. ÖSSZEFOGLALÁS A magasépítésben már elterjedt BIM (Building Information Modeling, magyarul épületinformáció modellezés) folyamatok felhasználásának lehetőségei és előnyei a mélyépítési, geotechnikai feladatokban. Rövid összefoglaló a BIM módszerekről, elterjedésükről. Milyen alapvető funkciókat tud egy BIM modellező szoftver? Milyen gazdasági folyamatok teszik szükségessé a BIM folyamatok alkalmazását az iparban? A geotechnikai bizonytalanságokból adódó veszteségek a közbeszerzésekben. Hagyományos adatkezelési folyamatok, az adatok elérhetősége. Hogy néz ki egy BIM alapú munkafolyamat, milyen számítástechnikai architektúrára és bemenő adatokra van szükség? Milyen eredményekre számíthatunk az összekapcsolt adatbázisok létrejöttével? Mik a BIM módszerben rejlő lehetőségek a geotechnikai szakma számára? KULCSSZAVAK BIM, adatbázisok, szoftverek BEVEZETÉS Az épület/építmény információ modellezés (Building Information Modeling) szerepe a mélyépítési, geotechnikai feladatokban. A BIM módszerek használata megkerülhetetlen fogalom lett a tervezői és kivitelezői területen az elmúlt 20 évben. A BIM folyamatokat használó cégek aránya globálisan a 2007-es 28%-ról 2012-ben 49%-ra nőtt. Az épületmodell összekapcsolása egy relációs adatbázissal rendkívül értékesnek bizonyult re a kivitelező szakma lett a legnagyobb felhasználója a BIM módszereknek. Egy BIM szoftvernek képesnek kell lennie az építmény fizikai (geometriai) megjelenítésére és a kapcsolódó objektum orientált relációs adatok (adatbázis) kezelésére. A felhasználó megnézheti, szerkesztheti a 3D modellt térben, vagy valamilyen sík vetületen, nézeten. A parametrikus modellező szoftver lehetővé teszi, hogy kényszereket, függőségi viszonyokat definiáljunk, így egy későbbi változtatás a modellen a többi modell elem, vagy nézet kívánt változását vonja magával, automatikusan. A 2D rajzoló eszközökhöz képest a fentiek miatt jelentős időt lehet megtakarítani a dokumentáció készítésben. HOL TARTUNK MOST? A világgazdaság 3 területén fontos változásokat látunk:

2 1. Gyártás A fizikai és szellemi termék előállításában újszerű technológiák és folyamatok jelentek meg. 2. Kereslet Megváltoznak a fogyasztási szokások. Más típusú építményekre van szükség, a fogyasztók sokkal környezettudatosabbak, nem széles utakat, hanem gyorsabb internet elérést szeretnének. 3. Termékek Előregyártás, szenzor technológiák, okos építmények, alkalmazkodó rendszerek, automatizálás. 1. ábra 3D Végeselem modell 2. ábra Generatív tervezés 2. ábra Generatív számítógépes tervezés

3 3. ábra CFD levegőáramlás szimuláció 4. ábra toronyház építés Kína 5. ábra Los Ageles 3D számítógépes modellje BIM A MÉLYÉPÍTÉSBEN Mit jelentenek a BIM módszerek a mélyépítésben? Intelligens, összekapcsolt munkafolyamatok használata a pontosabb előrejelzések, a hatékonyabb munka és magasabb nyereség (kisebb veszteség) használata érdekében az infrastruktúra projekteken is. A BIM módszer középpontjában egy intelligens modell áll. Együttműködési csomópontként funkcionálva a projekt teljes élettartama alatt, ezt a modellt lehet megosztani az összes projekt résztvevővel, akik a szaktudásuk szerinti többlet intelligenciát adnak hozzá a modellhez. Ez az intelligens modellezési eljárás nem csak segíti és javítja a projekt minőségét, de segít a résztvevőknek az alábbi 4 területen:

4 1. A munkafolyamatok hatékonyságának növelése Gyorsabb tervezői döntések a részletesebb információ miatt. A változtatások hatásának gyorsabb összehasonlítása, különféle megoldások elemzésével. A részvevők mindig a legfrissebb adatokkal dolgozhatnak. Kevesebb kétszer dolgozás 2. Pénzügyi előnyök A legjobb megoldás kiválasztása a legalacsonyabb költséggel. Pontosabb anyag és mennyiség kimutatások, a változások gyors nyomonkövetése. PPP projektek jobb kiszolgálása a tervek és a kivitelezés összehangolásával. 3. Gazdasági előnyök A BIM szabványosítás a gazdasági növekedés egyik kulcsa lehet az építőipari projekteknél. Világszerte egyre több kormány és állami szervezet követeli meg hogy BIM módszereket használjanak a projektek hatékonyságának növelésére, a költségek kézben tartására és a szabványok betartására. A nyomás hatására egyre több tervező és kivitelező cég használ BIM módszereket a feladataikban. 4. Technológia Az építőipar is kihasználhatja a végtelen kapacitású tárhelyeket és a felhőalapú számításokat. Különféle folyamatok és változatok tesztelése számítógépes algoritmusokkal, amik a természetben előforduló mintázatokat másolják. Milliméteres pontosság mérnöki BIM modellekkel, amiket fel lehet használni a kivitelezésben, vagy a szállítmányozásban. Helyszínek ahol BIM szabványok készülnek vagy már vannak: EU közbeszerzési direktíva 2014 Egyesült Királyság BIM szabvány Level2 Franciaország nemzeti digitalizációs terv Németország BIM bizottság Ausztria nemzeti BIM szabvány Finnország közútkezelő Svéd és dán szállítmányozási hivatal Magyarország BIM szabványosítás, Lechner tudásközpont BIM A MÉLYÉPÍTÉSBEN MINTAPÉLDÁK Crossrail projekt: London alatt futó 118 kilométeres vasútvonal (40 állomással) 1 központi összekapcsolt adatbázis 25 tervezői szerződés 30 generálkivitelezői szerződés 60 logisztikai szerződés

5 CAD fájl jóváhagyva és integrálva egyetlen BIM modellbe 6. ábra Crossrail projekt London Doha Metro Project, Qatar 4 vonal, összesen 300km és 100 állomás 7. ábra Doha Metro projekt, BIM modell Panama csatorna bővítés Két új zsilipkamra a meglévők mellé, 427m hosszúak, 55m szélesek és 18.3m mélyek. Új csatorna szakaszok, 9 új víztározó

6 8. ábra Panama csatorna zsilipkamra BIM modell BIM A GEOTECHNIKÁBAN Kihívások: Az Egyesült Királyság földmérési hivatala környezetvédelmi kutatási bizottságának felmérése alapján a költségvetési kereteket túllépő közbeszerzési projektek 37%-ban fontos indok a geotechnikai, alapozási probléma. A közbeszerzési projektek 70%-át nem sikerült határidőre befejezni és 73%-uk túllépte az ajánlati költségvetést A hagyományos geotechnikai adatkezelés: Lineáris (vízesés) folyamat Kevésbé hatékony tanulmány készítés és tervezés Jelentős késések az adatok beszerzésében Az adatokat többször be kell vinni Az adatokat gyakran nem arhiválják és nem lesznek újrahasznosítva Az adatok elérhetősége a sok különálló adatsziget miatt nehézkes. Egy BIM alapú geotechnikai munkafolyamat a következő előnyökkel járna: Geotechnikai BIM Hisztorikus adatok és 3D modellek alkalmazása Központi adattárak Növekményes adatforgalom és iteratív finomítások Az adatok megosztása és újrafelhasználása Ehhez olyan kialakítású rendszerre lenne szükség, ahol a különféle adatbázisok összekapcsoltan is elérhetők egy központi helyen, lehetőleg a felhőben.

7 9. ábra BIM architektúra A geológiai modellezési folyamatnak alkalmasnak kell lennie arra, hogy abból 3D geológiai modellt lehessen építeni. 10. ábra Geológiai modellezési folyamat Az összekapcsolt adatbázisokból ezután lekérdezhetőek lennének a fúrásminták adatai, térinformatikai, geológiai adatok, 3D terep és rétegmodellek. 11. ábra Összekapcsolt adatbázisok

8 12. ábra 3D terep és rétegmodell Hazai adatbázisok, példák: 13. ábra MFGI földtani adatbázis 14. ábra MFGI rétegmodell A BIM MODELLEZÉSBEN REJLŐ LEHETŐSÉGEK 1. Megfelelő geológiai modellezési eljárásokkal országos adatmodell létrehozása 2. A rendelkezésre álló adatok, modellek kiterjesztése az értelmezésekkel, vizsgálati anyagokkal 3. Elérés biztosítása a szakembereknek 4. Felhőalapú geotechnikai alkalmazások használata 5. Az asztali alkalmazások fejlesztése ezen adatok felhasználására

9 15. ábra Rétegmodell használata a tervezésben Irodalomjegyzék: McGraw-Hill Construction, 2012 SmartMarket Report Autodesk - The Future of Making Things British Geological Survey, Keynetix Collaborative Geotechnical BIM technologies McGraw-Hill Construction - Measuring the impact of bim on complex buildings 2015