Technologie

BIM: Důležitý krok na cestě k digitalizaci

O metodě BIM, tedy informačním modelu stavby, se v poslední době mluví téměř neustále. Ostatně, od roku 2022 ji budou muset veřejní zadavatelé využívat u všech nadlimitních veřejných zakázek. Bohužel, většina (dokonce i odborné) veřejnosti ztotožňuje BIM jen s fází projektování stavby. Ve skutečnosti nám ale využití metody BIM umožní se stavbou pracovat po celou dobu jejího životního cyklu a výrazně snížit provozní náklady.

V současné době se již většina projektantů a nemalá část architektů posunula od rýsovacího prkna k obrazovce počítače. I když dnešní stavební projekty vznikají v digitální formě, pracuje se s nimi způsobem patřícím do minulého století. Data se předávají na flash discích, posílají se přes různá cloudová úložiště a během cyklu od projektu k demolici stavby se dokumenty různě tisknou, ztrácejí, znovu digitalizují a chaoticky upravují.

Ve výsledku jsou pak jakékoli změny či úpravy poměrně drahé, protože chybí zásadní informace. Digitalizace celého procesu může tuto situaci výrazně změnit. Přechod na metodu BIM je jedním ze zásadních kroků správným směrem.

Nastupuje stavebnictví 4.0

Jakkoli je stavebnictví jedním z klíčových a strategických odvětví české ekonomiky, úroveň jeho digitalizace – ač to není na první pohled možná zřejmé – není dostatečná a tento obor poněkud zaostává třeba i za průmyslem. Přesto můžeme najít i pozitivní zprávy. Jednou z nich je podpora ze strany státní a veřejné správy, která souvisí se zavedením koncepce BIM jako s klíčovým faktorem digitalizace stavebnictví a která by se měla stát odrazovým můstkem pro další modernizaci. 

Digitalizace celého procesu a životního cyklu stavby je zároveň šancí, jak zatraktivnit tento obor pro nastupující mladou generaci a přilákat do stavebních i projekčních firem dynamické odborníky schopné zajistit budoucnost tohoto odvětví.

Zájem o využívání metody BIM již mezi soukromými subjekty stoupá, nicméně bez podpory státu by masivní digitalizace stavebního procesu trvala výrazně déle. I proto je pozitivní zprávou, že stejně jako Evropská unie v roce 2014 i Česká republika uznala přínos metody BIM pro veřejný sektor. Také proto byla přijata Směrnice 2014/24/EU, která umožňuje využívání metody BIM při zadávání veřejných zakázek.

Do českého práva byla implementována zákonem č. 134/2016 Sb. Ministerstvo průmyslu a obchodu, které bylo vládou pověřeno koordinací následných aktivit, připravilo Koncepci zavedení metody BIM v ČR. A od roku 2018 ji společně s Českou agenturou pro standardizaci realizuje.

Důležitým bodem bylo přijetí opatření číslo 23, které zmiňuje uložení povinnosti využívat metodu BIM všem zadavatelům pro nadlimitní veřejné zakázky na stavební práce, financované z veřejných rozpočtů. A to včetně zhotovení jejich přípravné a projektové dokumentace, se zohledněním závěrů z vyhodnocení pilotních projektů a s přihlédnutím ke specifikům jednotlivých druhů staveb.

Jinak řečeno, od 1. ledna 2022 budou muset všechny veřejné zakázky ve stavebnictví s cenou nad 150 milionů korun probíhat v digitální podobě. Kromě toho bude muset být využívána metoda BIM při zahájení každé nové fáze již běžícího projektu.

Dobrou zprávou je, že dnes, kdy se nacházíme zhruba v polovině přechodného období, patří Česko v přípravách na digitalizaci celého procesu k evropské špičce a v implementaci metody BIM drží krok s vyspělými zeměmi Skandinávie, západní Evropy, ale i Estonskem, které patří v oblasti digitalizace státní správy ke globálním lídrům.

Více než jen model stavby

Na první pohled se může zdát, že pozornost věnovaná zavedení metody BIM do praxe je zbytečně velká. Občas se můžeme setkat s názorem, že je to přece jen nakreslení stavby v její digitální formě. To je ale zásadní omyl. Ve skutečnosti může využívání metody BIM zcela zásadně proměnit celé stavební řízení a životní cyklus stavby, i výrazně přispět ke zvýšení kvality a zároveň k zefektivnění celého procesu.

Ne vždy si totiž uvědomujeme, že zásadní část nákladů na stavbu netvoří její samotné zbudování, ale zejména její provoz, údržba a úpravy během životního cyklu. Tedy to, čemu se říká náklady na vlastnictví. Zatímco ve světě informačních technologií je již běžnou součástí všech projektů TCO, tedy celkové náklady na vlastnictví, ve stavebnictví tomu tak zatím není a parametr LCC (Life Cycle Cost, tedy náklady životního cyklu stavby) je zatím pro drtivou většinu vlastníků staveb neznámý.

Metoda BIM je to ale schopna změnit. Základním požadavkem při zavádění metody BIM do praxe ve veřejných zakázkách je vznik takzvaného digitálního dvojčete stavby. To je ale ve skutečnosti mnohem více, než jen digitální projekt. Digitální dvojče stavby je skutečně kompletní virtuální kopií a musí v sobě tedy zahrnovat nejen všechny dílčí části stavby – konstrukci stěn, všechny sítě, rozvody atd. – ale také její vazbu na okolí. Hovoříme obvykle o konceptu Connected Digital Twin.

Na rozdíl od papírových nákresů, které se během procesu vzniku budovy mnohdy výrazně odchýlí od reality, má metoda BIM za cíl vždy disponovat reálnou podobou stavby. Nejde přitom jen o běžný vizuální 3D model, ale také o jeho doplnění o rozměr času, nákladů a především dalších negrafických vlastností všech prvků stavby. Tedy o vazby, které do běžného papírového nákresu vložit nelze. V souvislosti s BIM se tak často hovoří o modelování hned v několika rozměrech.

Metoda BIM umožňuje nejen vymodelovat stavbu a umístit ji do prostoru, ale zároveň propojit všechny použité technologie a další součásti do jediného celku se stavbou, stejně jako je tomu ve skutečnosti. Díky tomu je možné na počítačovém modelu ověřit například funkčnost vytápění, klimatizace či dalších systémů. Stejně tak lze přímo v modelu zasadit stavbu i do okolního prostředí. Je tak snadné zohlednit kupříkladu množství slunečního svitu dopadajícího zvenku na jednotlivé stěny, obvyklý směr větru a jeho vliv na použité materiály a mnoho dalších vnějších i vnitřních vlivů.

I proto přináší využití metody BIM významné úspory nejen během projektování a výstavby samotné, ale v celém jejím životním cyklu. Všechny zúčastněné strany tak mohou kdykoli pracovat s digitálním modelem vznikající nebo již postavené budovy. Stačí například v projektu snížit tloušťku stěn o dva centimetry a hned bude jasné, jaký to bude mít dopad na statiku, o kolik se sníží potřeba materiálu při výstavbě, kolik dnů se na stavbě ušetří a nakolik odlišné budou po celou dobu životnosti budovy hlukové podmínky nebo náklady na vytápění.

Stejně tak bude možné kdykoli v budoucnu provést úpravy, opravy, přestavby či vylepšení s mnohem větší jistotou úspěchu a menším rizikem vícenákladů. Aktuální stav všech částí stavby totiž bude k dispozici v každém okamžiku v digitální formě. Samozřejmě nelze mít přehnaná očekávání, kompletně digitální budoucnost je ještě kus před námi.

Přesto lze ale říci, že se s ohledem na stupeň připravenosti pro nasazení metody BIM do praxe Česko vydalo správným směrem. Navíc, jak ukazují například zkušenosti z Estonska či Německa, díky mezinárodní spolupráci lze cestu k cíli urazit rychleji.

Od designu k procesu

V současnosti využívá soukromý sektor metodu BIM zejména na začátku celého procesu, tedy během přípravy stavby. Následně se „vše“ točí kolem jejího 3D modelu. Této části říkáme Design BIM. Avšak poté se již vše přesune k tradičním postupům. Jedním z důvodů, proč se tato metoda má stát závaznou pro všechny veřejné zakázky nad 150 milionů korun již za 24 měsíců, je snaha rozšířit digitalizaci i na další kroky.

A tím dosáhnout maximalizace přínosů, které metoda BIM nabízí. Tedy zajistit, aby byla využívána v průběhu procesu výstavby, ale také pro následnou správu a údržbu. Snahou je digitalizovat maximum procesů souvisejících se stavbou (Proces BIM). Nejde totiž jen o to, aby stavba splňovala parametry bezpečnosti, ochrany zdraví osob a využitelnosti během samotných konstrukčních prací, ale během celého životního cyklu.

Aby bylo digitalizované prostředí skutečně funkční, je potřeba propojit digitální dvojče stavby (digitální model BIM) pomocí datového standardu pro stavebnictví s digitálními procesy a vytvořit takzvané společné datové prostředí (CDE). Díky tomu budou mít všechny zainteresované strany k dispozici veškeré relevantní informace, a to vždy v aktuální verzi.

Ve společném datovém prostředí nebudou k dispozici jen „stavební“ informace, ale také například požární poplachové směrnice, dokumentace zdolávání požáru, provozní řády, uživatelské manuály apod. Dnes jsou všechny tyto informace samozřejmě k dispozici také, ale bohužel na téměř nekonečném počtu míst, v nekonečném množství formátů a v nekonečném množství verzí.

Některé dokumenty jsou uloženy v papírové formě ve složce budovy, jiná skupina informací byla předávána prostřednictvím e-mailů mezi (v té době) zainteresovanými osobami a poslední část leží v digitální formě někde v izolovaných softwarech. A teď si k tomu ještě přidejme dokumenty, které si zúčastněné strany archivují každá podle svého.

Co z takového chaosu může vzniknout? Nic dobrého rozhodně ne, a pokud se podíváme zpět byť na krátké časové období, najdeme desítky příkladů, kdy tento chaos znamenal v lepším případě vícenáklady, v tom horším pak přímé ohrožení uživatele stavby nebo významnou ztrátu její hodnoty pro vlastníka.

Kompletní digitalizace a uložení všech potřebných informací na jednom jediném místě v rámci společného datového prostředí umožní naopak zefektivnit a zlevnit jak samotnou výstavbu – to zejména díky lepší návaznosti prací, tak i pozdější údržbu a správu. Zavedení efektivního facility managementu velmi výrazně sníží celkové náklady na vlastnictví.

Jen samotný fakt, že jsou všechny potřebné dokumenty a informace dostupné všem zainteresovaným stranám v aktuální verzi, a to včetně přesného záznamu historie změn a úprav, může státu a státní správě přinést lepší a efektivnější kontrolu nad dodávanými zakázkami, ale zároveň dodavatele chrání před případnými nedorozuměními či dezinterpretací dohodnutých parametrů. Jak ze strany zadavatelů veřejných zakázek, tak potenciálně i všech investorů.

Aby se toto všechno mohlo stát realitou, je nutné se přesunout od koncentrace na Design BIM k fázi Proces BIM a začít postupně měnit naše léty zaběhnuté postupy. A zde jsme u klíčového faktoru, který vede k cíli, tedy u samotných lidí. Chaos se musí promyšleně a postupně změnit v pořádek, který dostane digitální formu. A to bez lidí, kteří v digitálním prostředí dovedou pracovat, nepůjde.

Informace musí být čitelné a replikovatelné

Cílem, ke kterému bychom se měli v digitalizaci českého stavebnictví posunout, je vytvoření takzvaného digitálního vystavěného prostředí (Digital Built Environment). Měla by existovat digitální mapa České republiky, v níž by byla zakreslena každá jednotlivá stavba, a to včetně všech vazeb. Měla by to být jakási virtuální podoba Česka složená z digitálních dvojčat staveb. Pak by mohli stavebník či dotčené orgány státní a veřejné správy z jednoho místa získávat všechny informace.

Pokud by totiž byla data – byť digitální – pořizována ve vzájemně nekompatibilních, strukturou si neodpovídajících a nereplikovatelných formátech, mohla by nastat podobně absurdní situace, se kterou se dodnes setkáváme na některých finančních úřadech. Ačkoli občan podá daňové přiznání elektronicky, úřednice jej musí vytisknout a znovu zadat do jiného systému. S něčím podobným se během životního cyklu stavby dnes setkáváme i ve stavebnictví.

Odstranit tento nesmysl je jedním z důvodů zavádění metody BIM. Na základě datového standardu stavebnictví (DSS) bude možné dále postoupit v přípravě digitálních technických map automatickým přebíráním modelů staveb. A postupně efektivněji digitalizovat celé stavební řízení, v závislosti na připravenosti všech účastníků.

Aby něco takového bylo možné, je nutné vytvořit základní datový standard, který zajistí, že všechny digitální informace jsou strojově čitelné a tudíž mj. automaticky zpracovatelné počítači. To znamená, že kdokoli, kdo k nim bude mít přístup, je bude schopen otevřít a srozumitelně přečíst či zpracovat. Proto musí být definována jednotná struktura dat, ale také algoritmus jejich zpracování – datový standard pro stavebnictví.

Ten bude v podstatě základním stavebním (a prozatím také jediným povinným) prvkem pro všechny účastníky nadlimitních veřejných zakázek. Základním stavebním kamenem DSS je datová šablona elementů, ze kterých se výsledná stavba skládá. Ta je v podstatě soupisem požadavků na vlastnosti elementů informačního modelu a obsahuje předpis jednotlivých vlastností podle určeného užití dat a fáze projektu. Důležité přitom je, že tato šablona musí být pro veřejné zadavatele jednotná.

Ale podobně jako v ostatních aspektech, i v případě datového standardu platí, že nesmí sloužit jen v první fázi života stavby, ale také během jejího celého životního cyklu. I proto byl přípravou datového standardu stavebnictví pověřen odbor koncepce BIM České agentury pro standardizaci (agentura ČAS). Ten vytváří nástroje pro vznik databáze DSS, volně zdarma přístupné všem účastníkům celého životního cyklu stavby.

Z databáze bude možné exportovat nejen zadání požadavků na informační modely stavby pro veřejné stavební zakázky, ale zároveň také požadavky na jednotlivé typy výrobků podle technických norem. Důležitou součástí DSS je i klasifikační systém, který významně pomáhá počítačovým programům jednoznačně identifikovat, analyzovat a zpracovávat různé informační modely pro potřebné činnosti.

Výhodou je, že se digitální standard stavebnictví připravuje v Česku v době, kdy z mezinárodní spolupráce vzniká nová klasifikace v souladu se standardy ISO. Můžeme jej tak připravit v té nejnovější verzi a nemusíme brát ohledy na různé starší implementace. Můžeme tedy do standardu zahrnout mezinárodní standardy a zároveň jej rovnou adaptovat na místní podmínky.

Datový standard stavebnictví a klasifikační systém se stanou základním společným jazykem poskytujícím prostředí k vytvoření a především ke správě propojeného digitálního modelu stavby. Ten bude majiteli sloužit během celého jejího života, tedy obvykle více než 50 let.

www.koncepcebim.cz

Digitální data na jednom místě

Pokud má digitální prostředí skutečně vzniknout, je ovšem potřeba zásadně změnit i práci s dokumenty. Dnes je zcela zřejmé, že standardními prostředky nelze zvládnout množství informací spojených se stavbou a rozhodně není snadné udržet si povědomí o všech vzájemných vazbách mezi těmito informacemi. Komplexnost dnešních staveb nelze zvládat jen s pomocí e-mailu či tabulkového procesoru.

Digitální informační model je cestou, jak práci s informacemi zlepšit. Bude ale nezbytné, aby tyto informace byly uloženy v takzvaném společném datovém prostředí (CDE). Toto prostředí by měl mít vytvořené každý ze zadavatelů (do budoucna nejen veřejných) stavebních zakázek. Obvykle půjde o cloudovou aplikaci, do níž budou mít oprávněné osoby a subjekty přístup prostřednictvím webového prohlížeče.

Tato aplikace nenahrazuje jednotlivé expertní agendy, ale sdružuje jejich výstupy na jediném místě. Tam by mělo být uloženo naprosto vše, co se stavbou souvisí. Počínaje zadávací dokumentací, přes rozpočet či projekty a konče předávacím protokolem, návody a dalšími dokumenty. Ale pozor, nejde jen o skladiště dokumentů. CDE zahrnuje také veškerou komunikaci související se stavbou.

Do budoucna už by se tedy nemělo stávat, že se některé změny, úpravy či třeba reklamace vyřeší pouze prostřednictvím e-mailových schránek dvou odpovědných osob, a pokud některá z nich proces opustí, nelze již informace dohledat, případně jen velmi obtížně.

Komunikace související se stavbou je integrální součástí společného datového prostředí. V ideálním případě bychom se v blízké budoucnosti měli dostat do stavu, ve kterém kdykoli během životního cyklu stavby bude možné dohledat, kdo změny v příslušném dokumentu provedl, kdo a na základě jakých podkladů je zadal a kdo je odsouhlasil.

Přirozeně CDE musí obsahovat bezpečnostní schémata přístupu k určeným informacím, stejně jako možnost přidělování rolí v projektu, a také zahrnovat schvalovací procesy. Na začátku roku publikovala agentura ČAS první ze základních dokumentů souvisejících s CDE: Metodiku pro výběr CDE.

Standardizace smluv

Postup standardizace by se ale neměl zastavit jen u datových souborů. Česká republika je jednou z mála zemí Evropské unie, která nemá standardizované smlouvy pro veřejné stavební zakázky. Přitom je zřejmé, že právě takovéto standardizované smlouvy jsou nejlevnější a nejefektivnější. Doposud je běžnou praxí, že smlouvy připravuje právní oddělení některé ze zúčastněných stran. Je logické, že jejich zájmem je dosáhnout výhodných podmínek především pro tu stranu, kterou zastupují.

Často tak dochází k problémům plynoucím z neporozumění, či z pouhé nepozornosti druhé strany. Zadavatel nebo naopak dodavatel jsou pak v mnoha případech překvapeni, k čemu se vlastně zavázali. Ano, je to primárně jejich chyba. Ale stavební zakázky nejsou čistě obchodním případem, stavby stojí ve veřejném prostoru a ovlivňují jej. A kromě toho, v případě veřejných zakázek jsou placeny také z veřejných zdrojů – smlouvy by proto měly být předvídatelné. Cílem musí být úspěšný projekt s co možná nejméně problémů.

Český smluvní standard by tak v sobě měl spojovat obecné smluvní podmínky obsahující podrobnou úpravu jednotlivých férově nastavených práv a povinností smluvních stran. Samozřejmě s těmi konkrétními určenými pro dotyčný projekt. Součástí takových zvláštních podmínek by měla být – nebo vlastně bude muset být – i příloha upravující podmínky související s využitím metody BIM. Tedy BIM protokol.

Ten obsahuje požadavky zadavatele na data, specifické požadavky na společné datové prostředí a také požadavky a šablonu plánu realizace BIM (tzv. BEP). Výsledná smlouva by tak měla mít v podstatě standardizovaný obsah, který bude doplněn technickým zadáním a přílohami. K dispozici by měly být také vzorové formuláře včetně rozpočtu a pravidel adjudikace.

Standardizovanou smlouvu nelze chápat jako omezování soutěže na volném trhu. Zavedení obecně přijímaných pravidel a standardů každému umožní efektivní nastavení a odladění interních procesů a zodpovědností, zároveň minimalizuje množství sporů a problémů, které by mohly během realizace projektu nastat.

Jedním z hlavních cílů implementace metody BIM pro veřejné zadavatele je poskytnout jim dostatečné znalostní zázemí včetně smluvního standardu, aby mohli sebevědomě, kvalifikovaně a především férově zadávat zakázky. Dodavatelům pak digitalizace umožní stavby efektivněji připravovat, budovat a v neposlední řadě i provozovat.

Stavba se nejen buduje, ale i provozuje

Využití metody BIM totiž přináší významné úspory nejen během projektování a provádění stavby samotné, ale v celém jejím životním cyklu. Potvrzuje to také studie poradenské společnosti PwC, která analyzovala dva komplexy veřejných budov v Londýně. Výsledky analýzy ukázaly, že s využitím metody BIM se u nich v porovnání s dosud obvyklými postupy podařilo snížit náklady až o pět procent. To v součtu představovalo přibližně půl milionu britských liber.

Nejvýraznější úspora se přitom ukázala v provozních nákladech – v obou případech se díky optimalizaci všech systémů již při projektování a výstavbě samotné ušetřila více než dvacetina všech nákladů na budoucí provoz. V případě veřejných zakázek by tak mohlo jít o významný přínos do státního rozpočtu. Přibližně pět procent nákladů lze podle studie ušetřit již v projektové fázi. Digitalizace se však vždy pozitivně promítne i do dalších desítek let, po které bude stavba sloužit. Umožní optimalizaci nákladů na vytápění, klimatizaci, osvětlení či provoz a přinese tak další výrazné úspory.

Vznik digitálního vystavěného prostředí a digitálních dvojčat budov tak může změnit celkový pohled na veřejné stavební zakázky. Dokončením a předáním stavby totiž její život nekončí, ale s trochou nadsázky naopak teprve začíná. Větší část nákladů spojených se stavbou tak na majitele stavby teprve čeká.

Pokud nám digitální prostředí umožní tyto náklady efektivně vyčíslit a zmapovat, může to zcela změnit náš pohled na hodnocení ekonomické výhodnosti stavby. Tedy na celkové náklady životního cyklu stavby. Z těch by se měl do budoucna stát jeden z hlavních ukazatelů při posuzování výhodnosti nabídek ve výběrových řízeních.

Dnes jsou bohužel velmi často hlavním kritériem pouze investiční náklady na výstavbu. Je to logické, ve stávajícím prostředí je obtížné budoucí náklady spojené se stavbou přesně odhadnout, a tak se veřejný zadavatel váže na nejjednodušeji porovnatelný ukazatel. Zavedení metody BIM do celého procesu v blízké budoucnosti umožní nastavit podmínky veřejné soutěže tak, aby hlavním ukazatelem byly právě celkové náklady během životního cyklu stavby (LCC). Pohled na digitální dvojče stavby je totiž umožní velmi přesně vyčíslit.

Start není ohrožen

Rok 2020 bude klíčový z hlediska zvládnutí příprav na nasazení metody BIM od 1. ledna 2022. Pozitivní je, že můžeme konstatovat, že dodržení tohoto termínu není ohroženo. Standardizace a příprava metodik je ve velmi pokročilé fázi. V zásobníku máme vytipovaných téměř 50 pilotních projektů u více než 30 veřejných zadavatelů, kteří je budou postupně ověřovat. Kromě toho mnoho firem již roky metodu BIM adaptuje. Trh je tedy připraven.

Přidejte komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*