W technologii CLT spora część pracy, którą w tradycyjnym budownictwie wykonuje się na placu budowy, odbywa się wcześniej. Zanim jeszcze panele zostaną wyprodukowane, trzeba dokładnie wiedzieć, jak mają wyglądać, gdzie znajdą się otwory montażowe, z czym dokładnie będą się łączyć i w jakiej kolejności zostaną zamontowane. To sprawia, że projekt konstrukcji ma w przypadku CLT szczególne znaczenie. Nie wystarczy tu ogólna koncepcja budynku i zestaw rysunków. Potrzebny jest spójny sposób opisania konstrukcji, który pozwoli przejść od projektu do rzeczywistych, prefabrykowanych elementów, które będą ze sobą idealnie współgrały.

Właśnie w tym miejscu pojawia się BIM, który pomaga uporządkować informacje o budynku, sprawdzić wzajemne położenie elementów i przygotować dokumentację potrzebną do wykonania konstrukcji. W przypadku CLT ma on bezpośrednie przełożenie na to, co później wydarzy się w fabryce i na budowie.

BIM, CZYLI CO WŁAŚCIWIE?

BIM to skrót od Building Information Modeling. Najprościej mówiąc, jest to sposób cyfrowego opisywania budynku, w którym model zawiera nie tylko jego geometrię, ale także informacje potrzebne do dalszej pracy nad projektem. Można więc potraktować BIM jako cyfrowy model budynku, który jest rozwijany razem z projektem. Na początku może on zawierać tylko podstawowe informacje, do których z czasem dochodzą kolejne dane potrzebne konstruktorom, architektom czy osobom przygotowującym realizację. W przypadku konstrukcji CLT model może obejmować między innymi: ściany, stropy i elementy dachu, ich wymiary i położenie, otwory, a także informacje potrzebne do przygotowania rysunków, przekrojów czy zestawień materiałowych. Różnica między zwykłym modelem 3D a BIM jest dość istotna – model 3D pokazuje budynek, a BIM pozwala dodatkowo pracować z informacjami, które opisują jego poszczególne elementy.

Wyobraźmy sobie ścianę z dużym przeszkleniem. W projekcie trzeba określić nie tylko wielkość samego okna, ale również sposób rozwiązania konstrukcji wokół otworu. Jeżeli przez tę samą ścianę mają przebiegać instalacje, również trzeba uwzględnić ich rozmieszczenie. W tradycyjnym budownictwie część takich problemów można rozwiązać na późniejszym etapie. Ekipa może coś dopasować, wykonać dodatkowy otwór czy zmienić sposób prowadzenia instalacji. Przy prefabrykowanym CLT sytuacja wygląda inaczej. Panel został wcześniej przygotowany w określonym kształcie i z konkretnymi otworami. Nie jest to element, który dopiero na budowie otrzyma ostateczny wymiar. Dlatego projekt musi odpowiedzieć na więcej pytań przed rozpoczęciem produkcji. To jedna z najważniejszych różnic między prefabrykacją a wykonywaniem konstrukcji bezpośrednio na budowie. W CLT część decyzji z placu budowy przenosi się do biura projektowego.

DOBRY PROJEKT CLT ZACZYNA SIĘ PRZED PRODUKCJĄ

Jeżeli wiadomo od początku, że budynek będzie wykonany w technologii CLT, można uwzględnić tę technologię już podczas projektowania. Ma to znaczenie dla całego układu konstrukcyjnego. Rozpiętości stropów, rozmieszczenie ścian, wielkość otworów, sposób podparcia poszczególnych elementów czy konstrukcja dachu nie istnieją przecież niezależnie od siebie.  Zmiana jednego rozwiązania może wpłynąć na kolejne. Dlatego projektowanie z wykorzystaniem CLT nie powinno polegać na narysowaniu budynku, a następnie zastanawianiu się, jak wykonać jego konstrukcję z paneli. Znacznie lepiej, gdy sposób prefabrykacji jest brany pod uwagę od początku. Nie oznacza to, że architekt musi podporządkować cały budynek technologii. Chodzi raczej o to, żeby architektura i konstrukcja powstawały ze świadomością tego, jak budynek będzie później produkowany i montowany.

To częsta sytuacja. Inwestor może mieć gotowy projekt domu albo budynku i dopiero później zdecydować, że chce zastosować CLT. Wtedy nie zaczyna się od zera. Istniejący projekt można przeanalizować i sprawdzić, jak przełożyć jego założenia na konstrukcję z prefabrykowanych paneli drewnianych. Nie zawsze będzie to proste. Przeniesienie projektu do CLT może wymagać zmian w układzie nośnym, rozwiązaniu poszczególnych elementów czy sposobie ich połączenia. Nie chodzi więc o zamianę słów „beton” na „CLT” w dokumentacji. Konstrukcja musi zostać rzeczywiście przeliczona i zaprojektowana pod nową technologię. Wood Choice zajmuje się zarówno projektowaniem konstrukcji CLT, jak i dostosowywaniem istniejących projektów do tej technologii. W przypadku gotowego projektu punktem wyjścia jest istniejąca dokumentacja, ale jej konstrukcyjna część musi zostać przeanalizowana pod kątem możliwości zastosowania CLT.

CO DAJE TUTAJ MODEL BIM?

Wróćmy do wspomnianej wcześniej ściany z dużym oknem. Na pojedynczym rysunku można sprawdzić jej wymiary. Na kolejnym zobaczymy fragment konstrukcji. Jeszcze gdzie indziej znajdzie się informacja dotycząca instalacji. Problem zaczyna się wtedy, gdy trzeba odpowiedzieć na pytanie, czy wszystkie te elementy rzeczywiście do siebie pasują. Model BIM pozwala spojrzeć na nie razem. Można zobaczyć położenie elementów konstrukcyjnych, otworów i innych części budynku w jednym środowisku. Łatwiej zauważyć, że projektowane rozwiązania wchodzą ze sobą w konflikt albo wymagają dodatkowego opracowania. To właśnie jedna z praktycznych funkcji BIM. Zamiast sprawdzać zależności wyłącznie między kolejnymi rysunkami, można analizować je w ramach jednego modelu budynku.

OD MODELU DO DOKUMENTACJI

Sam model BIM nie jest jeszcze gotową konstrukcją. Nie zastępuje obliczeń ani dokumentacji projektowej. Jest natomiast bazą, na której można oprzeć kolejne etapy pracy. Wood Choice w ramach przygotowania konstrukcji tworzy podstawowy model BIM projektu. Na tej podstawie wykonywane są między innymi wstępne obliczenia, szczegółowe rysunki, przekroje i zestawienia materiałowe. Później powstają kolejne opracowania potrzebne do realizacji konstrukcji, w tym dokumentacja techniczna, montażowa i warsztatowa. To ważne, ponieważ projekt nie kończy się w momencie, gdy architekt ma gotowy model budynku. Trzeba jeszcze przełożyć go na konkretne elementy konstrukcji, które można wyprodukować, dostarczyć i zamontować. Model cyfrowy pomaga zachować ciągłość między tymi etapami.

CO TRZEBA USTALIĆ PRZED WYKONANIEM PANELI?

Przy prefabrykacji szczegóły zaczynają mieć znaczenie bardzo wcześnie. Trzeba wiedzieć, gdzie znajduje się dany panel, jakie ma wymiary, jakie otwory należy w nim wykonać i jak połączy się z sąsiednimi elementami. W zależności od projektu dochodzą do tego kolejne kwestie związane z konstrukcją i montażem. Jeżeli informacja jest potrzebna podczas produkcji, dobrze mieć ją ustaloną przed rozpoczęciem produkcji. Brzmi banalnie, ale właśnie na tym polega jedna z największych różnic między prefabrykacją a budowaniem elementu bezpośrednio na miejscu. Panel CLT nie jest półproduktem, który ekipa dopasuje sobie według potrzeb. Jest przygotowany wcześniej, dlatego błędy lub niejasności w projekcie mogą przenieść się dalej: do produkcji, transportu albo montażu.

KOLIZJA WYKRYTA NA EKRANIE JEST LEPSZA NIŻ KOLIZJA NA BUDOWIE

To chyba najprostszy sposób, żeby wyjaśnić praktyczną wartość BIM. Załóżmy, że w jednym miejscu spotykają się konstrukcja, duży otwór okienny i instalacja. Podczas pracy nad modelem okazuje się, że przyjęte rozwiązania nie mogą zostać wykonane jednocześnie. Jeżeli zauważymy to na etapie projektu, można zmienić jedno z rozwiązań. Jeżeli problem wyjdzie dopiero na budowie, panel jest już wyprodukowany, dostarczony i znajduje się w miejscu, w którym ma zostać zamontowany. Różnica jest zasadnicza, bo w pierwszej sytuacji zmieniamy projekt, a w drugiej musimy zastanowić się, co zrobić z fizycznym elementem, który już istnieje. Oczywiście nie każdą kolizję można wykryć automatycznie i nie każdy problem rozwiąże sam model BIM. Potrzebny jest doświadczony projektant, który potrafi ocenić, co rzeczywiście stanowi problem i jakie rozwiązanie będzie właściwe. Sam fakt, że problem można zauważyć wcześniej, jest jednak bardzo istotny.

BIM NIE SŁUŻY TYLKO KONSTRUKTOROWI

Budowa jest zespołowym przedsięwzięciem. W projekcie spotykają się architektura, konstrukcja i instalacje, a później dochodzą jeszcze kwestie związane z produkcją i montażem. Każda z tych dziedzin operuje trochę innymi informacjami. Jeżeli projekt jest prowadzony w sposób nieskoordynowany, problem może pojawić się na styku kilku branż. Przykładowo, rozwiązanie konstrukcyjne może być poprawne samo w sobie, ale kolidować z przebiegiem instalacji. I właśnie wspólny model ułatwia zauważenie takich zależności. W przypadku większych budynków znaczenie tego rośnie. Im więcej elementów i branż uczestniczy w projekcie, tym trudniej kontrolować wszystko wyłącznie na podstawie osobnych rysunków.

CO DZIEJE SIĘ Z PROJEKTEM PRZED ROZPOCZĘCIEM PREFABRYKACJI?

Można spojrzeć na ten proces jak na przejście od budynku do zestawu konkretnych elementów. Na początku mamy założenia architektoniczne i konstrukcyjne. Później powstaje model, który pozwala uporządkować geometrię i informacje o konstrukcji. Na tej podstawie można przygotować dokumentację, a następnie przejść do szczegółowego opracowania elementów przeznaczonych do prefabrykacji. To właśnie tutaj cyfrowy model jest szczególnie przydatny. Pozwala pracować nie tylko na poziomie całego budynku, lecz także schodzić coraz niżej, aż do poszczególnych elementów konstrukcji. Dzięki temu łatwiej odpowiedzieć na bardzo praktyczne pytania: z jakich paneli składa się konstrukcja, gdzie znajdują się otwory, jak poszczególne elementy są względem siebie ustawione i co trzeba przygotować przed rozpoczęciem montażu.

Dobrze przygotowany projekt ma znaczenie również wtedy, gdy panele opuszczają już fabrykę. Na budowę nie przyjeżdża materiał, z którego dopiero powstanie konstrukcja. Przyjeżdżają gotowe elementy, które trzeba odpowiednio rozmieścić i połączyć. Im bardziej rozbudowany jest obiekt, tym ważniejsze staje się właściwe zidentyfikowanie poszczególnych elementów i zachowanie zgodności między dokumentacją a tym, co znajduje się na placu budowy. Projekt montażowy i warsztatowy powstają właśnie po to, żeby przełożyć wcześniejsze ustalenia na praktykę. Nie zastępuje to oczywiście doświadczenia ekipy montażowej. Daje jej jednak znacznie lepiej przygotowaną bazę do pracy.

CO INWESTOR WŁAŚCIWIE Z TEGO MA?

Dla osoby zajmującej się projektowaniem BIM jest narzędziem. Dla inwestora wartość jest bardziej przyziemna: chodzi o to, żeby mniej rzeczy trzeba było wymyślać w ostatniej chwili. Dobrze przygotowany projekt może ograniczyć liczbę sytuacji, w których trzeba zatrzymać pracę i zastanawiać się, jak rozwiązać problem, którego nie przewidziano wcześniej. Ma to znaczenie zarówno przy budowie domu, jak i przy większej inwestycji. W domu jednorodzinnym może chodzić o duże przeszklenie, nietypowy układ pomieszczeń, albo przebieg instalacji. Przy większym obiekcie dochodzi znacznie więcej elementów, połączeń i zależności. Z punktu widzenia inwestora najważniejsze są więc nie same modele 3D, lecz mniejsza liczba niewiadomych przed rozpoczęciem realizacji.

CZY BIM MOŻE OBNIŻYĆ KOSZTY?

Nie można uczciwie powiedzieć, że samo zastosowanie BIM automatycznie obniża koszt inwestycji. Modelowanie wymaga przecież czasu i pracy projektantów. Korzyść pojawia się gdzie indziej. Dobre przygotowanie projektu może ograniczyć liczbę zmian, błędów i sytuacji wymagających improwizacji na późniejszych etapach. W prefabrykacji jest to szczególnie ważne, ponieważ zmiana dokonana przed produkcją panelu i zmiana dotycząca gotowego panelu to dwie zupełnie różne sytuacje. Dlatego warto patrzeć na BIM nie jak na dodatkowy koszt związany z przygotowaniem modelu, lecz jak na element procesu, który ma pomóc lepiej przygotować inwestycję przed wejściem na plac budowy.

CZY KAŻDY PROJEKT CLT MUSI BYĆ WYKONANY W BIM?

Nie ma potrzeby traktować BIM jako magicznego warunku, bez którego nie da się zbudować żadnego obiektu z CLT. Znaczenie modelowania rośnie jednak wraz ze złożonością projektu. Przy niewielkim, prostym budynku liczba elementów i zależności jest ograniczona. Przy większym obiekcie pojawia się znacznie więcej ścian, stropów, otworów, połączeń i instalacji. Dochodzą też kwestie związane z logistyką oraz montażem. W takich projektach uporządkowanie informacji staje się coraz ważniejsze. Nie chodzi więc o samo hasło „BIM”. Liczy się jakość modelu i to, czy rzeczywiście pomaga on w kolejnych etapach przygotowania konstrukcji.

BIM nie zastąpi konstruktora ani architekta. Nie podejmie za nich decyzji i nie oceni samodzielnie, czy dane rozwiązanie jest najlepsze dla konkretnego budynku. Nie wykryje również każdego problemu. Dobry model musi zostać przygotowany przez osoby, które rozumieją zarówno projektowanie, jak i technologię, w której budynek będzie realizowany. W CLT jest to szczególnie istotne, ponieważ projektant musi patrzeć na konstrukcję nie tylko jako na układ obliczeniowy. Trzeba uwzględnić również sposób wykonania paneli, ich połączenia, transport i montaż. Dlatego największą wartość daje połączenie cyfrowego modelu z doświadczeniem ludzi, którzy wiedzą, co później stanie się z zaprojektowaną konstrukcją.

JAK WOOD CHOICE WYKORZYSTUJE BIM PRZY PROJEKTOWANIU CLT?

Wood Choice ma własny zespół architektów i konstruktorów, który zajmuje się projektami związanymi z technologią CLT. Firma może przygotować konstrukcję od początku z myślą o prefabrykacji albo dostosować istniejący projekt do technologii CLT. W procesie przygotowania konstrukcji powstaje podstawowy model BIM. Na jego podstawie wykonywane są wstępne obliczenia, szczegółowe rysunki, przekroje oraz zestawienia materiałowe. Kolejne etapy obejmują przygotowanie dokumentacji technicznej, montażowej i warsztatowej. To istotne z punktu widzenia inwestora, ponieważ projektowanie nie kończy się na stworzeniu koncepcji konstrukcji. Trzeba jeszcze przygotować ją w taki sposób, aby można było przejść od projektu do produkcji prefabrykatów, a później do ich montażu. Właśnie na tym styku BIM i CLT mają najwięcej wspólnego: oba porządkują proces zanim jego efekty pojawią się fizycznie na budowie.

W prefabrykacji trudno całkowicie oddzielić projektowanie od wykonawstwa. To, co zostanie ustalone przy komputerze, będzie miało później bardzo konkretną postać: paneli, otworów, połączeń i elementów montowanych na budowie. Dlatego im wcześniej zostaną sprawdzone najważniejsze zależności, tym mniej decyzji pozostaje do podjęcia w ostatniej chwili. BIM pomaga przeprowadzić ten proces w sposób uporządkowany. Nie zastępuje wiedzy projektanta i nie gwarantuje, że każdy problem zostanie wyeliminowany. Pozwala jednak zebrać informacje o konstrukcji w jednym modelu i wykorzystać je podczas kolejnych etapów pracy. W technologii CLT ma to szczególne znaczenie. Prefabrykacja daje możliwość szybkiego montażu, wysokiej powtarzalności i precyzyjnego przygotowania elementów, ale wymaga również dobrego przygotowania. Im lepiej zaprojektowana jest konstrukcja przed rozpoczęciem produkcji, tym mniej rzeczy trzeba rozwiązywać dopiero wtedy, gdy panele są już na budowie.