BIM tehnologije u održivom upravljanju zaštićenim cjelinama prikazuje ciljeve i rezultate istraživanja proizašli iz istraživanja koje je provedeno u sklopu europskog projekta B.h.EN.E.F.I.T. (eng. Built Heritage, Energy and Environmental – Friendly Integrated Tools for the sustainable management of Historic Urban Areas) sa ciljem odgovora na pitanje da li BIM (eng. Building Information Modelling) tehnologija može pomoći, odnosno poboljšati upravljanje zaštićenim kulturno-povijesnim cjelinama.
Europski projekt B.h.EN.E.F.I.T. odobren je u okviru Programa transnacionalne suradnje INTERREG Središnja Europa 2014.-2020., a u kojem sudjeluje 13 partnera iz 7 zemalja središnje Europe: Italija, Slovačka, Hrvatska, Mađarska, Slovenija, Austrija i Češka. Projekt traje 32 mjeseca, a započeo je 01. lipnja 2017. godine.
Posljednjih godina svjedoci smo ekspanzije digitalne tehnologije u svim segmentima društva, tako i u sektoru građevinarstva, gdje je upravljanje projektima koje uključuje veliki broj sudionika postalo praktički nemoguće bez upotrebe digitalne tehnologije. Kroz projekt B.h.EN.E.F.I.T. bilo je potrebno istražiti mogućnosti upotrebe digitalne tehnologije, u ovom konkretnom slučaju BIM tehnologije u svrhu učinkovitog upravljanja zaštićenim kulturno-povijesnim cjelinama. Istraživanje je provedeno na zgradi gradske uprave Grada Karlovca (adresa: Banjavčićeva 9, Karlovac, k.č. 1116, k.o. Karlovac 2) koja se nalazi unutar zaštićene kulturno-povijesne cjeline Zvijezda u Karlovcu. Za predmetnu zgradu izrađen je BIM model koji sadržava set informacija o zgradi s ciljem da te informacije olakšaju donošenje odluka o mogućoj rekonstrukciji ili sam postupak rekonstrukcije, ali i kasnije održavanje građevine, pri tome omogućivši sudjelovanje relevantnih sudionika u postupku odlučivanja te upravljanja zaštićenom kulturno-povijesnom cjelinom bez potrebnog velikog tehničkog i stručnog znanja. Također, potrebno je ispitati primjenjivost tehnologije na ostale zgrade, odnosno zaštićenu cjelinu kao takvu.
- ISTRAŽIVANJE
Izrađeni BIM model predmetne zgrade pruža informacije o vanjskoj ovojnici zgrade (krovu/pokrovu, zidovima, podovima, stropovima, prozorima, vratima),korištenim materijalima, etažnosti i visini, volumenu te bruto i neto površinama svakog pojedinog prostora zgrade služeći kao arhitektonski model. Također, provedeno je geodetsko lasersko snimanje temeljem kojega je izrađen trodimenzionalan oblak točaka koji je služio kao provjera dimenzija zgrade te je isti implementiran u BIM model. Istraživanjem nije bila obuhvaćena izrada vjernog (realističnog) prikaza pojedinih elemenata zgrade što se posebno odnosi na modeliranje detalja i ukrasa na fasadi te prozorima i vratima, već je realističan prikaz fasade ostvaren implementacijom oblaka točaka (dobivenog laserskim skeniranjem zgrade) u BIM model (slika 1).
Slika 1. Kontrola BIM modela laserskim skeniranjem
Osim kao arhitektonski, model s informacijama služi i kao energetski model, odnosno pruža uvid u postojeće stanje građevine u smislu toplinskih svojstava vanjske ovojnice zgrade te potrošnje energije. U modelu je omogućena simulacija različitih energetskih uvjeta/zahtjeva u virtualnom prostoru. Kako ne postoji mogućnost isporuke modela podešenog za raznih simulacija potrošnje energije (gubitaka i dobitaka) u istom obliku kao i arhitektonski model (.ifc formatu), za potrebe energetskih simulacija i informacija o fizikalnim svojstvima elemenata građevine korišten je standardan format za prijenos energetskih modela gbXML kreiran nadogradnjom BIM modela prema BEM modelu (eng. Building Energy Model). Oba su modela izrađena temeljem informacija prikupljenima prilikom vizualnog pregleda građevine, uvida u arhivu te dostupne postojeće projektno-tehničke dokumentacije).
Arhitektonski BIM model je izrađen u programskom paketu Graphisoft ARCHICAD 22, slika 2.
 |
 |
Slika 2. Primjer modeliranja zida na pročelju zgrade
Energetski model je izrađen nadogradnjom BIM modela u programskom paketu Graphisoft ARCHICAD 22 koji omogućava vizualno definiranje ulaznih parametara za energetsku simulaciju programom Vip-Energy švedske kompanije StruSoft, a koji je u skladu s američkom normom ASHRAE 140-2017 koja služi za vrednovanje softvera za proračun potrošnje energije u zgradama. U nastavku je prikaz energetskog modela (slika 3 – slika 5).
 |
 |
 |
| Slika 3. Prikaz termalnih zona (narančasto-grijano, svijetlo plavo-ne grijano) |
Slika 4. Prikaz površinskih elemenata energetskog modela (narančasto – vanjske površine, zeleno – unutarnje površine). | Slika 5. Prikaz otvora na vanjskoj ovojnici zgrade |
Osim prethodno navedenog, tijekom ovog istraživanja izrađena je središnja baza podataka u COBie okruženju (eng. Construction Operations Building information exchange) u koju svi relevantni sudionici mogu poslati informacije o zgradi. COBie okruženje služi za razmjenu informacija koji je razvio buildingSMART alliance™ (www.buildingsmartalliance.org), a pruža okvir za atribute informacija potrebnih za upravljanje velikim sustavima zgrada (facility management). Za izradu COBie baze podataka korišten je Microsoft Excel kao alat koji je prilagođen radu s COBie modelom podataka. Izrađena baza podataka služi za prikupljanje podataka za potrebe facility managementa tijekom cijelog životnog vijeka građevine. Također, tablica sa informacijama je strukturirana na način da omogućuje upis više građevina koje se nalaze unutar jednog kompleksa ili njima upravlja jedna tvrtka (institucija).
COBie je standard koji osigurava zajedničku strukturu razmjene informacija o novim i postojećim građevinama, kako zgrada tako i infrastrukture. COBie je tablični format za semantičke informacije o modelu, a ne samo podatke o geometriji i može se izraditi na dva načina:
- Izravno iz alata za modeliranje;
- Izvezeno i generirano izvan alata za modeliranje.
U ovom slučaju se COBie izradio na temelju modela koji je pripremljen u ARCHICAD 22. Za prijenos podataka u .ifc format korišten je poseban prevoditelj „COBie Export“ translator. Kako u Hrvatskoj nema klasifikacija za izradu COBie, korištena je Uniclass 2015 klasifikacija koja se koristi u Velikoj Britaniji.
Prilikom generiranja COBie tablice podaci se grupiraju u Listove koje prikazuje Slika 6. Projektant popunjava podatke u listovima označeni zelenom i plavom bojom. COBie tablica sadrži 4 vrste podataka:
- Žutom bojom su označeni obvezni podaci – popuni glavni projektant;
- Narančastom bojom su označeni referencirani podaci – popunjava instalater ili facility manager;
- Ljubičastom bojom su označeni automatizirani podaci – koji se generiraju iz alata za modeliranje;
- Zelenom bojom označeni su dodatni (izborni) podaci – popunjava instalater ili facility manager.
COBie tablica mora sadržavati obvezne i referencirane podatke kako bi zadovoljavala zahtijevani minimum.
 |
 |
Slika 6 Listovi koje generira COBie tablica i primjer BIM modela s informacijama iz COBie-a
Bez troškova kupnje softvera moguće je provoditi pregled i osnovno uređivanje BIM modela korištenjem nekoliko besplatnih programskih rješenja za pregled i uređivanje „.ifc“ datoteka koji su trenutno dostupni na internetu:
- Solibri Model Viewer, https://www.solibri.com/solibri-model-viewer
- Tekla BIMSight, https://www.tekla.com/products/tekla-bimsight/download
- Allplan BIMPlus, https://www.allplan.com/products/allplan-bimplus/
- Autodesk Viewer, https://viewer.autodesk.com/
 |
 |
Slika 7 Allplan BIMPlus – pregled i uređivanje karakteristika BIM modela (lijevo), Solibri Model Viewer – alat Markup (desno)
Istraživanjem palete programskih paketa za energetske simulacije građevine, ne postoji niti jedan besplatan BIM alat za simulaciju potrošnje energije. Uglavnom se pronalaze komercijalni programski paketi koji definiraju ulazne podatke za simulaciju programom EnergyPlus ili kakvim drugim programom koji zadovoljava uvjete standarda ASHRAE 140:2017. Osim prethodno navedenog, svi zahtijevaju napredno poznavanje građevinske fizike, termodinamike, i HVAC (eng. Heating, ventilation, and air conditioning) sustava za korištenje istih.
Najjednostavnija opcija je simulacija direktno iz programskog paketa u kojemu se izrađuje model jer se izgubi najmanja količina definiranih informacija (ARCHICAD/Vip-Energy, Allplan/AX3000/EnergyPlus ili Revit/EnergyPlus), a ulazni podaci se definiraju u sučelju koje je relativno jednostavno za korištenje. Takvi proračuni nisu usporedivi s kompletnom simulacijom cijele građevine, ali mogu dati korisne rezultate i okvirne podatke u kratkom vremenu koji učinak na potrošnju energije ima promjena materijala, geometrije, presjeka ili tomu slično.
Najprikladniji set programskih rješenja za simulacije vezane uz energetsku učinkovitost su i Ladybug Tools (https://www.ladybug.tools/) koji su programska rješenja otvorenog koda, ali kao dodaci za komercijalna rješenja Rhino/Grasshopper te Revit/Dynamo. Ovaj set programskih rješenja također sadrži preglednik gbXML datoteke, ali samo skup elemenata geometrije koji definiraju ulazni podatak u ostala programska rješenja seta alata Ladybug Tools. Dakle informacija o energetskom modelu se može pogledati učitavanjem gbXML datoteke na web stranicu https://www.ladybug.tools/spider/gbxml-viewer/r12/gv-app/gv-app.html.
Osim predstavljenog rješenja, postoji skup komercijalnih programskih paketa koje karakteriziraju dvije osnovne stvari: samo su prijenosnici koji definiraju ulazne podatke za program koji simulira potrošnju energije i dodatno, prilikom prijenosa gube se podaci. To su programska rješenja poput DesignBuilder (https://www.designbuilder.co.uk/) ili Simergy (https://d-alchemy.com/products/simergy) koja zahtijevaju osim naprednog znanja teoretskih postavki proračuna energetskih simulacija i visokostručno znanje u poznavanju navedenih programskih paketa koji često zahtijevaju i poznavanje programskih jezika u slučaju kompleksnih rubnih uvjeta proračuna (odsijecanje zona kosim krovom, utjecaj tla na proračun i dr.).
- ZAKLJUČAK
Analizom besplatnih programskih rješenja za pregled „.ifc“ datoteke može se zaključiti da sva rješenja mogu pregledavati informacije spremljene BIM modeliranjem (.ifc) uključujući i preglede količina materijala ako je „.ifc“ datoteka pravilno izvezena iz BIM modela. Osim toga, sva rješenja također mogu na modelu provjeravati udaljenost, izraditi pregledni poprečni presjek te filtrirati tražene objekte prema modeliranim svojstvima pri tom ne tražeći napredno programsko znanje.
Analizom programskih rješenja za energetske simulacije modela nastalih BIM načinom modeliranja zaključuje se da u ovom trenutku ne postoji niti jedno besplatno rješenje koje će bez dodatnih intervencija u postavke proračuna vršiti simulaciju energije. Čak ne postoji niti rješenje koje bi prikazivalo rezultate provedene simulacije u nekom od programskih paketa u kojima se izrađuje BIM model. Komercijalni programski paketi koji omogućavaju pripremu ulazne datoteke za energetske simulacije zahtijevaju napredno znanje građevinske fizike, numeričke matematike, termodinamike i programiranja kako bi se dobili mjerodavni rezultati. Informativno i najbrže se mogu vršiti energetske simulacije u komercijalnim programskim paketima za izradu BIM modela, gdje nije potrebno toliko napredno znanje u opisanim područjima, ali takvi su rezultati samo informativne naravi jer se ne mogu uzeti u obzir svi bitni parametri simulacije u skladu s u Hrvatskoj važećim propisima, normama i algoritmima, te su korisni samo za ispitivanje raznih varijantnih rješenja.
Sukladno provedenom istraživanju BIM tehnologiju moguće je primijeniti na zgrade pod zaštitom. Detaljnost izrade BIM modela definirana je sukladno dostupnim financijskim i vremenskim resursima. Primjenom tehnologije dobivaju se precizne i točne informacije o karakteristikama zgrade, olakšava se pristup i dijeljenje informacija relevantnim sudionicima te se time olakšava donošenje odluka u sklopu upravljanja zaštićenim kulturno-povijesnim cjelinama.
LITERATURA
Izvještaj o izradi BIM modela i baze podataka u sklopu EU projekta B.h.EN.E.F.I.T., Sveučilište u Zagrebu, Građevinski fakultet, 2018.
Un progetto europeo per la gestione sostenibile dei centri storici attraverso sistemi GIS, Daniela Corsini & Maria Cristina Fregni,
http://www.urbanisticatre.uniroma3.it/dipsu/?portfolio=bhenefit-gestione-centri-storici
Interreg CENTRAL Europe, BhENEFIT – Interreg,
https://www.interreg-central.eu/Content.Node/BhENEFIT.html
Autor teksta: Srećko Vrček, mag.ing.edif.
