Zacznijmy od oczywistości: duża ilość nieuporządkowanych rzeczy tworzy chaos. Zarówno w mieszkaniu jak i na projekcie budowlanym. Tak jak w mieszkaniu układamy rzeczy w szafach tak i na projekcie możemy przedstawić informacje w bazie danych budynku.
W zależności jakie to są dane, grupujemy je w określony sposób. Faktury po datach, wykonawców po dyscyplinie, a elementy budynków… no właśnie. Pomieszczenia, przestrzenie, strefy, przedmioty, wystąpienia, rodziny, komponenty, systemy. Terminologia BIM w odniesieniu do części składowych budynku jest obszerna.
Zrozumienie struktury i funkcjonowania bazy danych połączonej z modelem jest kluczem do zrozumienia całego procesu Data Driven Design. Dlatego chcę wam w tym wpisie pokazać jak przedstawić informacje o budynku w bazie danych, aby były one zrozumiałe i tworzyły logiczną całość, nawet, jeśli reprezentujemy je tylko jako słowa w tabeli.
Artykuł ten jest częścią cyklu Dane w BIM. Jeśli jest to pierwszy wpis, na który natrafiłeś, to zachęcam Cię do przeczytania wstępu do całej serii oraz pierwszego artykułu "Proces Data Driven Design wyjaśniony w jednym poradniu" . Przedstawiam tam spis treściu serii oraz opisuję koncept projektowania w oparciu o dane. Wszystko po to abyś Ty czytelniku mógł wyciągnąć z serii, jak najwięcej dla siebie. Miłej lektury.
Spis treści
1. Jak grupuje informacje Projektant w narzędziach projektowych?
Informacje o pomieszczeniach i działach w programach do modelowania są grupowane w zależności od przestrzeni w której się znajdują. Jeśli sala lekcyjna leży na tym samym piętrze co sekretariat to będą one pokazane razem w jednym widoku, niezależnie od ich funkcji.
Obiekty z kolei są przyporządkowane graficznie do pomieszczeń w których się znajdują. W widoku ogólnym projektu widzimy tylko najniższy poziom – instancje obiektów (konkretne drzwi, kanały wentylacyjne, itp.). Aby rozpoznać hierarchię obiektów i ich zależności należy wejść w strukturę każdego pojedynczego rodzaju obiektu. Poniżej przedstawiam ją razem z przykładami oraz klasyfikacją wg standardu IFC (więcej w tym wpisie).
- Rodzaj obiektu – IfcObject
(ściana, płyta, drzwi, komponent) - Rodziny obiektów – IfcElement
(ściany wewnętrzne, meble) - Typy obiektów – IfcBuildingElement
(ściany wewnętrzne 100mm) - Instancje obiektów – IfcWall
(3 ściany działowe tego samego rodzaju)
Grupowanie to pomaga poruszać się w środowisku 3D i sprawnie modelować. Schody zaczynają się, gdy chcemy z tego grupowania wyciągnąć konkretny zestaw informacji. To ile ja mam toalet na projekcie? Jaka jest powierzchnia wszystkich biur w budynku? W jakich pomieszczeniach mam jakie ściany działowe? Jeśli zmienię ten typ ściany to na ile innych ścian wpłynie ta zmiana? Czy spełnia to wymagania inwestora?
Aby odpowiedzieć na te pytania należy tworzyć zestawienia elementów, a często trzeba się mocno nagimnastykować, aby osiągnąć pożądany efekt.
2. Jak przedstawić informacje w bazie danych?
W programie do projektowania na pierwszy rzut oka widać, że ściana to ściana, a lampa to lampa. W bazie danych nie posiadamy informacji przestrzennych. Przedstawiamy je za pomocą komórek, wierszy i kolumn. Nie jesteśmy z tego względu w stanie grupować elementów budynku na podstawie wyglądu, albo lokalizacji. Strukturę nadajemy przede wszystkim według funkcji, które spełniają.
Funkcje
Tworząc bazę danych nie podzielimy pomieszczeń według pięter ich występowania, a według funkcji, które dzielą cały budynek logicznie. Spytasz, dlaczego? Po prostu na etapie tworzenia tych informacji szkic przeważnie jeszcze nie istnieje. Ponadto, takie grupowanie pozwala na kontrolę nad powierzchnią projektowanych pomieszczeń spełniających daną funkcję.
Załóżmy, że projektujemy szkołę o możliwościach “obsługi” 3000 uczniów rocznie. Na początku wybieramy funkcje, które mają się w niej znaleźć:
- kantyna,
- biblioteka,
- administracja,
- sala gimnastyczna, etc.
W tym momencie możemy określić ile powierzchni przeznaczamy na każdą z nich. Dzięki temu, przy rozwoju projektu i kreowaniu pomieszczeń mamy kontrolę odnośnie wstępnych wymagań powierzchniowych.
Pomieszczenia
Następnie, tworzymy pomieszczenia w każdym z działów. W dziale administracji jest to np. sekretariat, biuro dyrektora i pokoje nauczycielskie. Mimo tego, że fizycznie mogą znajdować się w zupełnie różnych miejscach w projekcie to tworzą one logiczną zależność pomieszczeń spełniających tę samą funkcję. Projekt zaczyna rosnąć, a działy oprócz zaplanowanej powierzchni otrzymują także sumę zaprogramowanej powierzchni pomieszczeń – pojawiają się pierwsze dane do kontroli wymagań.
Karty pomieszczeń
Każdy z pokojów w projekcie ma swoje właściwości i wymagania stawiane przez Inwestora. Np. Sala lekcyjna powinna mieć 75 m2, okna wzdłuż jednej ze ścian, dźwiękoszczelność na poziomie 44 dB, a minimalna ilość świeżego powietrza na osobę to 26 m3/h. Tworzymy w ten sposób kartę pomieszczenia, wg której projektanci będą modelować obiekty a wykonawcy budować. Dzięki przypisaniu konkretnych wymagań do pomieszczeń (często pochodzących z przepisów budowlanych) znacznie ułatwia to dalsze projektowanie i minimalizuję ryzyko pomyłek lub niewłaściwej interpretacji.
Kategorie przedmiotów
Schodząc jeszcze poziom głębiej – w pomieszczeniach znajdować się będą także przedmioty, których inwestor wymaga w projekcie jako elementy projektu. Wspomniana już sala lekcyjna powinna mieć przedmioty z kategorii:
- Meble i Wyposażenie
- Elektryka i Automatyka
- Wentylacja i Ogrzewanie
- Drzwi i okna
- Wykończenie
Grupuje się w ten sposób przedmioty według dyscyplin. Dzięki temu, np. elektryk nie musi przeglądać całej dostępnej listy przedmiotów, żeby znaleźć te, które są wymagane do zaprojektowania lub zamontowania.
Przedmioty
Każda z wymienionych powyżej kategorii zawiera fizyczne przedmioty, które mają swoje właściwości. Tutaj dopiero schodzimy na poziom, który można przedstawić w modelu za pomocą obiektów 3D. Przykładowo, fotel dentystyczny u szkolnego dentysty ma wymagania odnośnie:
- dopływu i odpływ wody,
- dostęp do prądu o zadanej mocy
- specyficzne mocowanie do podłoża i inne
To wszystko jest opisane na karcie przedmiotu oraz zamodelowane. Innym przykładem są drzwi, które składają się z konkretnych elementów: zamka, okuć, klamki, czytnika dostępu i siłownika. Tych podzespołów nie rysuje się w modelu. Jednocześnie można elementy umieścić bazie danych bez obciążania jej i w ten sposób zarządzać zestawieniami drzwi i okien.
Wystąpienia (ang. instances, occurrences)
Kolejno przechodzimy do wystąpień, czyli ilości i rodzaju tych przedmiotów w danym pomieszczeniu. Dla naszej klasy, wystąpienia w każdej z kategorii przedmiotów mogą być:
- Wyposażenie i meble: 1 tablica, 21 biurek, 21 krzeseł
- Wentylacja i ogrzewanie: 6 nawiewników
- Elektryka: 18 wyjść elektrycznych, 10 wypustów oświetleniowych
- Wykończenie: podłoga z linoleum 75m2, ściany malowane białą farbą 90m2
Produkty
Idąc dalej, każde wystąpienie przedmiotu to konkretny produkt. 20 biurek dla uczniów może być model Skarsta firmy Ikea, ale biurko dla nauczyciela jest modelu Bekant. Każdy z tych produktów powinien posiadać kartę materiałową/produktową, którą można następnie przypisać do wystąpienia przedmiotu na projekcie i następnie używać w fazie zarządzania obiektem (Facility Management).
Jak widać na przedstawionej grafice, informacje zaczynamy modelować od ogółu (budynek) i schodzimy z detalami coraz niżej aż do konkretnych produktów. W bazie danych można zejść do poziomu śrubek i gwintów, ale tak samo jak w modelowaniu – trzeba określić wystarczający poziom informacji (przeczytaj więcej o LOI) i skończyć w miejscu, w którym więcej informacji nie przyniesie większego pożytku zamawiającemu.
3. Przykład struktury projektu szpitala
Podaną przeze mnie logikę podziału można odzwierciedlić w programie. Do poniższej prezentacji użyłem programu dRofus a informacje przedstawione w bazie danych to wycinek projektu szpitala.
Na zrzucie ekranu poniżej widać grupowanie projektu po działach. Po wybraniu jednego (oddział dentystyczny) ukazują nam się pomieszczenia do niego przypisane wraz z podstawowymi informacjami oraz panel informacyjny o całym dziale.
Na zaawansowanym etapie procesu, gdy już zaczniemy modelować możemy zaznaczać występowanie pomieszczeń z danej funkcji w modelu. W wybranym poniżej dziale widać wyraźnie, że pomieszczenia nie leżą obok siebie:
Po otworzeniu pokoju z listy wyżej, program odsyła do kolejnych tablic: karty pomieszczenia (gdzie możemy opisać wymagania stawiane przez Zleceniodawcę) oraz kategorii przedmiotów, które mają znajdować się w danym pomieszczeniu:
W każdej kategorii znajdują się przedmioty oraz ich wystąpienia w danym pomieszczeniu. Po otwarciu przedmiotu wyświetla nam się kolejna tablica z opisem właściwości danego przedmiotu:
A także dokumentację produktową:
4. Jakie korzyści przynosi takie przedstawienie danych?
Jakie są w takim razie korzyści z takiego sposobu przedstawienia danych? Do najważniejszych możemy zaliczyć:
- Informacje o całych działach mamy w zasięgu ręki: ilości pomieszczeń, kategorii przedmiotów a nawet sumarycznego zestawienia przedmiotów w danym dziale budynku.
- Możliwość planowania powierzchni funkcji zarówno top-down (definiując powierzchnie funkcji a następnie kreując pomieszczenia) albo bottom up (kreując pomieszczenia o zadanej wielkości i patrzenie na sumę powierzchni pomieszczeń danej funkcji)
- Dane są umieszczone w tablicach ze sobą powiązanych. Można z nimi przejść od ogółu do szczegółu (od pokoju do wystąpienia konkretnego produktu w pomieszczeniu) lub na odwrót
- Dane są uszczegóławiane wraz z rozwojem projektu w prosty sposób (za pomocą dodatkowych metadanych).
Data Driven Design w swoim podejściu różni się w kilku zasadniczych kwestiach z projektowaniem opartym o model. Nie tylko procesy są tu różne ale też podejście do zarządzania i grupowania danych. To wszystko pomaga w zarządzaniu informacjami, gdy w późniejszej fazie projektu zrobi się ich naprawdę dużo. I to właśnie o tym będzie w kolejnym wpisie.
Sprawdź pozostałe artykuły dotyczące procesu Data-Driven Design:
CZĘŚĆ 1 – Data-Driven Design wyjaśniony w jednym poradniku
CZĘŚĆ 2 – Jak przedstawić informacje o budynku w bazie danych?
CZĘŚĆ 3 – Planowanie inwestycji – jak przedstawić wymagania?
