Detekcja kolizji jest kluczowym elementem zapewniającym jakość modeli BIM. W niektórych przypadkach jest to obowiązkowe zgodnie z Brazylijskim Dekretem Federalnym 10.306 (2020) od 2021 roku.
Aby zapewnić wysoką jakość modeli BIM w projektach inżynieryjnych, ważne jest zaplanowanie procedur przed rozpoczęciem projektu. Pozwala to na skorzystanie z korzyści wynikających z zastosowania metodologii BIM w budownictwie.
Jedną ze skutecznych praktyk jest wykorzystanie macierzy kolizji.
Macierz ta umożliwia:
- standaryzację analiz,
- ułatwienie porównań, oceny wydajności i podejmowania decyzji.
Bardzo ważne jest opracowanie metod rozwoju modeli BIM, które obejmują odpowiednie rozwiązania inżynieryjne i są zgodne z Planem Wykonawczym BIM-BEP, pod względem informacji graficznych i niegraficznych.
Artykuł przedstawia sugerowane zasady klasyfikacji i zatwierdzania kolizji przy użyciu macierzy kolizji w projektach BIM.
Struktura artykułu jest następująca:
a) Czym jest zapewnienia jakości modeli BIM;
b) Tworzenie i wdrożenie macierzy kolizji;
c) Użycie macierzy w trakcie realizacji projektu;
d) Sugestie dotyczące zasad klasyfikacji i zatwierdzania kolizji przy użyciu macierzy kolizji w projektach BIM.
2. Rozwój macierzy kolizji
2.1 Czym jest zapewnienie jakości modeli BIM
Weryfikacja jakości polega na sprawdzeniu dokładności informacji w modelu BIM.
Aby określić dokładność informacji, musi być porównana z wytycznymi, określonymi w Planie Wykonawczym BIM.
Dlatego należy opracować i wdrożyć strategie, aby zapewnić, że modele BIM spełniają predefiniowane zasady zarówno dla właściwości graficznych, jak i niegraficznych.
Jeśli chodzi o niespójności geometryczne, można zidentyfikować:
– Zgodność z punktem bazowym projektu.
– Konflikty między komponentami geometrycznymi.
– Duplikaty obiektów modelu.
– Niezgodność z określonym poziomem szczegółowości.
– Komponenty umieszczone na nieprawidłowych poziomach.
– Elementy modelowane w nieprawidłowych branżach.
– Rozwiązania modelowe, które odbiegają od rzeczywistych rozwiązań inżynieryjnych.
– Niezgodne poziomy i osie w odniesieniu do Planu Wykonawczego BIM,
– i wiele innych.
–
Jeśli chodzi o niespójności informacyjne, można wymienić następujące:
– Niewłaściwe informacje georeferencyjne w modelu.
– Obiekty o nieprawidłowych lub ogólnych klasach IFC.
– Nieprzestrzeganie Systemu Klasyfikacji Informacji.
– Niezgodność z określonym poziomem informacji.
– Nieodpowiednie wstawianie parametrów modelu.
– Nieprawidłowe połączenia projektowe.
Na podstawie mojego praktycznego doświadczenia stwierdzam, że najtrudniejsze niespójności do kontrolowania to konflikty między komponentami geometrycznymi ze względu na ich wysoką częstotliwość i konieczność dokonywania założeń.
W Brazylii, od 2021 roku, korzystanie z wykrywania kolizji jest obowiązkowe w umowach na projekty inżynieryjne dotyczące Administracji Publicznej Federalnej, zgodnie z brazylijskim dekretem federalnym 10.306 (2020).
Aby zapewnić, że generowane raporty kolizji z procesu ich wykrywania przynoszą rzeczywiste korzyści dla budownictwa, konieczne jest dobrze zaprojektowane procesy.
W tym kontekście, opracowanie macierzy kolizji staje się kluczowym narzędziem.
2.2) Jak stworzyć macierz kolizji
Macierz konfliktów to tabela, która pokazuje przecięcia między dyscyplinami, umożliwiając określenie kolejności wykrywania interferencji (konfliktów).
Na początku ustalana jest hierarchia elastyczności między branżami. Branże na niższych poziomach piramidy mają mniejszy potencjał elastyczności, podczas gdy te bliżej szczytu mają większy potencjał.
Pierwszym krokiem jest określenie priorytetu elastyczności między branżami projektowymi.
Poniżej znajduje się przykład macierzy konfliktów dla projektów budowlanych (Rysunek 2).
Z rysunku wynika:
Na dolnym poziomie piramidy mamy dyscypliny o najmniejszej elastyczności, a w miarę poruszania się w górę, potencjał elastyczności rośnie.
Przykładowo, jeśli występuje konflikt między branżą architektury, konstrukcji i systemów mechanicznych (wentylacji), branżą, którą należy przeprojektować -> są systemy wentylacyjne.
To zależy od czynników takich jak koszt i wysiłek wymagany do wprowadzenia zmiany. Jednak jeśli wystąpi konflikt między systemami wentylacyjnymi, a systemami hydro-sanitarnymi, to wtedy systemy hydro-sanitarne powinny się dostosować.
Jest to spowodowane tym, że systemy mechaniczne zazwyczaj mają większe gabaryty, co może powodować ograniczenia przestrzenne i większe skutki przy zmianie.
Po utworzeniu piramidy należy konsekwentnie uwzględniać kolejność, w jakiej odbędzie się sprawdzenie w celu wykrycia konfliktów między branżami.
Dla projektów budowlanych macierz może wyglądać tak:
Nazwy branż projektu znajdują się w kolumnach i wierszach.
W pierwszej analizie bierzemy pod uwagę dziedziny architektury i konstrukcji (kolumna 2).
Druga analiza dotyczy kolumny 3, czyli architektury, konstrukcji i systemów mechanicznych. Przebiega ona w następujący sposób:
-Porównanie architektury z systemami mechanicznymi
-Porównanie konstrukcji z systemami mechanicznymi
Możemy teraz wykorzystać program do koordynacji- Navisworks, aby przeprowadzić sprawdzenie:
Test 1: Architektura x Systemy mechaniczne,
następnie
Test 2: Konstrukcje i Systemy mechaniczne.
Dodatkowo, w obrębie poszczególnych dyscyplin można przeprowadzać konkretne analizy.
Na przykład, można uszczegółowić kolumnę 3, jak pokazano poniżej:
2.3) Jak korzystać z macierzy kolizji podczas rozwoju projektu
Kiedy już zrozumiemy, czym jest macierz kolizji i jak ją tworzyć, ważne jest stworzyć metody i procesy, aby zapewnić jej właściwe wykorzystanie podczas rozwoju projektu
Macierz powinno być stworzona i wdrożona przez osobę przypisaną w Planie Wykonawczym BIM (zazwyczaj koordynator BIM), a spotkania powinny odbywać się z ustalonymi zasadami, aby zwiększyć jej użyteczność przy omawianiu wyników kolizji.
Po pierwsze, ważne jest zdefiniowanie kamieni milowych dotyczących otrzymywania modeli. Modele zostaną wysłane przez liderów dyscyplin i odebrane przez koordynatora BIM.
Koordynator BIM będzie odpowiedzialny za odbieranie modeli, przeprowadzanie różnych sprawdzeń zarówno geometrycznych, jak i informacji, oraz prowadzenie spotkań koordynacji BIM w celu omówienia wyników sprawdzenia.
Koordynator BIM powinien mieć spersonalizowaną i standaryzowaną listę kontrolną w celu wykrywania niezgodności.
Podczas spotkań powinny odbywać się dyskusje dotyczące prezentowanej kolizji z odpowiedzialnymi stronami zaangażowanymi w problem.
Ważne jest również zdefiniowanie zasad zatwierdzania zidentyfikowanych kolizji. Na przykład, interferencja, w której rynna deszczowa przecina płytę betonową, niekoniecznie musi być uważana za interferencję.
Pytanie w takich przypadkach brzmi:
Czy płyta zostanie najpierw zbudowana, a następnie wiercona dziura?
Inną sytuacją do rozważenia jest, czy instalacja parownika w dużym systemie mechanicznym przecinającym płytę powinna być uważana za kolizje.
W tym przypadku pytanie brzmi:
Czy wymiary elementu znacznie zmniejszają oszacowane zużycie betonu dla płyty, której należy dokonać pomiaru?
Dlatego prawdopodobne jest, że w modelach będą musiały zostać wiercone otwory, ponieważ element konstrukcyjny prawdopodobnie będzie musiał uwzględniać luki projektowe.
Wszystkie takie pytania powinny być ustandaryzowane i wcześniej zdefiniowane.
2.4 Klasyfikowanie i zatwierdzanie konfliktów za pomocą macierzy konfliktów
Poniżej przedstawię możliwe konflikty, które mogą wystąpić podczas procesu wykrywania kolizji. Określam kryteria i proponuję działania, które można przyjąć.
Pierwszy konflikt występuje między dyscyplinami strukturalnymi a systemami mechanicznymi.
Dyscyplina systemów mechanicznych często obejmuje elementy o znaczących wymiarach, co prowadzi do częstych konfliktów z elementami konstrukcyjnymi.
Zgodnie z rysunkiem 6, występuje konflikt między pionowym przewodem klimatyzacji a płytą.
W tym przypadku należy ocenić rozwiązanie do wdrożenia. Model można poprawić, lub obecna sytuacja może zostać zatwierdzona na podstawie wcześniej określonych kryteriów.
Ponieważ przewód ma znaczące wymiary, zmniejszenie elementu konstrukcyjnego, przez który przechodzi przewód, może zagrażać oszacowanej ilości, dlatego konieczne jest wykonanie otworów w modelu.
Innym ważnym aspektem jest to, że element konstrukcyjny musi pomieścić szczeliny na poziomie projektowym, ponieważ niezbędne jest zaprojektowanie wymaganych ram.
Możemy zatem zorganizować przypadki w następujący sposób:
a) Analizowane dyscypliny
b) Kolidujące elementy;
c) Proponowane rozwiązanie;
d) Decyzja.
Sytuacja 1 – Rys 6
a) Analizowane brane: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: Interferencja znaleziona: Płyta x Kanał klimatyzacji
c) Zapropowane rozwiązanie: Wiercenie otworów w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
Sytuacja 2 – Rysunek 7
a) Analizowane dyscypliny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Kolidujące elementy: Płyta x Kanał wentylacji
c) Zaproponowane rozwiązanie: zamodelować otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
Sytuacja 3 – Figura 8
a) Analizowane dziedziny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: Płyta x Kanał wentylacji
c) Proponowane rozwiązanie: Wywiercić otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem
Sytuacja 4 – Rysunek 9
a) Analizowane dziedziny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: Płyta x Kanał wentylacji
c) Proponowane rozwiązanie: Stworzyć otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
Sytuacja 5 – Rysunek 10
a) Analizowane dziedziny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: Płyta x Kanał wentylacji
c) Proponowane rozwiązanie: Stworzyć otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
Sytuacja 6 – Rysunek 11
a) Analizowane dziedziny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: Płyta x Kanał wentylacji
c) Proponowane rozwiązanie: Stworzyć otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
Sytuacja 7 – Rysunek 12
a) Analizowane dziedziny: a – Konstrukcje; b – Systemy mechaniczne
b) Elementy kolidujące: : Płyta x Kanał wentylacji
c) Proponowane rozwiązanie: Stworzyć otwory w modelu
d) Decyzja: Otwór w płycie powinien być zaplanowany z wyprzedzeniem,
3. Podsumowując
Odpowiednie wykorzystanie macierzy kolizji może przynieść wiele korzyści
Istotne jest ustalenie zasad dotyczących zatwierdzania i kategoryzowania kolizji już na starcie. Obecnie nie ma wielu publikacji na ten temat.
Dlatego ważne jest rozpoczęcie dyskusji i rozwijanie tego zagadnienia.
Należy zauważyć, że każdy projekt jest inny, a zasady, muszą być omówione i zdefiniowane wspólnie dla każdego konkretnego projektu.
Te zasady powinny zostać udokumentowane w Planie Wykonania BIM po podpisaniu umowy przed rozpoczęciem projektu.
4. Bibligrafia
- BSI. PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital & delivery phase of construction projects using BIM, London W4 4AL, British Standards Institution. 2013.
- BSI. BS 1192:2007, Collaborative production of architectural, engineering and construction information – Code of practice, London W4 4AL, British Standards Institution. 2007.
- BuildSMART. IFC Introduction. 2013 Available at: https://www.buildingsmart.org/about/what-is-openbim/ifc-introduction/accessed on April 20, 2019
- PENN STATE UNIVERSITY. BIM Project Execution Planning Guide. 3 Ed. Available at: https://www.bim.psu.edu/bim_pep_guide. Accessed on: April 2, 2021.
- REDING, A.; WILLIANS, J.; DAVIS, S. The New Zealand BIM Handbook: a guide to enabling BIM on built assets. 3 ed. New Zealand, 2019. Available at: Accessed on: April 2, 2021
- System Hierarchy and Clash matrix in BIM Coordination – BIM Corner – available at: https://bimcorner.com/system-hierarchy-and-clash-matrix-in-bim-coordination/
- H. Kulusjärvi, Common BIM Requirements 2012 – Series 6 Quality Assurance, buildingSMART Finland, 2012.
