Zastępca Kierownika Działu Projektowego Nikken Sekkei Tomohiko Yamanashi o możliwościach technologii BIM i doświadczeniach w ich wykorzystaniu w projektach biura: rezydencji House on the Water oraz budowie terminalu pasażerskiego nr 3 na Międzynarodowym Lotnisku Narita.
Nikken Sekkei, jedna z największych firm architektoniczno-budowlanych w Japonii i na świecie, jest konsekwentnym pionierem w stosowaniu i dystrybucji technologii BIM. Nikken Sekkei był jedną z pierwszych osób, które stosowały i rozpowszechniały technologie BIM - około pięć lat temu. Początkowo tylko po to, aby poprawić jakość projektu i zoptymalizować przepływ pracy, ale z zamiarem pewnego dnia całkowicie przejść na BIM. Biuro już dziś tworzy budynki, które bez BIM trudno byłoby zrealizować.
Innowacja możliwa dzięki BIM
Rozwój technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT) przyniósł poważne zmiany w niektórych obszarach architektury. Przemysł budowlany zaczął korzystać technologie addytywne, do których zalicza się rosnącą popularność druku 3D. W projektach Wooden Hall i Hoki Museum dane BIM były wykorzystywane przez cały proces produkcyjny, aż do zarządzania obrabiarkami.
W projektowaniu architektonicznym, dzięki ICT, możliwe jest teraz szersze wykorzystanie symulacje i modelowanie … Ponieważ metody te wymagają czasu i wysiłku, wcześniej miały sens tylko w przypadku dużych budynków i tylko kilka razy podczas procesu projektowania. W przypadku NBF Osaki Building (dawniej Sony City Osaki) BIM był wielokrotnie wykorzystywany do uzyskiwania opinii klientów na temat nieruchomości. A podczas tworzenia rezydencji „Na wodzie” modelowano przepływ powietrza, spadki temperatury itp. Takie podejście opłaca się nawet przy projektowaniu małych domów prywatnych.
Projektowanie wspomagane komputerowo dzięki ICT może stać się nową metodą, w której głównym zadaniem architekta jest opracowanie koncepcji lub algorytmu. Na przykład w Kawasaki Toshiba Building architekci stworzyli algorytm i ustalili liczbę krat na elewacji, a program obliczył ich lokalizację. Rezultatem jest złożony projekt i konstrukcja, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów projektowania.
Czwarty obszar zastosowań ICT jest zbliżony do koncepcji
"Internet przedmiotów" … Sam obiekt architektoniczny staje się urządzeniem cyfrowym. Czujniki są przymocowane do budynków, aby ostrzegać przed klęskami żywiołowymi. Takie czujniki mogą również służyć do zapewnienia bezpieczeństwa poprzez rejestrowanie ruchu ludzi. Jest to jedna z technologii wykorzystywanych podczas przygotowań do Igrzysk Olimpijskich w Tokio 2020.
Innym przykładem jest wspomniany budynek NBF Osaki. Biopowłoka budulca blokuje działanie otaczającej go wyspy ciepła: wykrywając poziom ciepła i światła za pomocą czujników, cyrkuluje wodę i zamienia wodę deszczową w parę. Aby efektywnie wykorzystać niewielką ilość wody deszczowej, komputer monitoruje jej równomierne rozprowadzenie po całym budynku.
Dystrybucja BIM w Japonii
Obecnie Nikken Sekkei stosuje tylko dwie lub trzy z tych innowacji, ale wkrótce powszechną praktyką stanie się stosowanie wszystkich czterech w jednym budynku. Wymaga to dużej wspólnej platformy. Ponieważ ICT są oparte na informacjach cyfrowych, BIM jest odpowiednią platformą. Rysunki 2D nie są już wystarczająco dobrym źródłem informacji, podobnie jak ich zeskanowane wersje PDF. BIM w tym sensie jest absolutnie niezbędny.
W Japonii wdrażanie BIM przebiega powoli i ma ograniczone zastosowanie. W branży budowlanej uważa się, że system produkcyjny w obecnym stanie jest wystarczająco rozwinięty, aby wytwarzać architekturę wysokiej jakości. Głównie BIM jest używany przez projektantów lub generalnych wykonawców w celu poprawy wydajności i jakości pracy. Na tym poziomie trudno oczekiwać gwałtownego wzrostu.
Aby rozpowszechnianie technologii BIM przebiegało szybciej, klient musi zrozumieć wszystkie korzyści, jakie zapewniają. Na przykład, oprócz tego, co już zostało powiedziane, za pomocą technologii informacyjno-komunikacyjnych możliwe jest automatyczne kontrolowanie utraty energii, a tym samym zmniejszenie kosztów eksploatacji budynku.
Ważne jest również stworzenie środowiska, które umożliwia szybką i łatwą digitalizację informacji. Powinno to być wygodne środowisko, w którym każdy - projektant, wykonawca lub klient - może łatwo tworzyć dane do BIM i uzyskiwać natychmiastowe rezultaty. Kluczem do stworzenia takiego środowiska są potężne i wydajne rozwiązania BIM. Dlatego używamy ARCHICADa®.
ARCHICAD jest bardzo łatwy do nauczenia, ale poważnym produktem. Oprócz wysokiej wydajności oprogramowanie to ma również inną ważną zaletę: potężne wsparcie dla „OPEN BIM®-podejście . Oznacza to użycie uniwersalnego formatu plików IFC do organizowania interakcji między wszystkimi specjalistami zaangażowanymi w proces projektowania. „Dziś szczególnie ważne jest, aby firmy architektoniczne mogły współpracować i wymieniać informacje, niezależnie od używanego oprogramowania. Współpraca w dziedzinie transmisji danych jest niezbędna. Informacje nie powinny pozostać wyłączne dla jednej firmy, dlatego kluczowym dla nas wskaźnikiem jest jakość przesyłania danych z ARCHICADa do innych programów”- komentuje Yamanashi
przykład z praktyki:
Dom na wodzie
Rok: 2016
Oprogramowanie: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD, STREAM
On the Water Project to letni dom położony w spokojnej okolicy nad brzegiem jeziora Chuzenjiko w Nikko w prefekturze Tochigi. Dwupiętrowy budynek stoi tuż przy wodzie na zboczu opadającym siedem metrów od drogi prowadzącej do jeziora.
Odtworzenie środowiska projektu
Architekci chcieli podkreślić zaciszną atmosferę miejsca i stworzyć przestrzeń do obcowania z naturą. Ponieważ właściciele spodziewali się w swoim domu wielu gości, należało pomyśleć o reżimie termicznym. Ale koncepcja pojawiła się dopiero wtedy, gdy klient odrzucił stwierdzenie, że „nawet zimno może być przyjemne”. Wtedy architekci zdali sobie sprawę, że zimne powietrze jest integralną częścią tego miejsca, w przeciwieństwie do miasta, w którym otoczenie jest jednorodne i regulowane. Z tego pomysłu narodził się kształt budynku - poruszająca się spirala, po której gość czuje, że zmienia się nie tylko widok za oknem, ale także temperatura. Im bliżej wody, tym robi się zimniej.
Stworzenie tej różnorodności okazało się trudnym zadaniem. Aby go rozwiązać, potrzebne były szczegółowe badania i modelowanie przyszłego budynku już na wczesnym etapie projektowania. Jest to kosztowne i czasochłonne w przypadku domów prywatnych, ale ARCHICAD sprawił, że niemożliwe stało się możliwe. W firmie powstała specjalna grupa BIM, która niezwłocznie udostępniła model 3D w ARCHICADzie do dalszych badań.
„W ogóle nie mogłem sobie wyobrazić widoku jeziora na rysunkach 2D. Ale dodając otaczające góry i krajobraz do modelu BIM, ARCHICAD umożliwił spojrzenie na projekt tak, jakbyśmy byli w przyszłym budynku”- mówi jeden z autorów projektu, Satoshi Onda. Dzięki ARCHICAD-owi udało się określić najlepszą lokalizację budynku w terenie, skalę pomieszczeń oraz kształt i wielkość otworów okiennych.
Przewidywalne wyniki dzięki BIM
„Udało nam się wskazać, gdzie stanąć lub usiąść, aby zobaczyć górę Nantai z najlepszej możliwej perspektywy. Moglibyśmy przeanalizować wszystko, co wejdzie w panoramę okna - mówi szef działu projektowego Hajime Aoyagi. „Od samego początku modelowano nie tylko widok, ale także środowisko termiczne i wentylację - nic nie powstało przypadkowo”.
Model BIM przydał się również podczas spotkań z klientem i kontrahentami. „Ponieważ trudno było zrozumieć kształt budynku na podstawie samego planu piętra, zastosowaliśmy model 3D. Zarówno klient, jak i wykonawca od razu zrozumieli przestrzeń, łatwo było wytłumaczyć nasze zamierzenia projektowe. Myślę, że zaoszczędziło nam to wielu wyjazdów na plac budowy”.
przykład z praktyki:
Terminal pasażerski 3 na międzynarodowym lotnisku Narita
Rok: 2015
Oprogramowanie: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD
Terminal pasażerski nr 3 na międzynarodowym lotnisku Narita jest przeznaczony do obsługi tanich linii lotniczych. Przy niskim budżecie - półtora raza mniejszym niż zwykle wydaje się na taki budynek - konieczne było stworzenie funkcjonalnego i efektownego budynku.
Optymalizacja budżetu budowy
Ze względu na ograniczenia finansowe musieli od razu zrezygnować ze standardowych elementów lotniska: sufitu, atrium, chodników. Liczba wind również była ograniczona. W rezultacie pojawiły się problemy: pasażerowie będą musieli długo chodzić, trasy są zagmatwane, rury wentylacyjne są otwarte, a nawigacja jest trudna ze względu na brak atrium. Architekci postanowili zmienić podejście do standardów projektowania lotnisk i zaczęli zastanawiać się, jak zrekompensować brak standardowych elementów.
„Ponieważ pasażer musi chodzić przez długi czas, musimy znaleźć materiał, który uprzyjemni tę podróż. - mówi jeden z autorów projektu Yasumasa Motoe. „Na przykład gumowana powierzchnia podłogi”. W ten sposób pojawiły się „bieżnie”, które nie tylko zorientowały pasażerów, ale też dodały ducha całej przestrzeni.
Było wiele innych pomysłów, które ARCHICAD pomógł w wizualizacji i sprawdzeniu budżetu lub komfortu.
Struktury i systemy MEP w BIM
„Od samego początku planowaliśmy projekt, konstrukcję i instalacje jako całość, bez modelu BIM byłoby to trudne do osiągnięcia” - mówi architekt Wataru Tanaka. - Model okazał się szczególnie przydatny w rozwiązaniu problemu braku sufitu. Ukryliśmy wentylację wewnątrz belek stropowych i przymocowaliśmy znaki do belek. Mieliśmy model ARCHICADa, za pomocą którego analizowaliśmy sieci i konstrukcje inżynierskie - więc zdaliśmy sobie sprawę, że realizujemy pomysł”.
Motoe dodaje, że pomysłów było znacznie więcej, ale nawet te bardzo udane należało zignorować, jeśli nie spełniały wymagań budżetowych lub nie pomagały stworzyć odpowiedniej atmosfery dla pasażerów. Przy pomocy modelu BIM okazało się również, że sprawdzamy bezpieczeństwo budynku, wizualnie przedstawiamy go klientowi i wyjaśniamy inżynierom sieci, czego się od nich wymaga. „Kiedy przechodziliśmy przez ukończony budynek, wyglądał dokładnie tak, jak model 3D. Szczerze mówiąc, to niesamowite. Niemniej jednak brakuje mi magii zwykłych planów, które zamieniają się w trójwymiarowe budynki”.
***
O firmie Nikken Sekkei
Na przełomie XIX i XX wieku, kiedy modernizacja przejmowała umysły architektów, w Japonii zorganizowano małą firmę złożoną z dwudziestu dziewięciu myślących przyszłościowo architektów, projektantów i inżynierów, aby zbudować nową bibliotekę w Osace. Krytyczne uznanie ukończonego budynku zaowocowało kontynuacją działalności firmy. Obecnie firma zatrudnia ponad 2500 pracowników. Projekty zostały zrealizowane w czterdziestu krajach świata. Nikken Sekkei to największa - i dla wielu odnosząca największe sukcesy firma architektoniczna na świecie.
Podejście firmy do innowacji stało się legendarne. XX wieku powstał prototyp systemu weryfikacji projektu, który później przekształcił się w „innowację procesu projektowania”, mającą na celu wzmocnienie zbiorowego, kreatywnego myślenia. W 1964 roku Nikken Sekkei jako pierwsza firma w Japonii wykorzystała komputery w projektowaniu architektonicznym.
Projekty Nikken Sekkei wywarły ogromny wpływ na krajobraz miasta, zwłaszcza w regionie Pacyfiku, gdzie jego obecność jest najsilniej odczuwalna od początku XXI wieku. Od lat Nikken Sekkei aktywnie rozszerza swoją działalność, aby objąć szeroki zakres usług projektowych i budowlanych, od projektowania obiektów handlowych, przemysłowych i kulturalnych po planowanie polityki miejskiej i konceptualizację zielonych miast przyszłości.
