Haku

BIM – Hyödyt ja trendit

Katsaus tietomallinnuksen toteutukseen vaikuttaviin tekijöihin ja rakennusalan BIM-trendeihin

Miksi BIMiä pitäisi käyttää?

Tietomallinnus tehostaa rakennusprosessia, vähentää rakentamisen aikana muodostuvan jätteen määrää sekä parantaa rakennusten laatua ja tehokkuutta.

Monilla kehittyneillä teollisuudenaloilla on omaksuttu ”fail fast” ‑toimintatapa. Konsepti tarkoittaa uusien asioiden kokeilemista nopeasti siitäkin huolimatta, että ensimmäinen yritys voi epäonnistua. Siitä päästään kuitenkin aina seuraavaan yritykseen ja mahdolliseen onnistumiseen. Rakentamisessa työskennellään konkreettisten materiaalien kanssa ja panokset ovat suuria, joten konsepti toimii ainoastaan digitaalisessa ympäristössä. Rakennusprojekteissa suunnitteluvaihe, ennen kuin yhdenkään kaivinkoneen kauha uppoaa maahan, on ainoa mahdollisuus ”epäonnistua nopeasti”. Tiilellä ja laastilla ei voi kokeilla, jos haluaa pärjätä taloudellisten paineiden, lyhyiden määräaikojen, suurten ja hajautuneiden tiimien ja valtavan lainanoton leimaamalla rakennusalalla.

Kun käytetään perinteisiä rakennusmenetelmiä, joissa tiimit siirtyvät hankkeen vaiheesta toiseen, tietoa häviää aina jonkin verran eri vaiheiden välillä. Tietomallinnuksessa tiedot kootaan digitaalisesti, joten niitä voi käyttää tarpeen tullen kuka tahansa missä tahansa. BIM-menetelmien käyttöönotto merkitsee jatkuvan tiedonkulun muodostamista. Rakennusprosessin jokainen vaihe varhaisesta suunnittelusta rakentamiseen, käyttöön, kunnossapitoon ja lopulta purettujen materiaalien kierrätykseen tallennetaan digitaalisesti. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia entistä parempaan tehokkuuteen, tarkkuuteen sekä yhteistyöhön rakentamisen osapuolten välillä. Elämme automaation aikakautta. Jokainen liiketoimintaprosessi on digitalisoitu, ja jokaisen päätöksen taustalla hyödynnetään dataa. Maailman talousfoorumi on nimennyt ilmiön ”neljänneksi teolliseksi vallankumoukseksi”, jossa toisiinsa yhdistetyt ja tietoja hyödyntävät koneet mullistavat prosesseja kaikilla aloilla.

LVIS-laitevalmistajilla on ratkaiseva rooli tietomallinnuksen edistämisessä. Laitevalmistajat voivat tarjota suunnittelijoiden käyttöön tuotekonfiguraattoreita ja plugineita, joiden avulla konfiguroidut tuotteet voidaan helposti lisätä suunitteluohjelmaan. Tämä nopeuttaa suunnittelua erityisesti monimutkaisten tuotteiden osalta. Tämä integraatio lisää myös tarkkuutta ja tehokkuutta rakennusvaiheessa.

building process with bim

Miksi BIM on tärkeää?

Kun suunnittelu, analyysi ja dokumentaatio yhdistetään dynaamisesti BIM-työnkulkuun, suurin osa rakennus­hankkeen suunnittelu­työstä siirtyy kaavion punaisen viivan osoittamalla tavalla varhaisempaan vaiheeseen. Suunnittelu­vaiheessa hankkeen kannattavuuteen voidaan edelleen vaikuttaa merkittävästi ja suunnittelu­muutosten tekeminen on edullista. Niinpä insinöörit voivat käyttää enemmän aikaa mahdollisten skenaarioiden arviointiin suunnitelman optimoimiseksi ja vähemmän aikaa rakennus­asiakirjojen laatimiseen.

Miksi BIM kannattaa ottaa käyttöön?

  1. Suunnittelutietojen nopean jakamisen ansiosta erilaisiin skenaarioihin voidaan tutustua nopeammin, mikä puolestaan mahdollistaa useammat arkkitehtuuri- ja rakennejärjestelmien sekä teknisten järjestelmien iteraatiot ja johtaa rakennusten entistä tarkempaan, optimoituun suunnitteluun.
  2. Kaikki piirustukset voidaan koota yhdeksi kattavaksi 3D-malliksi, mikä ehkäisee tietojen menetystä ja mahdollistaa perustellut tietoon perustuvat päätökset.
  3. Ilmanvaihto-, lämmitys- ja putkistojärjestelmien tarvittavat tekniset laskelmat voidaan toteuttaa nopeasti ja helposti.
  4. Kaikki energialaskelmien toteuttamiseen tarvittavat geometriset ja tilatiedot voidaan tuottaa suoraan mallista.
  5. Ympäristövaatimusten noudattamisen varmistaminen on helpompaa, ja parantunut tehokkuus auttaa alentamaan rakennuksen elinkaaren aikaisia kustannuksia.
  6. Kustannus- ja aikataulutietojen integrointi mahdollistaa kustannusten arvioinnin ja rakentamisen edistymisen reaaliaikaisen seurannan verkossa.
  7. Tarkat määrä- ja yksikköhintaluettelot voidaan tuottaa suoraan mallista.
  8. Hankintojen hallintaan tarvittavat tiedot voidaan tuoda suoraan mallista, mikä optimoi hankintaprosessin.
  9. Yksityiskohtainen malli sisältää kaikki geometriset ja tekniset tiedot LVIS-järjestelmien tarkkaa asennusta varten.
  10. Kun rakennus on valmis, mallin seuraava versio tarjoaa tietoa kiinteistöhallintaa varten ja mahdollistaa siten ehkäisevät huolto- ja korjaustoimenpiteet.

Tietomallinnusteknologian innovatiivinen käyttö

”Tietomallinnusteknologian innovatiivinen käyttö läpi projektin sekä hankkeen kaikkien osapuolten hyödyntämät yhteistyö- ja tiedonjakotyökalut mahdollistivat suunnitteluhankkeen optimoinnin ja siten tuottavuuden ja suunnittelulaadun parantamisen. Tämä ei olisi ollut mahdollista ilman työtä, joka tehtiin hankkeen tietojenhallintaprosessin jäsentämiseksi jo ennen varsinaisen suunnittelutyön aloittamista.”

Luca Serri, Founding Partner and Chief Executive, ATIproject. ATIproject hyödynsi tietomallinnusta Tanskan Odensen uuden yliopistollisen sairaalan suunnittelussa ja rakentamisessa.

Mitkä ovat BIM-teknologian hyödyt LVIS-suunnittelussa?

  1. BIM nykyaikaistaa tarjousmenettelyn perustamalla sen tarkkoihin luetteloihin rakennusmateriaalien laaduista ja määristä.
    Kun rakennuttajilla on käytettävissään BIM-malli, joka sisältää kattavan 3D-mallinnuksen kaikista rakenteista ja LVIS-järjestelmistä, tarjouksia voidaan arvioida tasapuolisesti kustannusriveittäin eritellyn määrälaskelman avulla. Tarjouksen kokonaishinta kuvastaa siten rakennusmateriaalien todellisia kustannuksia eikä arvioita.
  2. Tietomallinnus auttaa madaltamaan rakentamisen aikaisia hiilipäästöjä huomattavasti.
    Kestävä rakentaminen on nykyajan rakennuttajille tärkeää. Määrälaskelma, joka perustuu 2D-piirrosten sijaan kolmiulotteiseen tietomalliin, tarjoaa huomattavasti tarkempia tuloksia. Niinpä arkkitehtien ja rakennuttajien on helpompi määrittää tarvittavien rakennusmateriaalien tarkat määrät. Kun kyseinen arvio on tarkka, tarjouksia edeltävä kustannusarvio on lähempänä lopullista kustannusarviota ja materiaalia menee hukkaan huomattavasti vähemmän. Tarkalla määrälaskelmalla on suora vaikutus rakennusmateriaalien hankinnassa kuluvaan energiaan, resursseihin ja matka-aikaan, joten se johtaa huomattavasti alhaisempiin hiilipäästöihin.
  3. LVIS-järjestelmien optimointi suunnitteluvaiheessa vähentää sähkön ja veden kulutusta käytön aikana.
    Rakennukset koostuvat kokonaisuudessaan pääsiassa valmistetuista tuotteista. Kun tuotteiden valmistajien tekniset tiedot sisällytetään tietomalliin varhaisessa suunnitteluvaiheessa, LVIS-järjestelmien testaus ja suunnitelmien tarkastaminen käy helposti. Parantuneesta järjestelmätehokkuudesta on sidosryhmille hyötyä vielä pitkään sen jälkeenkin, kun itse rakentaminen on päättynyt.
  4. BIM parantaa rakennuksen käyttökokemusta.
    Rakennuksen tarkka tietomalli helpottaa palautteen saamista tärkeiltä sidosryhmiltä informatiivisten esikatselujen ja virtuaalisten tutustumiskäyntien avulla. Kun käyttäjien näkökulma otetaan huomioon jo suunnitteluvaiheessa, saadaan luotua toimivampia rakennuksia.
  5. BIM helpottaa viestintää rakentamisen aikana.
    Viestintä on sekä rakennushankkeen onnistumisen kannalta kriittinen tekijä että jatkuva haaste. BIM-teknologian avulla kaikkia muutoksia, kuten ajoituksia, aikatauluja, materiaalien saatavuutta sekä oikeita asiantuntijatiimejä, voidaan koordinoida digitaalisilla sovelluksilla ja mobiililaitteilla reaaliaikaisesti ja pitää näin kaikki sidosryhmät ajan tasalla. Lisäksi voidaan välttää tietojen häviäminen, kun kaikki osapuolet hyödyntävät samaa helppokäyttöistä ja ajantasaista digitaalista mallia. Uudet teknologiat, kuten BIM ja täydennetty todellisuus, voivat lisäksi helpottaa ennakoivia lähestymistapoja, jotka auttavat hallitsemaan rakennusprosessia ja rajoittamaan mahdollisia virheitä.
  6. Kustannusten hallinta
    Ohjelmistokehityksessä prototyyppiratkaisut luodaan ja testataan nopeasti vikojen selvittämiseksi mahdollisimman pian. Rakentamisen konkreettisessa maailmassa rakennuttajien on varmistettava, että alkuperäinen versio on suunnittelunsa puolesta mahdollisimman hyvä, sillä rakennuksesta ei voi tehdä toista versiota ilman kalliita korjauksia. Tietomallinnus voi auttaa välttämään työmaalla ilmaantuvia ongelmia, jotka nostavat kustannukset usein hallitsemattoman suuriksi. Tietomallin ansiosta rakennuksen ensimmäistä versiota voidaan tarkastella, testata ja kehittää edelleen. Suunnitelmaa voidaan toistaa ja kehittää monta kertaa. Prosessin myötä jokainen toisto on edellistä parempi, mikä johtaa huomattavasti toimivampaan rakennukseen siinä vaiheessa, kun rakentaminen alkaa.
  7. BIM mahdollistaa ennakoivan huollon.
    Tietomallinnus auttaa rakennuttajia saavuttamaan ennakoivan huollon tason, joka tarkoittaa suunnittelemattomien keskeytysten vähentämistä huolellisella huoltojaksojen suunnittelulla. Tämä tuo tarkkuutta kiinteistöhallinnan budjetointiin. Kiinteistöhallinta ei joudu kohtaamaan ikäviä yllätyksiä, kuten odottamattomia laitemuutoksia, sillä tietomallia käytettäessä nämä tapahtumat voidaan ennakoida. Kun useiden rakennusten tietomalleja analysoidaan yhdessä, rakennuttaja voi lisäksi määrittää huoltojaksot rakennusten suurille ja pienille järjestelmille sekä vertailla omaan kiinteistökokonaisuuteensa kuuluvia rakennuksia ja tiloja.
  8. BIM laskee rakennusten elinkaarikustannuksia.
    Tietomallin käyttö kiinteistöhallinnassa on kasvanut rakennuttajien huomattua, että sen avulla voidaan madaltaa pitkän aikavälin kustannuksia. Jäävuorihypoteesin mukaan vain yksi prosentti rakennuksen elinkaarikustannuksista kuluu suunnitteluun ja peräti 70 prosenttia rakennuksen ylläpitoon. Jos rakennuttajat siirtävät osan pääomamenoista tietomallinnukseen ja suunnitteluun, ylläpitoon kuluvaa 70:tä prosenttia kustannuksista voitaisiin pienentää huomattavasti.
  9. BIM mahdollistaa rakennusten ja kiinteistöjen hallintajärjestelmät.
    Anturien laajalle levinnyt käyttö rakennuksissa on tasoittanut tietä älykkäille rakennuksille. Älykkäät rakennukset tuottavat tietoa rakennuksen käytöstä, mutta huomaavat myös, jos jotakin menee vikaan. Esimerkiksi putkijärjestelmän vuotaessa, rakenteissa oleva kosteus voidaan havaita, ennen kuin se aiheuttaa hometta ja siihen liittyviä terveysongelmia. Rakennuksen yksityiskohtaiset tiedot voidaan yhdistää suoraan rakennuksen hallintajärjestelmiin. Rakennuttajan näkökulmasta tietomalli sisältää arvokasta tietoa rakennuksen järjestelmistä. Rakennuttaja voi esimerkiksi tarkastella LVI-järjestelmän osa-aluetta nähdäkseen sen asennuspäivämäärän, asentajan, suoritetut huollot ja takuutiedot. Rakennuksen komponenteista helposti saatavilla oleva tieto edistää hyviä suhteita rakennuttajan ja urakoitsijoiden, huoltoliikkeiden ja muiden kumppanien välillä.

Yhdeksän uutta rakennus­teollisuuden trendiä, jotka ovat seurausta tietomallinnuksen yleistymisestä

    1. Digitaaliset kaksoset
      Digitaaliset kaksoset tekevät pikkuhiljaa tietään myös rakentamisen maailmaan. Digitaalinen kaksonen on rakennuksen virtuaalinen malli, joka kerää rakennuksesta reaalimaailman tietoa anturien, lennokkien ja muun langattoman teknologian avulla. ”Kaksonen” oppii jatkuvasti ja hyödyntää useita lähteitä, joita ovat muun muassa kehittynyt analytiikka, koneoppimisalgoritmit ja tekoäly (AI), hankkiakseen arvokkaita tietoja valmiin tai käynnissä olevan hankkeen onnistumisesta, toiminnasta tai kannattavuudesta. Tulevaisuudessa graafiset tietomallit syöttävät kiinteistöhallinnan ympäristöön tietoja, kuten energiankäyttöä koskevaa tietoa, huoltopyyntöjä ja ehkäiseviä huoltotoimenpiteitä. Teknologian tuleva potentiaali liittyy tietomallien yhdistämiseen kiinteistöhallintaan kokonaisten kaupunkien, eikä vain rakennusten tasolla.
    2. Tekoäly
      Tietomalli kerää suuret määrät tietoa rakennuksen suunnittelun ja rakentamisen aikana. Aikaisemmista hankkeista kerätyt tiedot auttavat välttämään virheitä tulevaisuudessa sekä parantamaan suunnittelu- ja rakennusprosessia. Tämä tietomäärä on kuitenkin liian suuri ihmisten käsiteltäväksi. Tekoälyavusteinen tietomallinnus on trendi, jossa tätä aiemmin kerättyä tietoa hyödynnetään tietojenkäsittelyajan lyhentämiseksi ja rakennusprosessin tehostamiseksi. Tekoälyn avulla BIM-ohjelmistot voivat tunnistaa kaavamaisuuksia aiemmissa projekteissa ja tämän myötä tehdä itsenäisiä päätöksiä suunnittelu- ja rakennusprosessien automatisoimiseksi ja parantamiseksi.
    3. Digitaaliset mallit oikeudellisina asiakirjoina
      Tietomallit saattavat pian saada saman virallisen aseman kuin mikä PDF-asiakirjoilla on ollut 2D-dokumentaatiossa. Jos tietomallit tunnustetaan ja standardoidaan oikeudellisesti sitoviksi rakennusasiakirjoiksi, kuten paperiset suunnitelmat, tietomallinnus lähestyy asemaa rakennushankkeiden yleisenä käytäntönä.
    4. Helposti pilvipalveluissa saatavilla olevat tietomallit
      Pilvipalvelut yksinkertaistavat rakennushankkeita. Sen sijaan, että eri osapuolet lähettäisivät toisilleen päivitetyt mallit tiettyinä väliaikoina, jolloin yhdelle osapuolelle selviäisi jälkikäteen esimerkiksi, että hänen työstämänsä seinä onkin siirretty, kaikki voivat työskennellä samassa mallissa reaaliaikaisesti. Kaikilla on pääsy ajantasaisiin tietoihin ja he voivat olla varmoja niiden oikeellisuudesta, joten työ saadaan valmiiksi nopeammin.
    5. Robotit saapuvat rakennustyömaille
      Lähitulevaisuudessa on yhä yleisempää nähdä rakennustyömailla robotteja, jotka käyttävät tietomalleja rakennustehtävien suorittamiseksi paikan päällä. Tällä hetkellä vain pieni osa kaikista teollisuusroboteista päätyy rakennusalalle, ja niistäkin useimpia käytetään osien ja rakenteiden esivalmistuksessa. Useat yritykset työskentelevät kuitenkin paraikaa kehittääkseen liikkuvia robotteja rakennusteollisuuteen.
    6. 3D-tulostus talonrakennuksessa
      Kaikkialla maailmassa yritetään rakentaa taloja 3D-tulostimien avulla. Kalifornialaiset tutkijat ovat onnistuneet tulostamaan ja rakentamaan talon kyseisen tekniikan avulla yhden vuorokauden aikana. Kiinassa kokeilut on viety vielä pidemmälle, ja eräässä tehtaassa onkin tuotettu peräti kymmenen taloa 3D-tulostimella yhden päivän aikana. Rakennuksiin käytettävä materiaali koostuu kierrätetystä rakennusmateriaalista, teollisuuden ylijäämämateriaalista sekä sementistä. Tällaisia kokeiluja tehdään myös Euroopassa. 3D-tulostuksen hyötyihin kuuluvat pienempi materiaalihävikki ja parantunut kierrätys. Lisäksi tekniikka mahdollistaa suuremman arkkitehtonisen vapauden, sillä 3D-tulostimet selviävät kaarevista muodoista, joita on käsin vaikeampi toteuttaa.
    7. Esivalmistus
      BIM-teknologian kehittymisen myötä esivalmistus ja moduulirakentaminen ovat jälleen nouseva trendi ja yhä tarkempia ja yksityiskohtaisempia rakennuskomponentteja voidaan valmistaa työmaan ulkopuolella. Modulaarinen ja esivalmisteita hyödyntävä rakentaminen voi lyhentää rakennushankkeeseen kuluvaa aikaa ja parantaa sen tehokkuutta, sillä esivalmistetut komponentit voidaan rakentaa optimaalisissa tehdasolosuhteissa eikä rakennusyritysten tarvitse huolehtia työmaan rajoittavista tekijöistä, kuten säästä tai auringonvalosta.
    8. Kestävä rakentaminen
      Yksi selkeä trendi on kehityksen siirtyminen yhä enemmän energiatehokkaiden, kestävien rakennusten suuntaan. Käytössä on myös useita, eri asioita painottavia kestävän rakentamisen sertifikaatteja, kuten LEED, BREEAM ja GreenBuilding, ja digitalisaatio voi osaltaan edistää kestävän rakentamisen helpottumista. Ympäristövaikutusten laskentatyökaluilla voidaan tuottaa rakennusten elinkaarianalyysejä, laskea eri rakennusten ympäristövaikutukset ja auttaa määrittämään tapoja, joilla yritykset voivat pienentää päästöjään materiaalivalintoja tai tuotantomenetelmiä muokkaamalla.

      MagiCAD Laitevalmistajapalvelut tukee talotekniikan alan laitevalmistajia myös kestävän kehityksen saralla. Kun LVI-suunnittelussa korostetaan entistä enemmän ympäristövaikutusten arviointia, on tärkeää integroida komponenttien ympäristötiedot BIM-objekteihin. Tästä syystä parannamme MagiCAD Cloudia lisäämällä sinne ympäristötietoja teknisten ominaisuuksien rinnalle. Suunnittelijat arvostavat valmistajia, jotka ovat kestävän kehityksen edelläkävijöitä.

    9. VR/AR/MR
      Virtuaalitodellisuuden (Virtual Reality, VR) käyttö rakennushankkeissa on yhä yleisempää. Nykyään on esimerkiksi mahdollista tehdä VR-kierros virtuaalisessa rakennuksessa ja nähdä, miltä se näyttää rakennustöiden valmistuttua. Virtuaalitodellisuuden avulla hankkeesta voidaan tarjota selkeämpi käsitys niin rakentajille, päätöksentekijöille kuin asukkaillekin. Teknologia leviää tulevaisuudessa voimakkaasti, ja toiminto tulee sisältymään myös matkapuhelimiin.

      Lisätty todellisuus (Augmented Reality, AR) tarkoittaa digitaalisen tiedon lisäämistä ympäröivään todelliseen maailmaan. Sitä käytetään rakentamisessa lukuisilla tavoilla. AR-teknologiaa voidaan käyttää esimerkiksi asennusten kuvaamiseen olemassa olevissa rakennuksissa, kuten osoittamaan putken kulku katon tai seinän läpi.

      Yhdistetty todellisuus (Mixed Reality, MR) on yhdistelmä virtuaalitodellisuutta ja lisättyä todellisuutta. Tämä tarkoittaa, että kyseessä oleva virtuaalinen kohde on ankkuroitu todellisuuteen niin hyvin, että se vaikuttaa olevan osa reaalimaailmaa – aivan kuin hologrammi. Teknologian avulla rakennuttaja voi mennä työmaalle, laittaa lasit päähänsä ja nähdä toistaiseksi keskeneräisen rakennuksen kokonaisuudessaan. Yhdistetyn todellisuuden avulla saa näkyviin, miten pienet muutokset vaikuttaisivat lopputulokseen, ja tarkentaa näkymää yksityiskohtiin. Sen myötä on jopa mahdollista kokea talo sisäpuolelta ennen rakentamisen valmistumista, nähdä näkymä eri ikkunoista, kokeilla seinän liikuttamisen vaikutusta huoneen tunnelmaan tai tarkastella seinän poikkileikkausta. Tällä teknologialla on merkitystä myös asennusteollisuudelle.

Tehokasta tiedonsiirtoa

Tietomallinnuksella (BIM) on menetelmänä luonnollisesti useita eri vaikutuksia rakennusteollisuuteen, mutta uskon, että lopulta kaikki riippuu rakennushankkeen kunkin osapuolen kyvystä päästä käsiksi ja käyttää kaikkia tarvitsemiaan hanketta koskevia tietoja hankkeen kaikissa vaiheissa ilman tarpeetonta päällekkäisyyttä ja toistuvaan työhön kuluvaa aikaa. Tämä edellyttää tietenkin tehokasta tietojen vaihtoa hankkeen osapuolten välillä muodossa, jossa kaikki pääsevät tietoihin käsiksi ja voivat käyttää niitä vaiheesta toiseen.
Jan Behrens, Head of Project Support, Lindab