E-book details

Projektowanie w procesie BIM

Projektowanie w procesie BIM

Zbigniew Kacprzyk

Ebook

Od wielu lat na świecie promowana jest zmodyfikowana procedura prowadzenia przedsięwzięcia budowlanego. Tę zmodyfikowaną procedurę, uwzględniającą specyfikę budownictwa i wykorzystującą, do pewnego stopnia organizację z przemysłu maszynowego, nazywa się w skrócie BIM. Skrót BIM wprost tłumaczymy jako modelowanie informacji o budynku (ang. Building Information Modeling); pierwotnie ograniczał się on do modelu cyfrowego budynku. Z czasem BIM-em zaczęto nazywać nowy (zmodyfikowany) sposób prowadzenia inwestycji budowlanej w całym jej życiu od pomysłu do rozbiórki.
 
W prezentowanej książce promujemy szerokie i holistyczne podejście do BIM-u, w którym wykorzystuje się jednocześnie trzy elementy: model (lub modele) cyfrowe, procedury współpracy i wymiany (interoperacyjność) oraz kompetencje zespołów (ludzi). Model cyfrowy obiektu zawiera model geometryczny, informacje fizyczne o materiałach, informacje techniczne (aprobaty, cykle przeglądów itp.), harmonogramy, wyceny robot budowlanych, organizację placu budowy, harmonogramy dostaw materiałów, zarządzanie całym cyklem życia obiektu i wiele innych informacji wytwarzanych w czasie realizacji przedsięwzięcia.
 
Celem książki jest przybliżenie zagadnień BIM szczególnie na etapie przygotowania projektu. Podstawy teoretyczne pozwolą na lepsze zrozumienie systemów CAD wykorzystywanych w procesie BIM. W przypadku wykorzystania systemów obliczeniowych (CAE) brak podstaw teoretycznych jest po prostu niebezpieczny dla konstruktora.

Przedmowa 9

1. Informatyzacja budownictwa 13

1.1. Historia oprogramowania inżynierskiego 13

1.1.1. Obliczenia inżynierskie –CAE 13

1.1.2. Komputerowe wspomaganie rysunkui modelowania 15

1.1.3. Droga do modelu nD wprocesie BIM 18

1.2. Oprogramowanie AEC 21

2. Proces BIM 25

2.1. Wirtualny budynek 25

2.2. Idea BIM 29

2.2.1. BIM ewolucja 33

2.2.2. BIM bałagan 35

2.3. Definicje BIM 36

2.4. Wymiary BIM 39

2.4.1. BIM4D 39

2.4.2. BIM5D 40

2.4.3. BIM6D 42

2.4.4. BIM7D 42

2.5. BIM w projektowaniu 43

2.5.1. Projekt 3D,raporty i zestawienia 47

2.5.2. Dokładność projektu 48

2.6. Standardy open BIM 51

2.6.1. Standard IFC 53

2.6.2. Standard IDM 58

2.6.3. Standard MVD 60

2.6.4. Standard BCF 61

2.6.5. Standard bSDD 62

2.7. Inne pojęcia procesu BIM 63

2.7.1. CDE 63

2.7.2. COBie 64

2.7.3. xBIM 65

2.7.4. BIMx 65

2.7.5. BEP 66

2.7.6. IPD 67

2.7.7. gb XML 69

2.7.8. BIM,BAM,BOOM 69

2.7.9. big BIM, small BIM 70

2.8. Klasyfikacje w budownictwie 70

2.9. Polskie normyBIM 73

2.9.1. PN-ENISO16739 –normaI FC 73

2.9.2. PN-ENISO29481 –normaI DM 79

2.9.3. PN-ENISO12006-3–normaI FD 84

2.9.4. Podsumowanie 90

2.10.BIM w edukacji 91

2.11.BIM Standard PL 95

2.11.1. Zawartość opracowania 95

2.11.2. Najważniejsze elementy opracowania 96

2.12.Bariery wdrożenia BIM 97

2.13.BIM w Polsce 99

2.14.BIM w innych krajach 101

2.14.1. Wielka Brytania 101

2.14.2. Stany Zjednoczone 103

2.14.3. Inne kraje 104

2.15.NowestanowiskazwiązanezBIM 105

2.16.OprzyszłościBIM 105

3. Grafika komputerowa 107

3.1. Sprzęt komputerowy stosowany w grafice 108

3.2. Podstawowe pojęcia grafiki komputerowej –grafika wektorowa i rastrowa 109

3.3. Grafika wektorowa vs. grafika rastrowa 110

3.4. Grafika wektorowa 111

3.5. Grafika rastrowa 113

3.6. Kompresja obrazu 116

3.7. Formaty grafiki rastrowej 117

3.7.1. Format BMP 117

3.7.2. Format GIF 118

3.7.3. Format JPEG 118

3.7.4. Format PNG 122

3.7.5. Format WebP 122

3.7.6. Format TIFF 123

3.7.7. Plik RAW 124

3.7.8. Zestawienie formatów grafiki rastrowej 124

3.8. Kolor w systemach inżynierskich 127

3.8.1. Teoria koloru wsystemach CAD 127

3.8.2. Podział i nazewnictwo w teorii kolorów 130

3.8.3. Fizjologia widzenia barw 131

3.8.4. Model widzenia światła 131

3.8.5. Podział barw 132

3.8.6. Atrybuty koloru(barwy) 132

3.8.7. Podstawowe prawa teorii koloru 134

3.8.8. Mieszanie barw 134

3.8.9. Modele przestrzeni barw 135

3.8.10. Dyskretyzacja modeli 145

3.8.11. Wskaźnik odwzorowania barw –CRI 147

3.8.12. Standaryzacja oceny koloru w budownictwie 147

4. Modelowanie geometryczne 149

4.1. Obliczenia numeryczne 150

4.2. Przekształcenia w 3D 152

4.3. Proste techniki modelowania 154

4.4. Modelowanie prymitywami 156

4.5. Modelowanie krzywymi 157

4.5.1. Krzywe Hermite’a 160

4.5.2. Krzywe B´eziera 161

4.5.3. Krzywe B-sklejane(B-splajny) 163

4.5.4. Krzywe NURBS 164

4.6. Powierzchnie 165

4.6.1. Bryły B-splajn i bryły NURBS 169

4.6.2. T-splajn 169

4.7. Modelowanie brył 170

4.7.1. Operacje na bryłach i Konstruktywna Geometria Brył 170

4.7.2. Zakreślanie przestrzeni 171

4.7.3. Kopiowanie prymitywów 173

4.7.4. Złożenie technik 174

4.7.5. Reprezentacja brzegowa 174

4.7.6. Reprezentacje z podziałem przestrzeni 175

4.8. Modelowanie parametryczne 178

4.9. Modelowanie geometryczne z bibliotekami 179

4.10.Problemy realizacji modelowania3D 181

4.11.Programowanie wizualne, generowanie modeli 181

4.12.Skanowanie3D 184

4.13.Drukowanie3D 187

5. Prezentacja modeli przestrzennych 189

5.1. Prezentacje krawędziowe 190

5.2. Oświetlenie lokalne i globalne 191

5.3. Cieniowanie modelu 191

5.4. Rendering 193

5.5. Metoda śledzenia promieni 195

5.6. Metoda energetyczna 196

5.7. Oświetlenie 197

5.8. Źródła światła 199

5.9. Tekstury 199

5.10.Wygładzaniemodeli 202

5.11.Złożoność obliczeniowa 203

5.12.Praktyczneuwagidorenderingu 203

6. Podstawy pracy z systemami CAD 2D i 3D 207

6.1. Modelowaniewskali1:1 208

6.2. Modelowanie precyzyjne 209

6.3. Warstwy 211

6.4. Elementy biblioteczne 213

6.5. Modelowanie –proces tworzenia dokumentacji 213

6.6. Układy współrzędnych 214

6.7. Edycja istniejących obiektów 215

6.8. Grupowanie obiektów 215

6.9. Linie wymiarowe 215

6.10.Technika przygotowania rysunków 2D (dokumentacji) 217

6.11.Standaryzacja modelowania CAD 218

7. Modelowanie konstrukcji 221

7.1. Proces modelowania konstrukcji na podstawie projektu3D 221

7.1.1.    Układy współrzędnych 223

7.1.2.    Od modelu 3D do modelu obliczeniowego 224

7.1.3.    Schemat realizacji obliczeń 225

7.1.4.    Przygotowanie modelu obliczeniowego 226

7.1.5.    Analiza współosiowości elementów konstrukcji 226

7.1.6.    Sprawdzenie i korekta precyzyjnego ustawienia modelu obliczeniowego 229

7.1.7.    Przyjęcie warunków brzegowych 230

7.1.8.    Przyjęcie obciążenia i wariantów obciążenia 230

7.1.9.    Podział konstrukcji na elementy skończone 231

7.1.10. Rozwiązanie zadania 233

7.1.11. Weryfikacja, walidacja, kalibracja 233

7.1.12. Podsumowanie 234

8. Przykłady modelowania 237

8.1. Model3D 237

8.2. BIM4D na przykładzie modernizacji klatki schodowej 242

8.2.1.    Opis istniejącego obiektu i jego dokumentacji 242

8.2.2.    Planowana modernizacja budynku 243

8.2.3.    Modelowanie budynku 244

8.2.4.    Analiza nasłonecznienia budynku 245

8.2.5.    Tworzenie dokumentacji budowlanej 246

8.2.6.    Wykonywanie harmonogramu 4D i wizualizacji 247

8.2.7.    BIM na budowie 248

8.2.8. Podsumowanie 249

Bibliografia 251

Spis rysunków 259

Spis tablic 265

Skorowidz 267