*** 3. ročník Národnej BIM konferencie - Teória vs. Prax ***BIM_2017_03511.jpg

Automatizovaná detekcia kolízií v projektovej dokumentácii

Publikované: 20.08.2015 14:57:39

Bežnou praxou pri zhotovovaní stavebného diela je situácia, kedy musíme riešiť kolízie medzi jednotlivými konštrukciami a prvkami. Ako príčiny by sme mohli označiť najmä časté úpravy projektovej dokumentácie, časovú tieseň, nedostatočnú komunikáciu medzi profesiami a hlavne takmer žiadnu možnosť automatizácie vyhľadávania kolízií. Na väčšinu nezrovnalostí projektovej dokumentácie tak prídeme až pri realizácii, čo so sebou prináša celý rad komplikácií. V najlepšom prípade, zhotoviteľ odstráni kolíznu situáciu úpravou polohy prvku, resp. konštrukcie, ale častým javom je nutnosť vykonať zásadné zmeny projektu. Táto zmena má obyčajne za následok, okrem oneskorenia prác na nadväzujúcich činnostiach, zvýšenie ceny diela a často aj celkové predĺženie výstavby.  

obr_Automatizovaná detekcia kolízií v projektovej dokumentácii

Dodávateľ projektovej dokumentácie má pri práci v 2D CAD systémoch neľahkú úlohu a môžeme konštatovať, že na mnohých stavbách sú výkresy medzi profesiami neskoordinované. Dôvodov, ktoré spôsobujú túto situáciu, je viacero a nie je ťažké ich pomenovať (časté a početné zmeny v projektovej dokumentácii, nedostatok času na  vypracovanie, neadekvátne finančné ohodnotenie, atď.). Účelom tohto článku však nie je venovať sa týmto príčinám, ale poukázať na výhody, ktoré v tomto ohľade BIM prináša.

Detekcia kolízií

V počítačovej grafike sú bežne využívané algoritmy na zistenie konfliktu dvoch objektov v priestore. V rámci BIM však vieme naviac identifikovať aj konflikty časové a funkčné. Inými slovami, podľa definovaných parametrov takto odhaľujeme rôzne rozpory v konštrukcii, ktoré ohrozujú jej vzhľad, funkčnosť a uskutočniteľnosť bez dodatočných časových a peňažných nárokov. V zásade rozoznávame tri druhy kolízií. Všetky tri spomínané typy kolízií je možné vyhľadať na základe spomínaných algoritmov, čo nám umožňuje odstrániť všetky konflikty ešte vo fáze návrhu.

Prvým základným typom je Priestorová kolízia (angl. hard clash) – chyba projektu pri ktorej dochádza ku konfliktu dvoch, alebo viacerých prvkov, ktoré okupujú rovnaký priestor. V tomto prípade, dané konštrukcie nie je možné v navrhovanej polohe realizovať a je nutné zmeniť ich vzájomnú polohu. Príkladom takejto situácie je kríženie rozvodov, prípadne chýbajúci prestup cez konštrukciu. Špecifickým typom tejto kolízie je chybné napojenie konštrukcií (napr. stien) v BIM modeli, čo môže mať vplyv na miernu nepresnosť vo výkaze výmer.

Obrazok 2.JPG 

Priestorové konflikty sú najjednoduchšie odhaliteľné. Softvérové algoritmy ľahko označia výskyty stretov pre objekty, ktoré zaberajú rovnaký priestor. Preto je nutné dbať na správne modelovanie objektov v BIM prostredí. Ak je napr. stena modelovaná ako dutá, prvok vedúci cez ňu nemusí byť označený ako kolízia. Platí to, samozrejme, aj opačne – dutá stena modelovaná ako plná bude vykazovať známky kolízie. Dôležité je aj dbať na detailné vykreslenie daného prvku. Pri kreslení prvkov v nedostatočnej detailnosti sa môže stať, že po ich presnom zakreslení začne prvok vykazovať známky priestorovej kolízie.

V prvotných štádiách projektu nemusí projektant poznať presné rozmery všetkých prvkov, detekcia by sa mala teda vykonávať priebežne. Z týchto dôvodov pri odhalení priestorovej kolízie nie je nutné ihneď uvažovať nad zmenou dispozície prvkov. Treba sa zamyslieť, či namodelovaním presných súčastí sa priestor neuvoľní.

Priestorové konflikty je možné v niektorých prípadoch aj ignorovať. Ak je jeden prvok zabudovaný do druhého, napr. nosník zaliaty do betónu, môže byť zdĺhavé pre tento nosník vytvárať v betóne odpovedajúci otvor.

 Obrazok 3.JPG

Takúto priestorovú kolíziu zároveň môžeme využívať ako pripomenutie, že na tomto mieste si musíme dať pozor na postup výstavby. Na toto však slúžia iné nástroje a toto riešenie nám zbytočne zvyšuje počet nájdených kolízií v modeli. Čím môžeme prehliadnuť tie, ktorým by sme sa mali venovať. Ignorovať tieto kolízie je možné aj v prípade, keď sa jedná len o koncepčný návrh a očakávame zmenu daného prostredia. Takáto prax je bežná v prípravných fázach, ale kolízie sa môžu preniesť aj do neskorších, detailnejších, fáz.

Ďalším typom je Funkčná kolízia (ang. Soft clash), ktorá sa vzťahuje na komponenty, ktoré sú bližšie ako v určenej vzdialenosti od seba. Na prvý pohľad sa nemusí jednať o konflikt, ale funkcia či zabudovateľnosť daného prvku je ohrozená. Takéto kolízie sa vyhľadávajú na základe ochranného pásma stanoveného pre jednotlivé konštrukcie, resp. prvky. Jednou z príčin kolízií je stret tzv. blokovaných priestorov okolo objektu. Objekt nie je modelovaný v jeho skutočnej geometrii, ale skôr geometriou, ktorá ho obklopuje. Keď sa blokovaný priestor jedného objektu prekryje s blokovaným priestorom druhého, nastane tzv. funkčný konflikt.

Blokované priestory môžu odrážať aj ďalšie problémy s dizajnom či uskutočniteľnosťou. Komponenty môžu byť tak blízko vedľa seba, že ich vzdialenosť neumožňuje adekvátny stavebný prístup (napr. debnenie, aplikácia protipožiarneho nástreku, výmena filtra vzduchotechniky a iné).

Taktiež môže byť znemožnený priestor na údržbu, či znížený komfort použitia objektu. Napr. keď sa chceme vyhnúť, aby sa vypínače na svetlo nachádzali za otvorenými dverami, pri ich modelovaní vyznačíme blokovaný priestor. Tak sa pri zmene otvárania dverí v budúcnosti ukáže, že je nutné zmeniť elektroinštalácie.

 Obrazok 4.JPG

Posledným typom je Časová kolízia (angl. Time clash), ktorá sa vzťahuje na priestorový spor, ktorý je časovo ohraničený. V zásade sa jedná o Priestorový alebo Funkčný konflikt, ktorý sa vyskytuje len v určitom čase. Tento konflikt je na prvý pohľad najmenej zjavný, ale často sa dá vyriešiť upravením poradia zabudovania prvkov.

Časové kolízie majú podobné príčiny a riešenia ako priestorové a funkčné kolízie. Dochádza k nim, keď začneme uvažovať nad spôsobom vyhotovenia jednotlivých prvkov a ich časovou nadväznosťou. Vtedy sa do modelu okrem samotných objektov implementujú aj dočasné konštrukcie, ktoré zaberajú nemalý priestor. Uvažujeme nad vnútrostaveniskovou dopravou v určitom stave rozostavanosti, či nad prístupom k technológiám aj po vyhotovení iných prác.

Pri plánovaní týchto činností využívame práve časové kolízie. Tie sa zobrazia vo forme priestorových, ak sa jedná o objekty, ktoré sa na stavbe vyskytnú navyše a zároveň prekážajú ďalším, alebo ako funkčné, ak je napr. pre prístup k prvku použitý dočasný blokovaný priestor. Pri časových kolíziách je zmena dizajnu modelu až krajným riešením. Väčšinu kolízií sa pokúšame a vieme vyriešiť zmenou poradia zabudovania prvkov, úpravou pomocných konštrukcií či zmenou technológie. V rámci časových kolízií je nutné riešiť aj otázku facility managementu. Jednotlivé prvky a konštrukcie si vyžadujú údržbu, resp. určitý priestor pre operácie spojené s prevádzkou a k nim treba zabezpečiť dostatočný prístup.

ZÁVER

Model bez kolízií ale neznamená, že v ňom nie sú chyby. Prvky sa stále môžu nachádzať inde, ako projektant zamýšľal a taktiež táto detekcia nevie posúdiť správnosť návrhu. Dôležitým faktom ale ostáva, že všetky spomínané kolízne situácie sú bežným javom v projektovej dokumentácii. V CAD systémoch Vám zaberie hodiny, kým tieto nedokonalosti projektu odhalíte nakoľko si tento proces vyžaduje vysokú koncentráciu a navyše, táto činnosť je manuálna. V BIM prostredí je celý proces identifikácie konfliktov automatizovaný a koordinácia dokumentácie je značnej jednoduchšia. Nemusíme totiž tieto miesta hľadať, ale len na základe zoznamu posúdiť, či sa naozaj jedná o jeden z druhov konfliktov a zabezpečíme jeho odstránenie.

Na záver doplním len tri otázky. Koľko financií by ste ušetrili, ak by ste nemuseli v časovej tiesni počas výstavby hľadať riešenia chýb projektu? Akú časť kontrolných dní Vám zaberie riešenie kolízií na aktuálnom projekte? Nestojí to za zamyslenie?

 

Ing. Tomáš Funtík, PhD.

Bc. Rastislav Kalnovič

Súvisiace odkazy


späť na články
website statistics StatCounter