BIM-toepassingen

Ondanks het feit dat BIM een goede en vroege samenwerking vraagt, verschijnt de aannemer gewoonlijk pas op het toneel in de offerte- en bestellingsfase. In dit stadium dient hij zijn prijs op te maken voor het voorgestelde ontwerp en eventuele varianten aan te reiken. BIM kan hierbij een handig hulpmiddel vormen.

In een BIM-project wordt de aannemer best zo vroeg mogelijk bij het bouwproces betrokken. In de praktijk – zeker bij een traditioneel contract en bij kleinere projecten – is het voor de aannemer echter moeilijk haalbaar om al mee te werken vanaf de ontwerpfase, gelet op het feit dat het ontwerp in de regel ten laste valt van de architect, al dan niet in samenwerking met een studiebureau. De grote voordelen van het werken met een digitaal bouwinformatiemodel bij het ontwerp(team) werden reeds aangehaald in voorgaande rubrieken, zoals:

• de onderlinge afstemming van alle plannen
• een beter inzicht voor alle betrokken partijen
• de mogelijkheid om tabellen en hoeveelheden te extraheren
• clash detection …

In deze bijdrage gaan we dieper in op de mogelijkheden van BIM bij de offerte.

Uit het bouwinformatiemodel kunnen niet alleen hoeveelheden afgeleid worden voor de verschillende elementen (wanden, vloeren, daken, balken, kolommen, ramen, deuren …), maar ook voor de verschillende materialen (gevelsteen, dakpannen, gipsplaten, dekvloer, afvoeren …). Deze hoeveelheden kunnen de basis vormen voor de meetstaat (al dan niet opgemaakt door het ontwerpteam), aan de hand waarvan de aannemer zijn prijsofferte kan voorbereiden.

Het grote voordeel van een meetstaat, opgesteld op basis van een model, ligt erin dat de fouten (bv. verkeerde formules, nalatigheden, gewijzigde hoeveelheden …), toe te schrijven aan een handmatige telling, verholpen kunnen worden.

1 | Hoeveelheden afleiden uit een bouwinformatiemodel.

Bij het opmaken van zijn prijsofferte kan de aannemer vaak varianten voorstellen die gemakkelijker uit te voeren, van betere kwaliteit of goedkoper zijn. Hij kan in dit stadium eveneens opteren voor materialen waarmee hij gewoon is om te werken. Teneinde de invloed van de voorgestelde wijzigingen op het volledige project na te gaan, dient hij echter eerst een studie uit te voeren. Het digitale bouwinformatiemodel vergemakkelijkt deze taak.

Zo kan men bij een project waar aanvankelijk een draagstructuur uit staal voorgeschreven werd, overstappen naar een betonnen skeletstructuur. Door deze gewijzigde draagstructuur te modelleren en te vergelijken met de gegevens uit de oorspronkelijke bouwinformatiemodellen (bv. het architectuur- en het techniekenmodel), kan men snel de vinger leggen op de mogelijke voor- en nadelen ervan. Dankzij het digitale model kunnen de eventuele fouten gemakkelijk opgespoord en opgelost worden (clash detection).

Bij het uitwerken van de verschillende varianten, mag men evenmin de kostprijs uit het oog verliezen. Het gebruik van BIM kan in deze optiek zeer goed van pas komen. Door een variant in het voorgestelde bouwinformatiemodel in te voeren (bv. vervanging van bepaalde gemetselde binnenmuren door lichte scheidingswanden uit gipsplaten), kan men immers eenvoudig de aangepaste hoeveelheden afleiden. Door deze te vergelijken met de hoeveelheden uit het oorspronkelijke ontwerp en te koppelen aan eenheidsprijzen, krijgt men meteen een zicht op het prijsverschil.

Naar de toekomst toe zullen de bouwprofessionelen alsmaar vaker de digitale bouwinformatiemodellen zelf beginnen uit te wisselen, in plaats van louter de afgeleide producten hiervan (bv. meetstaat met bijhorende 2D-plannen). Dit zal ertoe leiden dat de aannemer meer inzicht zal krijgen in de verschillende posten van de meetstaat, waardoor hij zelf een aantal controles zal kunnen uitvoeren. Via BIM-coördinatiesoftware zal de aannemer bijvoorbeeld zelf meetstaten kunnen opstellen en op een vlotte manier kunnen visualiseren welke elementen uit het model met welke posten overeenstemmen.

Het is te verwachten dat er binnen dit domein verdere ontwikkelingen zullen plaatsvinden, gericht op de kmo’s. Denken we hierbij maar even aan de uitwerking van beroepsspecifieke tools voor de opstelling van prijsoffertes op basis van het digitale bouwinformatiemodel.

Bij de opstelling van een prijsofferte voor het dak zouden alle dakgerelateerde gegevens bijvoorbeeld uit het bouw-informatiemodel gehaald kunnen worden om vervolgens vanuit een specifieke tool verder uitgewerkt te worden. Dit zou dan gepaard kunnen gaan met het automatisch genereren van de opbouw, de materialen en de bijhorende hoeveelheden (dakpannen, gevelpannen, nokpannen, doorvoerpannen, kilgoten, tengellatten, isolatie, stellingen …). Zeker voor complexere dakvormen zou dit tal van voordelen kunnen bieden: correctere prijsofferte, sterke reductie van de tijd die vereist is voor de tellingen …

Naast het aangehaalde voorbeeld voor daken, zouden er uiteraard ook gelijkaardige tools ontwikkeld kunnen worden voor de andere beroepstakken:

• vloerafwerking: opstelling van het legpatroon (visueel) en het legplan (technisch) en bepaling van de bijbehorende hoeveelheden, rekening houdend met de snijverliezen
• sanitair en ventilatie: berekening en dimensionering van het ventilatiesysteem en opstelling van het plan van de leidingen met de bijhorende materiaalhoeveelheden
• schrijnwerken: uittekening van een keuken, ontwerp van een trap, opstelling van een prijsofferte voor de binnendeuren (extractie uit het model van alle eisen inzake brand, akoestiek, materiaal …)
• glaswerken: bepaling van het glastype, de glasdikte en de bijhorende oppervlakte (in functie van de positie binnen het gebouw en rekening houdend met de veiligheidsvoorschriften uit de norm NBN S 23-002) en opstelling van de offerte
• pleisterwerken: extractie van de hoeveelheden (pleister, hoek- en afwerkingsprofielen …)
• …

2 | Dankzij het digitale model kan men bijvoorbeeld het resultaat van de gekozen plaatsingstechniek van de tegels in een badkamer visualiseren.

Ook de randvoorwaarden, die de prijs-offerte sterk kunnen beïnvloeden, kunnen te allen tijde afgeleid worden uit de bouwinformatiemodellen. Denken we hierbij maar even aan de bereikbaarheid van de werf en de mogelijkheid om stellingen te plaatsen.

Indien deze door beroepsspecifieke tools gegenereerde informatie teruggekoppeld wordt naar de digitale bouw-informatiemodellen, wordt ze eenvoudig toegankelijk voor alle andere bouwpartners en kan er eventueel een clash detection uitgevoerd worden. Voor de plaatser van de dekvloer kan het bijvoorbeeld zeer nuttig zijn te weten hoe dik de vloerafwerking precies moet zijn, terwijl het voor de installateur van het ventilatiesysteem interessant kan zijn te weten dat hij zijn leidingen omwille van bepaalde afvoeren zal dienen om te leggen. Deze aspecten kunnen immers in rekening gebracht worden in hun prijsofferte.

Door de toepassing van BIM zullen de opgestelde offertes correcter zijn en zullen de voorstellen tot varianten beter bestudeerd en onderbouwd zijn. Mits een positief onthaal door de bouwheer en het ontwerpteam, kunnen deze vervolgens de basis vormen voor de overeenkomst en de bestelling.

Tijdens de werfvoorbereiding en de aankoop kan BIM van pas komen om hoeveelheden af te leiden en kwalitatieve uitvoeringsplannen op te stellen. Daarnaast laat het zich ook gemakkelijk combineren met planning, prefabricage en digitale hulpmiddelen.

Net zoals in de vorige fase (zie ‘BIM bij de offerte en de bestelling’), kan BIM ook bij de werfvoorbereiding en de aankoop gebruikt worden om hoeveelheden uit het digitale bouwinformatiemodel af te leiden, zoals de hoeveelheden voor de aankoop en eventueel voor de prijsoffertes van de onderaannemers. Hiervoor is het echter belangrijk dat de modellen verder uitgewerkt worden op het niveau van de uitvoering.

Uit de uitgewerkte modellen kunnen uitvoeringsplannen, details en andere informatie (bv. een deurlijst) afgeleid worden. Zo kan men sneller gedetailleerde plannen maken voor verschillende specifieke toepassingen, waardoor de uitvoerders meer inzicht krijgen in het project. Voor het brandwerend schilderen van stalen balken en kolommen kan men bijvoorbeeld voor elk element verschillende zichten genereren (2D en 3D), waardoor het voor de uitvoerder duidelijker wordt wat er precies geschilderd moet worden.

Het dient dus opgemerkt te worden dat de uitvoerder niet noodzakelijk zelf de modellen hoeft op te stellen om er een groot voordeel uit te halen. Zo kan hij bijvoorbeeld reeds een duidelijk overzicht krijgen van het project door de verschillende plannen en zichten die gegenereerd worden uit de door het ontwerpteam (bij kleine projecten) of de algemene aannemer (bij grote projecten) gecreëerde modellen.

Een ander voordeel van de verdere uitwerking van de bouwinformatiemodellen is de clash detection. Hiermee kan het aantal fouten op de bouwplaats beperkt worden doordat ze op voorhand virtueel opgelost worden. Dit leidt op zijn beurt tot een verlaging van de faalkosten. Zo kan de (onder)aannemer van de staalstructuur een eigen deelmodel maken aan de hand waarvan hij kan controleren of zijn ontwerp niet strijdig is met de andere elementen. Hiertoe dient zijn deelmodel echter wel samengevoegd en vergeleken te worden met de andere deelmodellen. Men kan bijvoorbeeld vaststellen dat een voetplaat van een stalen kolom in conflict is met de onderliggende betonnen balken.

1 | Voorbeeld van clash detection: dankzij het digitale model kan het conflict tussen de stalen voetplaat en de onderliggende betonnen balken virtueel opgespoord en opgelost worden om problemen op de werf te vermijden.

Bij de uitwerking van de digitale bouw-informatiemodellen kan men ook een beroep doen op materiaal- en/of objectbibliotheken. Dit zijn online bibliotheken waarin verschillende materialen en objecten met de bijbehorende, al dan niet grafische informatie (bv. het vermogen van een ventilatie-unit) terug te vinden zijn. Zo kan de gebruiker bijvoorbeeld een bepaalde isolatiesoort of verwarmings-ketel met de bijbehorende informatie aan het model toevoegen. Een andere mogelijkheid bestaat erin om via een bepaalde BIM-compatibele tool een specifieke baksteen, het metselwerkverband, de lint- en stootvoegdikte en de voegkleur te kiezen en deze samenstelling met de bijbehorende correcte informatie (bv. de afmetingen, de gekozen parameters, een link naar de website met de meest recente informatie …) in het model te integreren. Zodoende kan men gedetailleerde gevelzichten bekomen met inbegrip van alle knooppunten en is de bijbehorende informatie voor alle partijen toegankelijk. Bovendien kan men hieruit ook de correcte hoeveelheden afleiden voor de aankoop van de gevelstenen.

Ook de planning van de werken kan aan het digitale model toegevoegd worden. Zo kan men onder meer het verloop van het bouwproces in functie van de tijd grafisch uitzetten (aan de hand van visualisaties of animatiefilms). Deze visuele ondersteuning kan de communicatie met de bouwpartners bevorderen. Ze kan bijvoorbeeld gebruikt worden om de invloed van de werken op het verkeer te bepalen, de toegang tot een naburig pand te bestuderen, leveringen in te plannen, stockageplaatsen (grafisch) in te richten, de werfinrichting (bv. de positie van de kraan) tijdsgebonden en grafisch weer te geven, tijdelijke constructies, zoals stellingen of schoringswerken, in te plannen en te controleren of de planning geen fouten bevat (4D clash detection). Men kan bovendien nog een stap verder gaan en het digitale model met de planning koppelen aan de kosten en een financiële planning doorheen de tijd opmaken.

De digitale bouwinformatiemodellen stellen de leveranciers, fabrikanten en/of (onder)aannemers in staat om de werken in detail te visualiseren, zodat er minder kans is op fouten en de effectieve uitvoering sneller verloopt. BIM is eveneens een handig hulpmiddel bij (deels) geprefabriceerde projecten. Anderen verkiezen dan weer om te werken met materiaalpakketten. Bij het plaatsen van lichte scheidingswanden kan men bijvoorbeeld per ruimte een pakket maken met reeds op maat gesneden platen en profielen om tot de beoogde wandopbouw te komen. De uitvoerder dient dan louter het vooropgestelde plan en de nummering te volgen. Doordat hij reeds over de juiste materialen beschikt en weinig tot geen meet- en snijwerk heeft, zal hij veel tijd besparen. Een gedetailleerde voorbereiding op basis van digitale bouwmodellen resulteert hier dan ook niet alleen in een kortere uitvoeringstijd, maar tevens in minder afval op de werf.

2 | Materiaalpakketten met reeds op maat gesneden platen, die dankzij de informatie uit het digitale model per ruimte samengesteld kunnen worden.

Een van de vele digitale toepassingen die zeer nuttig kunnen zijn in combinatie met BIM (zie ook ‘BIM bij de uitvoering en aan het einde van de werken‘) is het 3D-scannen. Bij de voorbereiding van de werken kan deze methode gebruikt worden om bestaande zaken op te meten. Men kan bijvoorbeeld een scan maken van een bestaand gebouw dat gerenoveerd moet worden, van een gebouw waartegen men moet aansluiten of van bestaande ramen die men moet namaken. Het resultaat van een dergelijke scan (puntenwolk) kan dan omgezet worden naar of ingegeven worden in een digitaal bouwinformatiemodel.

Net zoals reeds besproken werd in de rubriek over de offerte en de bestelling (zie ‘BIM bij de offerte en de bestelling‘), zouden er ook beroepsspecifieke tools voor de werfvoorbereiding ontwikkeld kunnen worden. Zo zou men in een speciale tool voor de vloerafwerking bijvoorbeeld een welbepaalde vloertegel, voegdikte en voegkleur kunnen kiezen en dit, door te steunen op een materiaal- en/of objectbibliotheek. Op basis van deze informatie zou men vervolgens de correcte hoeveelheden voor de aankoop en de uitvoeringsplannen kunnen afleiden. Het ziet er dus naar uit dat BIM ook voor de vakman aan het uitgroeien is tot een belangrijk hulpmiddel bij de werfvoorbereiding.

Het gebruik van BIM heeft voor de aannemer een aantal belangrijke voordelen te bieden tijdens de uitvoeringsfase en dit, niet alleen op de bouwplaats zelf, maar ook voor wat de opvolging van de werken, de planning en het budget betreft. Ook wanneer de werken ten einde zijn, kan BIM nog goed van pas komen bij de opstelling van as-built-gegevens en het gebouwbeheer.

Zoals hiervoor reeds aangehaald werd (zie ‘BIM bij de werfvoorbereiding en de aankoop‘), kunnen de digitale bouw-informatiemodellen tijdens de werfvoorbereiding verder uitgewerkt worden met het oog op de uitvoering, zodanig dat hieruit uitvoeringsplannen of andere gegevens (bv. lijsten van de te betegelen ruimten en de hiervoor benodigde materialen) afgeleid kunnen worden. Dankzij de virtuele versie van het gebouw kan men sneller verschillende specifieke deelplannen maken, wat de duidelijkheid ten goede komt en ervoor zorgt dat de uitvoerder een beter inzicht krijgt in de uit te voeren werken.

Bij het doorgeven en uitwisselen van uitvoeringsplannen en/of digitale modellen dient men steeds te verifiëren of men wel degelijk over de laatste versie beschikt. Door gebruik te maken van een centrale server (zie ‘Kenmerken van BIM‘), dienen de bouwpartners hun informatie slechts één keer door te geven en weet de uitvoerder dat hij te allen tijde over de recentste versies van de plannen, lijsten en dergelijke beschikt. Het spreekt voor zich dat men door deze manier van werken tal van fouten kan vermijden.

Via de centrale server is het eveneens mogelijk om digitale toepassingen voor de opvolging van de werken ter beschikking te stellen van de gebruikers. Hiervoor zijn er verschillende tools voorhanden die de communicatie eenduidiger maken en bovendien een beroep doen op het digitale bouwmodel. Zo gebeurt de hele werfopvolging binnen een duidelijk en gestructureerd kader.

De toepassing van BIM hoeft niet beperkt te blijven tot de bouwplaats op zich. Ook voor de opvolging van de planning en het budget opent het tal van perspectieven. De voordelen van de koppeling van de planning aan het digitale bouwinformatiemodel werden reeds aangehaald bij de werfvoorbereiding (zie ‘BIM bij de werfvoorbereiding en de aankoop‘). Een betere planning heeft echter ook in de uitvoeringsfase tal van pluspunten te bieden.

Denken we hierbij maar even aan het digitaal up-to-date houden van de planning tijdens de werken: door de goede opvolging van de reeds uitgevoerde werf-activiteiten, kan men voor de bouwheer gemakkelijk een visueel beeld van de voortgang van de werken genereren, aan de hand waarvan men de bijbehorende hoeveelheden kan extraheren. Deze kunnen dan weer als basis dienen voor de opstelling van een vorderingsstaat of voor de controle van de vorderingsstaten van de onderaannemers.

BIM kan eveneens ingezet worden voor het doorgeven van grafische informatie (al dan niet 2D) aan de uitvoerders. Zo zou er voor de dagplanning een poster met grafische aanduidingen gegenereerd kunnen worden, waarop bijvoorbeeld aangegeven staat welke kolommen die dag gestort dienen te worden.

Ook de wijzigingen doorheen de uitvoering kunnen in de digitale modellen opgeslagen worden. Dit stelt de gebruikers in staat om aangepaste uitvoeringsplannen te genereren, aan de hand waarvan het kostenverloop bijgehouden kan worden. Denken we bijvoorbeeld maar even aan de situatie waarbij er ter plaatse beslist wordt om de aanvankelijk ongeïsoleerde lichte scheidingswanden toch van een isolatie te voorzien. Door deze wijziging in te geven in het digitale model, kan men eenvoudig afleiden dat de hoeveelheid voor de post ‘isolatie’ gestegen is. Het linken van deze informatie aan een eenheidsprijs laat bovendien toe om het kostenverloop te beheren.

Ook voor het as-built-dossier is het belangrijk dat de gebeurlijke wijzigingen correct bijgehouden worden; een goed opgebouwd dossier levert namelijk tal van voordelen op voor het beheer van het gebouw. Het aangeleverde bouwinformatiemodel zou dan ook zo volledig mogelijk, up-to-date en goed gestructureerd moeten zijn om als basis te kunnen dienen. Aan dit model kan bovendien allerhande extra (al dan niet geometrische) informatie gekoppeld zijn. Zo kan de verwarmingsketel gelinkt zijn met zijn technische fiche, zijn onderhoudsfiche en zijn factuur. Door deze handelswijze krijgt men een gestructureerd, digitaal as-built-dossier dat de traditionele, onoverzichtelijke mappen vol technische fiches vervangt.

Hoewel het voorlopig nog toekomst-muziek is, leent BIM zich uitstekend voor een combinatie met intelligente brillen. Een voorbeeld hiervan is de augmented reality-bril, die toelaat om de realiteit te verrijken met informatie onder de vorm van virtuele elementen. Een dergelijke bril zou bijvoorbeeld goed van pas kunnen komen om de positie van de reeds geplaatste technische leidingen te vergelijken met die van de te plaatsen lichte scheidingswanden.

1 | Intelligente brillen bieden vele mogelijkheden voor de werf van de toekomst.

Een andere techniek die zich uitstekend met BIM laat combineren, is de techniek van het 3D-scannen. Deze manier van werken bestaat erin om een bouwwerk of bepaalde onderdelen ervan te scannen en vervolgens om te zetten naar of te vergelijken met het digitale model. Men kan er bijvoorbeeld voor opteren om de geplaatste ruwbouw te vergelijken met het digitale model teneinde de toleranties te controleren met het oog op de verdere afwerking (bv. het plaatsen van een vliesgevel).

2 | 3D-scanning: vergelijking van de reële en de verwachte situatie voor de plaatsing van een gordijngevel.

Ook hulpmiddelen zonder driedimensionaal karakter kunnen voordelig zijn in het BIM-verhaal. Zo kan men voor de digitale opvolging van de voortgang van de werken in het bouwinformatiemodel onder meer teruggrijpen naar een identificatie door middel van radiosignalen. Prefab-elementen kunnen bijvoorbeeld voorzien worden van Radio Frequency Identification-tags of kortweg RFID-tags (die toelaten om informatie vanop afstand te lezen en te schrijven), waarmee men de levering en de plaatsing kan opvolgen. Gevelelementen die in het digitale model aan dergelijke RFID-tags gekoppeld zijn, kunnen op hun beurt automatisch opgevolgd worden qua planning. Men kan uit het model immers afleiden welke elementen reeds geplaatst zijn, welke onderweg zijn, welke nog gemaakt dienen te worden en welke eventueel vervangen dienen te worden.

Naar alle waarschijnlijkheid zal ook de vakman op de bouwplaats zelf in de nabije toekomst alsmaar meer zijn toevlucht beginnen te nemen tot de digitale toepassingen. Hoewel hij misschien niet meteen zal teruggrijpen naar de hierboven beschreven hoogtechnologische applicaties, is het niet ondenkbaar dat hij gebruik zal beginnen te maken van een eenvoudige viewer om de bouwinformatiemodellen op de werf te bekijken. Dit zal de betrokken aannemers in staat stellen om de verschillende delen van het project (en niet enkel de 2D-plannen) te visualiseren en zodoende hun inzicht te vergroten. Ook de planning met de uit te voeren taken en de werfopvolging kan via een tablet digitaal op de werf gebracht worden. Door deze manier van werken blijven de uitvoerders steeds up-to-date, is de informatie snel en eenvoudig beschikbaar, worden er minder fouten gemaakt en is er een betere opvolging.