Projektowanie w procesie BIM

Projektowanie w procesie BIM

rok wydania: 2020
ISBN: 978-83-8156-117-4
ilość stron: 270
oprawa: miękka

Opis

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.

Spis treści

Przedmowa / 9

1. Informatyzacja budownictwa / 13
1.1. Historia oprogramowania inżynierskiego / 13
1.1.1. Obliczenia inżynierskie – CAE / 13
1.1.2. Komputerowe wspomaganie rysunku i modelowania / 15
1.1.3. Droga do modelu nD w procesie 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. BIM 4D / 39
2.4.2. BIM 5D / 40
2.4.3. BIM 6D / 42
2.4.4. BIM 7D / 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 openBIM / 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. gbXML / 69
2.7.8. BIM, BAM, BOOM / 69
2.7.9. bigBIM, smallBIM / 70
2.8. Klasyfikacje w budownictwie / 70
2.9. Polskie normy BIM / 73
2.9.1. PN-EN ISO 16739 – norma IFC / 73
2.9.2. PN-EN ISO 29481 – norma IDM / 79
2.9.3. PN-EN ISO 12006-3 – norma IFD / 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. Nowe stanowiska związane z BIM / 105
2.16. O przyszłości BIM / 105

3. Grafika komputerowa / 107
3.1. Sprzęt komputerowy stosowany w grafice / 108
3.2. Podstawowe pojęcia grafiki komputerowej – grafika wektorowai 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 w systemach 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 modelowania 3D / 181
4.11. Programowanie wizualne, generowanie modeli / 181
4.12. Skanowanie 3D / 184
4.13. Drukowanie 3D / 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. Wygładzanie modeli / 202
5.11. Złożoność obliczeniowa / 203
5.12. Praktyczne uwagi do renderingu / 203

6. Podstawy pracy z systemami CAD 2D i 3D / 207
6.1. Modelowanie w skali 1:1 / 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 projektu 3D / 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. Model 3D / 237
8.2. BIM 4D 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