3D ve stavebnictví

Tags: CAD

Současná projekční praxe je stále ještě založená na 2D kreslení, ale zvyšující se nároky na rychlost předání dokumentace způsobují, že současné 2D nástroje pro tuto práci určené, narazily na své výkonnostní limity. Proto se celá řada projektantů a architektů poohlíží po řešení, pomocí kterých je možné za stejný časový interval vytvořit mnohem více práce. Jedinou možnou cestou je automatizace co největšího množství rutinních procesů a přechod na práci ve 3D.

První ze jmenovaných principů se ve stavební projekci a architektuře projevil v podobě různých CAD nadstaveb. Díky předdefinovaným prvkům tvoříte 2D dokumentaci rychleji a efektivněji než s obecným 2D nástrojem. Takováto aplikace však nedokáže postihnout problémy spojené s výškovým profilem zamýšleného projektu a tak si tyto informace musí projektant podržet v paměti. S rostoucími nároky investorů na rychlost odevzdávání dokumentace se toto stává důvodem chyb a nepřesností, které se projeví přinejmenším podrážděnými nervy.

Řešení v podobě 3D, kde projektant dokáže přesně namodelovat plánovaný stav, ovšem samo o sobě také příliš práci neurychlí. Modelování např. potrubních rozvodů ve 3D pomocí základních nástrojů obecných 3D modelářů, jakým je např. AutoCAD, je velice nepraktické především s ohledem na to, že model lze jen velice těžko převést do projektové dokumentace a tak pokusy projektantů vytvořit model v klasickém AutoCADu byly doprovázeny navýšením pracnosti a téměř nulovým benefitem (výhody byly smazány pracností a časovou náročností). Právě z tohoto důvodu je projektování ve 3D stále neoblíbené a vnímané jako výsada vizualizačních studií.

3D technologie ale od doby vydaní prvního 3D CADu pokročila mílovými kroky a v dnešní době je obava, že práce ve 3D přinese více práce než užitku, naprosto lichá. A co současný trh nabízí?

Obecně lze rozdělit 3D aplikace na dvě základní skupiny, objektové CADy a parametrické CADy.

CAD objektový

Starší technologie v podobě objektových CAD aplikací, jejímž zástupcem je např. AutoCAD Architecture, v sobě snoubí oba zmiňované principy, tj. automatizaci rutinních procesů a 3D. Práce v tomto softwaru ovšem neznamená, že musíte zapomenout všechny naučené postupy, které jste se naučili při práci ve 2D. Práce je velice podobná, stále projektujete ve 2D pohledu, jen místo čar a šraf používáte inteligentní stavební objekty v podobě stěn, oken, schodišť a dalších. Automatizace spočívá v tom, že např. vytvářená stěna se automaticky šrafuje a při vložení okna se ve stěně objeví jeho známá značka a šrafa se v tomto místě přeruší. Vytvořená geometrie tak přesně odpovídá tomu, co by bylo nutné pracně nakreslit pomocí čar a šraf ve 2D CADu, ovšem doba vytvoření je nepoměrně nižší. Využití 3D se projeví tak, že vytvářená stěna má předdefinovanou výšku a vložené okno do ní vytvoří otvor, takže je jeho geometrie vidět ve všech relevantních pohledech, řezech a vizualizacích. Právě vytváření řezů a pohledů urychlí práci velmi významně. Oproti klasickému 2D vykreslování pohledů či řezů z půdorysu se zde pouze nadefinuje řezová rovina a příslušný řez či pohled se vygeneruje automaticky ze zadaných 3D dat. Ten samý princip je pak uplatněn i u perspektivních zobrazení a vizualizací bez kterých je v dnešní době projekt téměř neprodejný. Další nespornou výhodou projektování ve 3D je nutnost vyřešení problematických prostorových míst projektu kterých je, vzhledem ke členitosti moderních staveb, nemalé množství. Tyto ve 2D těžko odhalitelné problémy je pak nutné řešit s velkou investicí na stavbě a chyba je téměř vždy přisouzena projektantovi.

Normal 0 21 Fáze projektu v Revit Architecture

CAD parametrický

Velmi podobnou technologií, jako jsou objektové CAD aplikace, jsou parametrické CADy, tedy vhodnější je říci parametrický CAD, protože v oblasti stavebnictví je opravdovým parametrickým CADem pouze jeden program, a to Revit od společnosti Autodesk. K benefitům, které přináší objektové CADy, přidává navíc logické vazby konstrukcí, parametrické zadávání a změnu konstrukcí či možnost přímého převodu do aplikací, které jsou zaměřeny např. na výpočty tepelných ztrát budov. Logické vazby zabezpečují kompaktnost modelu, což znamená, že např. posun nosné stěny je doprovázen prodloužením stropní konstrukce tak, aby mezi stěnou a stropem nebyla mezera, nebo že pokud posunete příčku do okna či dveří, budete na to ihned upozorněni. Takových vazeb je v modelu Revitu celá řada a oceníte je především při změnách během projektu, které se vyskytnou vždy a v nejméně vhodnou dobu. Vzhledem k tomu, jak je Revit postavený, můžete změnu provést i těsně před odevzdáním dokumentace, protože výkresy v této aplikaci nejsou 2D entity vygenerované z vytvořeného modelu, ale živé pohledy na jeden model. Vždy aktuální bez nutnosti úprav jako v klasických 2D CAD aplikacích (např. v řezu posunutí dvou čar symbolizující hrany příčky, zarovnání čar ke stropu a podlaze, přešrafování atd.).

S tímto tématem úzce souvisí i druhá z výhod, parametrické zadávání. Parametrizace je slovo, které možná zní složitě a až nepřátelsky, ovšem skrývá se pod ním velký pomocník. Nejvíce se setkáte s parametrizací rozměrovou, což znamená, že pomocí změny číselné hodnoty měníte i délky a vzdálenosti jednotlivých prvků. V praxi to vypadá tak, že zakótujete vzdálenost mezi dvěma vytvořenými stěnami a pokud se vám rozměr 4235.3 nelíbí a změníte jej na 4500, příslušně vybraná stěna se posune přesně tak, jak potřebujete. Podobný efekt uvidíte například u schodiště kde, když změníte výšku podlaží, se schodiště automaticky upraví dle potřeby. Další parametry, které v Revitu objevíte, jsou např. informace o materiálech, hmotnosti či jiných fyzikálních vlastnostech. Parametry můžete volně přidávat podle vlastních potřeb a tak v tabulkách výrobků např. vykázat výrobní čísla či příkony elektrických spotřebičů.

Informační model budovy

Dost často se dnes setkáte ve spojitosti se stavebním softwarem s termínem BIM. Co tento pojem znamená? BIM byl definován Autodeskem ve spojitosti s programem Revit a znamená Building Information Modeling, což lze přeložit jako „Vyváření informačního modelu budovy“. Z názvu si lze odvodit, že výsledkem práce v takovém softwaru není pouze geometrie zamýšleného díla, ale model s mnohem větší informační hodnotou. Může obsahovat např. tepelné charakteristiky obvodového pláště a zdiva, cenu za m2 podlahové plochy jednotlivých částí komplexu nebo energetickou náročnost vytápění jednotlivých místností. Tato data jsou vlastně databázovými záznamy o celé budově a tak software, který chce být označován jako BIM, by měl být databázovou aplikací. A právě takový Revit je. I přesto, že se jedná o software určený pro vytváření stavební dokumentace, primárním účelem této aplikace je vytváření databáze stavby. Do ní je zahrnuta každá entita, od složitého 3D příhradového nosníku střechy až po čáru v detailu. O každém z prvků jsou vedeny záznamy, které charakterizují nejen jeho geometrii, ale například i hmotnost nebo jiné parametry, které nadefinujete. Na základě těchto parametrů je pak možné velmi jednoduše vytvořit rozpočet, zjistit váhu projektované konstrukce nebo zjistit celkovou energetickou náročnost budovy a vše velice rychle vykázat pomocí tabulek.

A nejen to, Revit je software, který je určený pro všechny fáze projektové dokumentace. V Revitu vytvoříte hmotovou studii, připravíte varianty dispozic a vizualizace, vytvoříte dokumentaci pro stavební povolení či dokumentaci pro provedení stavby.

Díky tomu, že je Revit Architecture součástí velké rodiny produktů Autodesk, dokáže velmi dobře komunikovat ať už s dalším stavebním softwarem jako Revit Structure (statika a dynamika staveb) nebo Revit MEP (TZB), tak se softwarem určeným pro jiný segment, jako je např. AutoCAD Civil 3D, odborník pro práci s terénem a dopravní infrastrukturou, či Inventorem, strojařským a designovým nástrojem.

Více informací o tomto produktu naleznete na stránkách www.autodesk.cz/revit, www.autodeskclub.cz nebo www.svobodaprostoru.cz.

Autor pracuje ve společnosti
Tech Data Distribution.