REVIT YAPI BİLGİ SİSTEMİ Parametrik Yapı Modelleme: BIM in Temeli Bu dokümanda parametrik yapı modellemesi hakkında kısa bir bilgi verilecek, BIM (yapı bilgi sistemi) çözümünün gerçek bir parametrik yapı modelleyici kullanıp kullanmadığını tespit etmek üzere uygulayabileceğiniz birkaç testten bahsedilecek ve parametrik yapı modellemenin BIM için neden bu kadar önemli olduğu incelenecektir. Parametrik Modelleme Nedir? Orijinal CAD motorları grafik nesneler yaratmak için açık, koordinat tabanlı geometri kullanıyordu. Bu akılsız nesneler üzerinde değişiklik yapmak zordu ve hataya da son derece açıktı. Dokümanları oluşturmak için koordinatların modellerden alınması ve bağımsız 2 boyutlu çizimler yaratılması gerekiyordu. Grafik motorları geliştikçe, grafik nesneler bir tasarım elemanını (duvar, boşluk vb) temsil etmek için birleştirildi. Yazılıma bağlı olarak, modeller daha akıllı olmaya başlamış ve üzerinde değişiklik yapılması biraz daha kolaylaşmıştır. Yüzey ve katı nesne modelleyicileri elemanlara daha fazla zekâ katmış ve karmaşık formların yaratılmasını sağlamıştır. Ancak elde edilen sonuç hala koordinat tabanlı geometrik modeldir. Doğası gereği bu tür nesnelerin üzerinde değişiklik yapmak zordur ve 2 boyutlu çizimlerle model arasında eş zamanlılık özelliğini kolayca kaybedebilen zayıf bir ilişki vardır. Daha sonra bir grafik nesnenin davranışını belirlemek için parametre (ölçü veya özellikler) kullanan ve modelin bileşenleri arasındaki ilişkileri tanımlayan parametrik modelleme motorları kullanılmaya başlanmıştır. Örneğin Bu deliğin çapı 1 metre veya Bu deliğin merkezi her iki kenara da eşit uzaklıkta gibi. Bunun anlamı, tasarım kararlarının veya ilişkilerin, modelleme sürecinde yazılım tarafından yakalanabileceği demektir. Bu sayede model üzerinde değişiklik yapmak çok daha kolay hale gelmiş ve öngörülen tasarım kararları korunmuştur. Bu gelişme, sayısal tasarım modeli kavramına destek veren bir devrim olmuştur. Parametrik modellemenin öncüsü olan mekanik tasarım dünyası (MCAD) için parametrik modelleme, tasarımın olmazsa olmazı haline gelmiştir.
Ya Binalar? Ne yazık ki mekanik tasarımda kullanılan parametrik modelleyiciler, yapı projelerinde kullanılamıyor. Bunlar genellikle iki temel teknolojiye dayanmaktadır: history-based (her değişiklik yapıldığında model için tasarım adımlarını geriye alır ve yeniden düzenler) veya variational (değişiklik yapılınca tüm ilişkileri aynı anda çözmeye çalışır). Küçük bir bina için dahi, bu değişim motorları son derece yavaş çalışmaktadır. Ayrıca MCAD modelleyicileri, yukarıda bahsedilen değişim teknolojilerinin sonucu yeniden hesaplayabilmesi için genellikle kullanıcının pek çok sınırlama ilişkileri koymasını gerektirmektedir. Bu tam sınırlanmış modeller mekanik tasarım dünyası için uygundur zira bir yapının aksine mekanik tasarımlarda hammaddelerden imal edilen ürünün tam bir kesinlikle tanımlanması gerekir. Yapılar ise çoğunlukla daha az sayıda sınırlama içeren prefabrike elemanlardan meydana gelmektedir. Revit tarafından parametrik yapı modellemesi için kullanılan içerik tabanlı değişim motoru, parametrik modellemenin yapı tasarımında işe yaramasını ve dolayısıyla parametrik yapı modellemesinin pratikte kullanılmasına olanak sağlayan bir teknolojidir. Yapı Tasarımı İçin Özel Uygulama Revit, kısmen sınırlama ilişkileri tanımlanmış modeli güncellemek için, yapı elemanları arasındaki (yazılım tarafından veya kullanıcı tarafından belirlenen) ilişkiler ağını yaratan içerik tabanlı değişim motoru kullanmaktadır. Yapı elemanlarını çizdiğiniz, modellediğiniz veya yerleştirdiğiniz zaman, Revit elemanlar arasındaki ilişkileri muhafaza eder, ancak bu ilişkilerin belli bir sırası yoktur. Daha sonra herhangi bir elemanda değişiklik yaptığınız zaman, arka planda parametrik motor bu değişiklikten etkilenen diğer elemanları ve onlarda nasıl bir değişiklik yapılması gerektiğini tespit etmektedir. Şekil 1 BIM yazılımı, ileri teknoloji parametrik yapı modellemesiyle, tasarımın herhangi bir yerinde (basıma hazır paftalar dâhil) yapılan değişikliği ilgili her yerde koordine eder: 3 boyutlu görünümler, planlar, görünüşler, kesitler, metraj listeleri ve tüm yaratılmış baskıya hazır paftalar. 2
Bu yöntem yapı uygulamalarında kullanılabilir çünkü yapı modelinin tümü yerine; özellikle kullanıcının dokunduğu birkaç elemanla başlar ve değişikliklerin seçici yayılımıyla devam eder. Bu da üzerinde değişiklik yapılması gereken eleman sayısını en aza indirir. Yazılım Gerçekten Bir Parametrik Yapı Modelleyicisi mi? Bir yapının mimari tasarımının temelini, yapı modeline yerleştirilen ilişkiler oluşturur. Bu ilişkilerin yaratılması ve idaresi kelimenin tam anlamıyla tasarım yapmaktır. Parametreler, tasarımcıların bu ilişkilere doğrudan erişebilmesini sağlar ve bilgisayar kullanılarak yapılan inşa düşüncesinin doğal ve sezgisel yöntemidir. Ancak tüm BIM çözümleri yukarıda anlatılan türde parametrik yapı modelleyicisi değildir. Parametrik yapı modelleyicisi üzerine kurulu bir BIM çözümünün diğer teknolojilere kıyasla nasıl çalıştığını gösteren örnekler aşağıda verilmiştir. Bir çözümün gerçekten parametrik yapı modelleyicisi olup olmadığını anlamak için bu testleri kullanabilirsiniz. 1) Yazılımınız değişimi koordine etmek ve yönetmek için sizi kullanıyor mu? Geometri tabanlı bir üründe kullanıcının değişimden etkilenen tüm geometriyi tespit etmesi beklenmektedir (kullanıcı pencereleme veya benzer bir komutla seçim yapar). Görünmeyen veya kapalı nesneler seçilemez ve dolayısıyla manüel olarak bulunmaları ve düzeltilmeleri gerekir. Revit gibi bir parametrik yapı modelleyicisinde ise, birinci kattaki bir duvarı seçer ve yerini değiştirirsiniz, bu duvar ile ilişkili diğer tüm yapı elemanları otomatik olarak bu değişikliğe uyum sağlar. Çatı, duvarla beraber hareket eder ve saçak mesafesi ilişkisini muhafaza eder. Diğer dış duvarlar da hareket ettirilen duvara bağlı kalmak için uzunluğunu değiştirir ya da çatı formunda yapılan bir değişikliğe bağlı kalmak için yüksekliği ve geometrisini değiştirir. Bu ilişki yapısı gerçek anlamdaki bir parametrik yapı modelleyicisini tanımlayan bir özelliktir. 2) Uygulama çizimlerinin yaratılmasını anlatmak için extracted veya generated terimleri kullanılıyor mu? Eğer kullanılıyorsa, geometrik modelleyici ile çalıştığınızı net olarak söyleyebiliriz. Bazı yazılımlarda komut veya yardımcı program kütüphanesi bulunur ve bunlar yapı modelinde yapılan değişikliklere göre çizimleri ve listeleri yeniden yaratır veya günceller. Ancak bu, kesinlikle tek yönlü bir süreçtir ve CAD e bel bağlayan operatörler tüm güncellemelerin yapılmış olmasını sağlamak zorundadır. Bu işlem, veritabanı güncellendikten sonra veritabanı üzerinde ikinci bir rapor seti hazırlamaya benzetilebilir. Raporlar, hazırlandıkları andaki verilerin durumunu gösteren ürünlerden başka bir şey değildir. İleri teknoloji parametrik yapı modelleyicisini belirleyen faktör, değişiklikleri koordine edebilme ve elemanlar arasındaki tutarlılığı eş zamanlı ve daimi olarak koruyabilmedir. Bu bir elektronik tablolama programında çalışmaya benzer. Modelin herhangi bir yerinde değişiklik yapılması halinde, tüm görünümler, çizimler ve listeler veritabanı ile eş zamanlı olarak güncellenir. 3
3) Plan görünümünde kesit çizgisini kaydırınca kesit hemen güncelleniyor mu? Geleneksel geometri tabanlı ürünler genellikle notasyonlar gibi grafik açıklamaları (pozları, kotları vb.) yapı modeline entegre etmez. 2 boyutlu detay çizimleri ve notasyonların modelle arasındaki bağlantıyı korumak için bu tür nesnelerin yapı modeline tam olarak entegre edilmesi önemlidir. Geometri-motoru-tabanlı bir üründe ölçülendirmeler sadece düz yazı şeklindedir veya en iyi durumda bağlantılı olduğu geometri değiştiği zaman güncellenir. Değişim-motoru-tabanlı bir üründe ise, ölçülendirme çizgileri üzerindeki sayısal değerlerde yapılan değişiklik ilgili geometride karşılık gelen değişikliği yapacaktır. Aynı şekilde, geometri-motoru-tabanlı bir üründe kesit görünümü ve kesit çizgisi genellikle birbirinden bağımsızdır. Kesit çizgisi gerçekte sadece bir notasyondur. Revit te ise kesit çizgisini hareket ettirin veya bakış yönünü çevirin, kesit görünümü anında güncellenecektir. 4) BIM çözümü akıllı veya zeki nesnelere mi dayanmaktadır? Artık günümüzde nesne tabanlı modelleyiciler yaygındır. Geleneksel çizimlerde kullanılan banyo-mutfak donanımı ve mobilyalar için kullanılan şablonlar benzeri yardımcılar manüel çizimde de, en basit düzeyde sembolik çizim yardımları içermektedir. Bu nesneler endüstri poz numarası, kodu veya adı gibi verileri bu sembollerle ilişkilendirmeye başlayınca, bunları zeki veya akıllı olarak adlandırmıştır. Bazı durumlarda bu veri (örneğin yükseklik ölçüsü gibi) nesnenin geometrisini etkileyebilmekte ve veriyi parametre ve nesneyi parametrik yapmaktaydı. Diğer temel ilişkiler (örneğin hosting/barındırma ) nesnelerin arasına yerleştirilmiş ve bu şekilde bir duvarın hareket etmesi halinde pencerenin duvara bağlı kalmasını sağlamıştır. Ancak, yapının tüm elemanları arasındaki ilişki ağı eksiktir. Parametrik yapı modellemesinin gücü buradan gelmektedir: İlişkiler ve değişiklikler yapının içinde nerede meydana gelirse gelsin, kaydedilir, görüntülenir ve yönetilir. Etkin bir parametrik yapı modelleyicisi nesne verilerini yapı bileşeni düzeyinde yönetir, ancak daha da önemlisi model içindeki tüm bileşenler, yapıyı oluşturan tüm elemanlar, görünümler ve notasyonlar arasında ilişki ağı kurulmasına izin verir. Merdiven boşluğuna açılan bir kapı, merdiven rıhtından belli bir mesafeye kilitlenerek, çıkış kapısı için güvenli bir boşluk sağlanır; ya da kapı, duvardan belli bir mesafeye kilitlenerek kasa ve pervaz imalatı için yeterli alan bırakılmış olur veya kapı kanadının rahat açılması sağlanır. Burada ölçü üzerinden kurulan sınırlama ilişkileri yapı elemanları arasında kurulan birçok ilişkilerden sadece birisidir. Sadece nesneler değil tüm yapı modeli de bilgi içerir. Parametrik Yapı Modellemesi Neden Önemlidir? Parametrik yapı modellemesi Yapı Bilgi Sistemi (BIM) için neden önem taşımaktadır? BIM in yapı tasarımına olan yaklaşımı, koordine edilmiş, tutarlı ve hesaplanabilir bilginin, yapı projesi için oluşturulması ve kullanılmasını temel alır. Yapı bilgisinin güvenilir olması BIM in ve sayısal tasarım sürecinin çok gerekli bir özelliğidir. Parametrik yapı modelleme sistemi kullanan BIM çözümleri daha koordine, güvenilir ve daha kaliteli yapı bilgisi sağlar. Nesne-CAD yazılımlarına kıyasla daha tutarlıdır. 4
Özel Yazılım Revit gibi parametrik yapı modelleyici kullanan BIM yazılımları, tüm araçlarla yapılan işlemleri, yeni yaratılan nesneleri, mevcut nesne ve modelde yapılan değişiklikleri tüm yapısal ilişkilerle beraber veritabanında saklar. CAD veya nesne-cad tabanlı BIM çözümü kullanıldığı zaman, bilginin grafik temsili (örneğin 2 boyutlu çizimler veya kaplamalar) parametrik yapı modelleyicinin çıktısına benzer görünebilir ancak koordineli, tutarlı ve güvenilir midir? Metraj listeleri, malzeme ve yapı elemanlarının maliyetleri, tasarımı anlama yeteneği, yapı performansı vb. her tür yapı bilgisini koordine etmek için gereken çalışma süresinin fazla olmasından dolayı CAD tabanlı teknoloji BIM için çok seyrek kullanılır. Daha karmaşık nesne-cad sistemleri yapı hakkında bazı grafiksel olmayan verileri 3 boyutlu yapı grafikleriyle beraber mantıksal bir düzen içinde saklar. Kullanıcılar, 2 boyutlu çizimleri 3 boyutlu grafiklerden çıkardıkları gibi, miktar ve nitelikler hakkında bilgi sağlamak için de bu verileri kullanırlar. Ancak nesne-cad sistemi yine de grafiklere bağlı kalır. Bu nedenle nesne-cad modellerinin bütünlüğünü ve koordinasyonunu sağlamak ayrıca BIM in faydalarını elde etmek amacıyla, grafik ve grafiksel olmayan verileri senkronize durumda tutmak için ilave araçlara ve çabaya ihtiyaç olur. Proje ne kadar büyük olursa, verileri koordine altında tutmak o derece zor ve tutarsızlık riski de o kadar büyük olur. Parametrik yapı modeli, tasarım modeli (geometri ve veriler) ile davranış modelini (değişiklik yönetimi) birleştirir. 3 boyutlu yapı modelinin ve tasarım dokümanlarının tümüyle beraber bütün yapısal ilişkiler entegre bir şekilde veritabanında saklanır. Bu veritabanında her şey parametrik ve birbiriyle bağlantılıdır. Parametrik yapı modelleme yöntemi anlatılırken sıklıkla bir elektronik tablolama yazılımı (spreadsheet) ile arasındaki benzerlikten söz edilir. Spreadsheet sayfasının her hangi bir hücresinde yapılan değişiklik ilgili tüm hücrelerde otomatik olarak değişime neden olur. Bu felsefe parametrik yapı modelleyici için de geçerlidir. Bilgi, modelin tüm görünümlerinde gerçek zamanlı olarak kendi kendine koordine olur. Spreadsheet sayfasında her hücrenin tek tek değiştirilmesini kimse beklemez. Aynı şekilde, kimse parametrik yapı modelleyicideki bir doküman veya listeyi de manüel olarak revize etmek zorunda kalmaz. Bu çift yönlü ilişki ve anında gerçekleşen kapsamlı değişim yayılımı sayesinde yüksek kaliteli, tutarlı, güvenilir projeler elde edilir. Bu BIM için önemli ve temel bir özelliktir. BIM, tasarım, analiz ve dokümantasyon gibi sayısal tabanlı üretim sürecini kolaylaştırır ve hızlandırır. Tasarımın Özü Parametrik yapı modelleme, tasarımın gerçek ruhunu ve tasarımcının niyetini yakalar. Yapıların sayısal ortamda tasarlanmasını kolaylaştırmaya ek olarak, parametrik düzenlemenin kolaylığı sayesinde tasarım daha detaylı incelenebilir ve bu da yapı tasarımının daha iyi olmasını sağlar. Revit tabanlı parametrik yapı modelleme, mimarların tek bir model içinde birden fazla sayıda alternatif tasarımı yaratması ve incelemesine imkân vererek tasarım optimizasyonunu da destekler. Alternatif tasarımlar (design options) görselleştirme, ölçme ve sayma analizlerine ek olarak, eğer olursa ne olur? türündeki karşılaştırmaları da yapmak için açılabilir ve kapatılabilir. Sistem, tasarım varyasyonları arasındaki ilişkileri takip eder ve değişiklikler modelin kendisine ve modelin içindeki farklı tasarım alternatiflerine kolayca yayılır. 5
Şekil 2: Tasarımcı vizyonunun inşaat dokümanlarına taşınması amacıyla, parametrik yapı modelleme sayesinde şirketler, tasarım ve detaylama kararlarını sayısal yapı modeline aktarır. Avustralya dan Architectus www.architectus.com.au şirketinden alınan yandaki örnekte olduğu gibi. Tasarım Analizleri Günümüzde mevcut uygulamada, pek çok sayısal yapı modeli yapının performans analizi ve değerlendirmesi için yeterli derecede bilgi içermez. Geleneksel fiziki modeller ve çizimlerde olduğu gibi, CAD veya nesne CAD çözümlerinin grafik temsillerine dayanarak, bina performansının ölçülmesi için çok fazla uzman müdahalesi ve yorumu gerekmektedir. Bu durumda analizler fazla maliyetli olur ve/veya çok zaman alır. Parametrik yapı modelinde ise, tasarım analizlerini desteklemek için gereken verilerin çoğu tasarım sürecinde elde edilir. 3 boyutlu model, bu analizleri tasarım sürecinin erken aşamalarında bile tamamlamak için gereken detaya ve güvenilirliğe sahiptir. Böylece tasarım sürecinin başlangıcından itibaren tasarımcıların kendi kendilerine enerji analizleri için rutin çalışmalar yapmasına olanak sağlar. Alternatif tasarımlar hakkında, tasarım süreci içinde geri besleme imkânına kavuşulur ve müdahale etmeye olanak sağlanır. Dokümantasyon Autodesk e göre, sadece parametrik yapı modeli kullanan mimari yazılım, geleneksel proje dokümanlarını tam olarak koordineli, doğru,güvenilir biçimde ve derhal verebilir. Dokümanlar her an güncel durumdadır. Değişiklikleri daima koordine eden ve tutarlılığı koruyan bir BIM çözümü sayesinde kullanıcılar değişim yönetimine ve doküman revizyonuna değil, yapının tasarımına odaklanabilir. Revit içindeki değişim yönetimi özelliği yapı dokümantasyonuna bağlı olarak yürütülen inşaat sürecinin kesintisiz olması için kritik önem taşımaktadır. Bu özellik sayesinde çizim sonuçlarına güven duyulması sağlanır. Güvenilir BIM Sisteminin Dayandığı Temel Sayısal yapı modeli kavramı yeni olmamakla birlikte, BIM, iş süreçlerinde daha fazla verimlilik sağlamak için sayısal yapı bilgisinin kullanılmasında yeni bir ilgi yaratmaktadır. Ancak, bir tasarım ve projelendirme aracı sadece sayısal model hazırlayabiliyor diye, BIM e uygun olduğu söylenemez. Parametrik yapı modellemesi kullanan BIM çözümü sayesinde, iş süreçlerini besleyen güvenilir sayısal yapı bilgileri sağlanır. Autodesk ve Revit Autodesk Inc. in ABD de ve/veya diğer ülkelerde tescilli markalarıdır. Diğer tüm marka isimleri, ürün isimleri veya tescilli markalar, kendi sahiplerine aittir. Autodesk, önceden bir bildirim yapmadan, satılan ürünlerde ve ürünlerin özelliklerinde değişiklik yapma hakkına sahiptir. Autodesk bu dokümanda olabilecek tipografik veya grafik hatalardan sorumlu değildir. Bilgisayar destekli tasarım yazılımları, profesyonellerin kullanımına sunulan yardımcı araçlardır ve sizin profesyonel karar verme sürecinizin yerini alamazlar. 2008 Autodesk, Inc. in tüm hakları saklıdır. 6