BIM ve BİNA YAŞAM DÖNGÜSÜNDE KULLANIMI BİNA BİLGİ MODELLEME (BIM) PROJE VE YAPIM YÖNETİMİ Y.LİSANS PROGRAMI İ.T.Ü FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ PROF. DR. SALİH OFLUOĞLU
Özet 1. Bölüm: Genel tanımlar 2. Bölüm: BIM e gereksinim 3. Bölüm: Birlikte çalışabilirlik ve BIM veri standardı 4. Bölüm: Bina yaşam döngüsü ve BIM -2-
Bölüm 1: GENEL TANIMLAR -3-
BIM? 3B model görselleştirme yazılımı tümleşik proje ortamı birlikte çalışma platformu bina yapım yönetimi aracı bina simülasyon ortamı veri değişim standardı -4-
BIM ve kullanım alanları Bina ile ilgili tüm grafik (geometri/biçim vb.) ve alfasayısal (malzeme, maliyet, fiziksel çevre kontrolü vb) veriden oluşan bir 3B model meydana getirerek, 1. 3B Sanal Bina ve Görselleştirme yaşam döngüsü boyunca ortak 2. Simülasyon ve Tasarım kullanımını sağlayan bir çalışma 3. Projelendirme ve İşbirliği 4. Yapım Yönetimi 5. Bina Yaşam Döngüsü Desteği bu modelin proje sürecine katılan paydaşlar tarafından binanın yaklaşımıdır. -5-
Bölüm 2: BIM E GERENSİNİM -6-
Yapı Sektöründe kaynak kullanımı Enerji tüketimi Dağılımı (Kaynak: İzoder ısı yalıtım raporu, 2010) Yüksek hammadde tüketimi Yüksek enerji tüketimi. BİNALAR DİĞER Yüksek atık boşaltımı Yetersiz yenilenebilir enerji Küresel CO2 salınımı (Kaynak: International Energy Agency, EIA) kaynağı kullanımı -7-
Sürdürülebilir mimari beklentileri Yapımı sırasında ve işletiminde daha az enerji tüketen binalar Binalar için zorunlu enerji kimlik belgesi Daha fazla yenilenebilir enerji kaynağı kullanan binalar Yapımda hammadde tasarrufu Daha az atık oluşturan yapım Daha az maliyetle daha yüksek kalitede bina üretimi Yeşill bina sertifika programları Türkiye Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği ve Binalar için enerji kimlik belgesi zorunluluğu Architecture 2030 insiyatifi -8-
Bölüm 3: BİRLİKTE ÇALIŞABİLİRLİK (INTEROPERABILITY) VE BIM VERİ STANDARDI -9-
Sektördeki Paydaşlar ve Birlikte Çalışabilirlik Yapı sektöründe paydaşlar ve mevcut bölünmüş durum Bina yaşam döngüsü evreleri Birlikte çalışabilirlik (interoperability): paydaşlar arası doğru veri değişimi ve iyi iletişime dayalı işbirliği Yapı sektöründe paydaşlar (Kaynak: Kirk and Spreckelmeyer) ŞEMATİK TASARIM TASARIM VE PROJELENDİRME İMALAT ÇİZİMLERİ YAPIM TESİS YÖNETİMİ Bina yaşam döngüsü evreleri (Kaynak: Autodesk) -10-
CAD veri tipi ve iletişim sorunları CAD verisi ile iletişim: Veri uyumsuzluğundan doğan sorunlar: Sadece grafik bilgi (bina geometrisi) içeriği Dönüştürme: Verinin farklı formatlara dönüşümü sırasında karşılaşılan eksiklikler ve hatalar 2B temsile dayalı yapı: planlar, kesitler, görünüşler ve detaylar Proje revizyonu zorlukları Fiili CAD standartları: DXF ve DWG Fiili BDT standartlarıyla veri değişimi Replikasyon: Aynı veriden tekrarlı kopyalar üretilmesi Koordinasyon: Belgeler arası eş güncellemenin sağlanması Yapı sektöründe birlikte çalışabilirlik ile ilgili yetersizliklerden kaynaklanan ilave maliyet (Kaynak: A.B.D Standart ve Teknolojiler Enstitüsü 2002) -11-
Birlikte Çalışabilirlik için veri standardı Yapı sektörünün talepleri ve önemli yazılım şirketlerinin katılımıyla, birlikte çalışabilirliği daha etkin desteleyen bir standardın oluşturulması için IAI nın (International Alliance for Interoperability) kuruluşu Autodesk Revit : Projenin IFC dosyası olarak kaydedilmesi 15 Ocak 2014 tarihli Avrupa Birliği Kamu İhale Yönergesi MAL SAHİPLERİ IFC (Industry Foundation Classes) standartının oluşturulması BIM yazılımlarının yaygınlaşması MİMARLAR YÜKLENİCİLER MÜTEAHHİTLER PLANLAMACILAR Üye ülkelerde 2016 ya kadar kamu sermayeli bina projelerde BIM kullanımının zorunlu olması veya teşvik edilmesi İNŞAAT MÜHENDİSLERİ MAKİNE MÜHENDİSLERİ ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ -12-
BIM Temel Bileşenleri 3B TÜMLEŞİK YAPI-BELGE ÜRETİMİ Tüm ortografik proje temsilleri (plan, kesit ve görünüşler) ve metraj vb. bu 3B modelden meydana gelir. NESNE TABANLI YAPI 3B modeli oluşturmak için yapı elemanları kullanılır. ArchiCAD Sanal bina VERİ ÇEŞİTLİLİĞİ Duvar yapı elemanı için tipik geometrik ve alfanumerik nitelikler -13-
Bölüm 4: BİNA YAŞAM DÖNGÜSÜ VE BIM -14-
Bina yaşam döngüsü evreleri I. TASARIM EVRESİ III. TESİS YÖNETİMİ EVRESİ II. PROJELENDİRME & YAPIM EVRESİ IV. ONARIM veya YIKIM EVRESİ 15-15-
BIM Vaka çalışmaları Amaç: Türkiye de yapı sektöründe BIM kullanımını ve meydana getirdiği değişimleri anlamak İ.T.Ü, MSGSÜ ve Beykent Üniversitesi nde lisansüstü dersinde 2009-2014 yılları arasında 30 a yakın vaka çalışması üretildi. ayrıltılı bilgi ve vaka raporları için: www.sayisalmimar.com -16-
BIM vaka çalışmaları Firmaların BIM kullanım şekillerini anlamak için farklı değerlendirme yöntemleri kullanıldı: VERİ SINIFLANDIRMA DEĞERLENDİRMESİ BPMN İŞ AKIŞI NOTASYONU ile BIM süreçlerini modellemek 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Veri zenginliği Yaşam döngüsü görünümleri Rol ve disiplinler İş süreçleri Değişiklik yönetimi Dağıtım yöntemi Anındalık/erişim Grafik bilgi Uzamsal yeterlilik Bilgi doğruluğu Birlikteçalışılabilirlik/IFC desteği YETERLİLİK SEVİYE GÖSTERGESİ İŞ KOORDİNASYON MODELİ Capability Maturity Model (CMM) A.B.D National Building Information Modeling Standard (NBIMS) farklı disiplinler arası BIM iş koordinasyonu -17-
1- Tasarım evresinde BIM BIM de tasarım olanakları: 1- Tasarımın geometrik kütle oluşturma komutları ile meydana getirilmesi. 2-Tasarımın bir skript dili ile parametrik tasarım ilkeleriyle İdeal tasarım süreci oluşturulması döngüseldir. Projenin her aşamasında tasarım geri 3-Tasarımın performans analizi dönülerek revize edilebilir. yapılarak geliştirilmesi -18-
1- Tasarım evresinde BIM Biçim oluşturma A-Yazılımlardaki mevcut 3B araç ve B- Parametrik tasarım çerçevesinde komutlarla geometrik biçimlerin skript dili yardımıyla geometrik oluşturulması biçimlerin oluşturulması Conceptual Mass komutları ile Revit te amorf form üretimi Dynamo skript diliyle Revit te form üretimi Son biçim mimari elemanlarla ilişkilendirilerek BIM modeline dönüştürülür -19-
1- Tasarım evresinde BIM Örnek Revit ile oluşturulan tasarım modelleri Tres Mimarlık: Aydos Terasları Projesi -20-
1- Tasarım evresinde BIM Örnek Rhino-Grasshopper destekli Revit modelleri Tres Mimarlık: Aydos Terasları Projesi -21-
1- Tasarım evresinde BIM Simülasyonlar C-Performans analizi Bina kütleleri, iç mekanlar, cephe elemanları, boşluk-doluluk ve malzeme vb. girdiler iklimsel verilerle farklı simülasyonlarda kullanılabilir. Simülasyonlarda ortaya çıkan bina performansı analizi tasarım kararlarının gözden geçirilmesine ve geliştirilmesine imkan sağlar. BIM performans analizleri bazı yeşil bina sertifikasyon programları için de puan kazanılmasını sağlar. Güneş Pozisyonu Gölge Analizleri Akustik Tasarım Enerji Analizleri Cephe Tasarımı Aydınlatma Analizi Güneşkırıcı Tasarımı Güneş Işınımı Görüş Açıları Analizi Autodesk Ecotech ile gerçekleştirilebilen analizler (Kaynak: Autodesk) -22-
1- Tasarım evresinde BIM Örnek Tres Mimarlık: Aydos Terasları Projesi Gölge Analizi Teknopark ışık rafı / 3B sistem detayı Teknopark Yangın Planı -23-
2- Projelendirme ve Yapım Evresinde BIM Paralel Çalışma Farklı veya aynı meslek grupları arasında firma içi ve dışı proje işbirliği BIM Sunucusu BIM Yöneticisi BIM sunucusu üzerinden simültane paralel çalışma olanağı Kullanıcı yetkilendirmesi Güvenilir ve zamanlı bilgi paylaşımı proje verimliliğini önemli ölçüde arttırır. -24-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM Örnek Alfresco Dashboard Kullanıcı Arayüzü GWH İstanbul: Medine hızlı tren istasyonu projesi - Veri değişim akış diyagramı -25-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM Örnek BIM modelinin gerçek binanın sanal bir kopyası olması, yapım süreçlerinde hakimiyet, metraj kolaylığı ve hassasiyeti proje revizyonu kolaylıkları getirmektedir BIM, Dome Mimarlık ın geleneksel tasarım ofisi yaklaşımının dışına çıkarak sahada bina yapımı süreçlerinde kontrolörlük görevleri almasını sağlamıştır. BIM modeli şantiyedeki çalışmalarla paralel güncellenmektedir. Trump Towers projesine yapım sürecinde dahil olunmuştur. BIM maliyet hesaplaması, metraj, aylık ödeme durumu hesaplamaları, imalatın takibi konularında şantiyedeki süreçlerin planlandığı şekilde gerçekleşmesini sağlamıştır. Trump Towers: Dome Mimarlık -26-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM Revit Architecture ve Revit Structure arasında veri değişimi (Kaynak: Goldberg, Catalyst 2005) Model verisi değişimi Mimari model, BIM yapı ve mekanik proje yazılımlarına yazılım ailesinin desteklediği formatta veya IFC dosya formatında aktarılıp yapı ve elektromekanik projelerin oluşumunda kullanılabilir. Mimari model ve dolayısıyla tasarım ihtiyaç doğrultusunda revize edilebilir. Çoğu kez yazılımlar arası çift yönlü düzenleme bağlantısı mevcuttur. Revit Structure ve RFEM arasında stürüktürel analiz için veri değişimi (Kaynak: Autodesk) -27-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM Çakışma Tesbiti Farklı BIM modelleri (mimari, yapı ve mekanik) biraraya getirilerek elemanların birbiriyle çakıştığı yerler veya çok yaklaştığı bölgeler hızla bulunabilir. Çakışmalar hem grafik, hem de rapor halinde gösterilebilir. Çakışmaları önceden görmek ve düzeltmek sonradan oluşabilecek zaman, iş gücü ve maliyet ile ilgili kayıpları ortadan kaldırır. Autodesk Navisworks ile çakışma tesbiti ve raporlaması (Kaynak: Autodesk) -28-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM Örnek GWH İstanbul: Medine hızlı tren istasyonu projesi Mimari, mekanik ve statik projeler arası çakışma tespiti -29-
2- Projelendirme ve Yapım evresinde BIM 4B-5B-6B Modelleme 3B BIM modeli elemanları iş programı, maliyet, performans, analizi, mekan/mahal ile ilişkilendirilerek: Revit ortamında BIM modelinin animasyon için hazırlanması (4B) zaman (5B) maliyet (6B) sürdürülebilirlik (7B) tesis yönetimi alanlarında animasyonlar oluşturulabilir. Bina iş programını referans alan bir Autodesk Navisworks yapım animasyonu Özellikle inşaat sırasında ortaya çıkabilecek sorunlar bina yapım ve iş akış süreçlerini gösteren animasyonlarda tespit edilebilir. -30-
3- Tesis Yönetimi evresinde BIM BIM modeli, yapım sonrası bakım ve işletim amaçlı kullanılabilir. Olası kullanımlar: İklimlendirme (HVAC) ve elektrik sistemlerinin düzgün işletimi Bina için güvenlik ve izleme sistemleri kurulumu Bina afet ve acil durum tahliye planları hazırlanması Emlak ve mekan-insan kaynağı yönetimi BIM mekanları ile bütünleşme (Kaynak: FM:Systems) -31-
3- Tesis Yönetimi evresinde BIM Örnek Atatürk Havalimanı İç Hatlar Terminali renovasyon projesi BIM modeli ile tesisin mahallere ayrılması ve onlar üzerinden yönetilmesi Tesis için maliyet hesabı ve Check-in adaları fotoğraf ve çizimleri ihtiyaç tanımlamalarının kolaylaştırılması (özellikle iklimlendirme hesapları) Terminalin 3B BIM Modeli BIM modelinin Web tabanlı TAV Earth yazılımı ile ilişkilendirilerek tesis yönetiminin daha yaygın kullanıma açılması TAV Earth Havaalanı Mahal Yönetim Sistemi -32-
4- Yeniden kullanım ve yıkım evresi BIM modelinin bazı alternatif kullanımları: Bina onarımı ve güçlendirilmesi Bina yıkımı ve malzeme geri dönüşümü Mekansal performans geliştirimi Yeni işlev çerçevesinde kullanım Sydney Opera binasında BIM modeli kullanılarak bina performans geliştirimi Yıkım ve malzeme geri dönüşümü -33-
Genel Eksiklikler 1. Firmaların bir BIM uygulama planlarının olmaması 2. Paydaşlar arası tanımlı bir işbirliği yönteminin bulunmaması 3. Firmalarda firma içi veya firmalara arası veri değişimi için çizim, dosya isimlendirme, katman ve notasyon standardı eksikliği 4. BIM in mühendislik firmalarında yaygın kullanılmaması 5. Kamuda BIM projesinin doğrudan kullanılabilmesi için mevzuat eksiklikleri -34-