BIM vid installationsprojektering

Transkript

1 LiU-ITN-TEK-G--09/028--SE BIM vid installationsprojektering Louise Kollberg Department of Science and Technology Linköping University SE Norrköping, Sweden Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings Universitet Norrköping

2 LiU-ITN-TEK-G--09/028--SE BIM vid installationsprojektering Examensarbete utfört i konstruktionsteknik vid Tekniska Högskolan vid Linköpings universitet Louise Kollberg Handledare Håkan Gustafsson Handledare Ljubomir Doslic Examinator Madjid Taghizadeh Norrköping

3 Upphovsrätt Detta dokument hålls tillgängligt på Internet eller dess framtida ersättare under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår. Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner, skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten, säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ art. Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära eller konstnärliga anseende eller egenart. För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se förlagets hemsida Copyright The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible replacement - for a considerable time from the date of publication barring exceptional circumstances. The online availability of the document implies a permanent permission for anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose. Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity, security and accessibility. According to intellectual property law the author has the right to be mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected against infringement. For additional information about the Linköping University Electronic Press and its procedures for publication and for assurance of document integrity, please refer to its WWW home page: Louise Kollberg

4 BIM vid installationsprojektering Planning HVAC systems using BIM Författare: Louise Kollberg Examinator: Madjid Taghizadeh Norrköping, våren 2009

5 BIM vid installationsprojektering Förord Denna rapport är ett resultat av mitt examensarbete om hur byggnadsinformationsmodeller påverkar projekteringen av byggnader, främst installationsprojektering. Anledningen till att rapporten skrivs är att jag tycker att ämnet inte har fått tillräckligt med uppmärksamhet. Man hör många som säger att de vet precis vad BIM är, men det de egentligen pratar om är 3D CAD. Det är inte många som tänker på att det handlar om ett nytt sätt att samla och förvalta information. Samtidigt som det kräver attitydförändringar i branschen. Det gäller att samarbeta med varandra för att uppnå bästa resultat. Med rapporten som grund hoppas jag på att få folk att förstå vad BIM och IPD, Integrated Project Delivery, handlar om och därmed göra det enklare att börja tillämpa det. Jag vill passa på att tacka Thomas Gregersen på Autodesk i Danmark och CAD specialisten för support med programvaran och stöd under arbetets gång. Jag vill även ge ett jättetack till Daniel Monsén från monsén Arkitektur och Wilhelm Strömberg från Autodesk, som tagit sig tid med mig för att diskutera igenom ämnet och även ge synpunkter på mitt sätt att tänka kring BIM och IPD. Jag får inte glömma alla härliga personer på TCA i Katrineholm som har stått ut med mig i två månader och hjälp mig genom mitt projekt. Tack. Norrköping i

6 BIM vid installationsprojektering Sammanfattning Denna rapport redovisar utförande och resultat av mitt examensarbete vid Linköpings universitet. Rapporten handlar om byggnadsinformationsmodeller, BIM, och hur de kan användas. Rapporten går igenom vad en byggnadsinformationsmodell är och vad det är som avgör om man använder sig av BIM tekniken eller inte. Rapporten går även in på vad IPD är och hur det tillsammans med BIM tillämpas i Sverige idag. Rapporten redovisar även en praktisk del av examensarbetet där jag har utfört projektering av ett värme och ett ventilationssystem i en skolbyggnad i Lindesbergs kommun. Den praktiska delen mynnar ut i en utvärdering av den i detta projekt använda programvaran Revit MEP från Autodesk. Även analyser och simuleringar testas under projektets gång, med varierande resultat. Den teoretiska delen av rapporten går dels igenom BIM, men även de många möjligheter till analyser och simuleringar som finns. Jag tar även upp svårigheter och fördelar med att implementera BIM i den svenska byggbranschen. En kortare tillbakablick i byggandets historia inleder arbetet, detta för att även de som inte är byggnadsingenjörer ska förstå viljan och behovet av utveckling. ii

7 BIM vid installationsprojektering Abstract This report presents the results of my thesis at Linköping University. The report covers the subject of BIM, building information modeling and IPD, integrated project delivery. The report describes what a BIM is and what is crucial for using this technique. My work is divided in two, one part is theoretical and the other is practical. The practical part contains a project where I have been creating a HVAC system for a college building in Lindesberg. The conclusion of the practical is an evaluation of the software Revit MEP which has been used during the project. I have been testing a small part of the many analyzing and simulating software s available today, with varying results. The theoretical part contains information abort BIM and IPD, but also a survey of the many simulation and analyzing tools that can be used with BIM. This report also covers the positive effects and hardships with implantation of BIM in the Swedish building industry. A short history review of the building industry s history initiates the report so people who are not familiar with the building industry will understand the need for development. iii

8 BIM vid installationsprojektering Förkortningar BIM CAD 3D CAD 4D 5D Revit MEP ÄTA IES VE IAI IFC HVAC AIA Building Information Model Computer Aided Design Tre dimensionell CAD 3D CAD med tidsaspekt 4D CAD med kostnadsaspekt Programvara från Autodesk för projektering av installationer Ändrings och tilläggsarbeten Integrated Environmental Solutions Virtual Environment International Alliance for Interoperability Industry Foundation Classes Heating, Ventilating and Air Conditioning American institute of architects Kort om en objektorienterad och parametrisk programvara: När en programvara är objektorienterad och parametrisk så arbetar man inte i lager, man arbetar med objekt. Objekt är saker som en vägg eller en toalett. Det finns möjlighet att skapa relationer mellan objekten och även ange parametrar som ekvationer eller göra parametrarna beroende av andra objekt. iv

9 BIM vid installationsprojektering Innehållsförteckning 1. Inledning Syfte Bakgrund och frågeställningar Metod Källkritik Projekteringens utveckling BIM Building Information Model Filformatet IFC Skillnaden mellan 3D CAD och BIM Simuleringar Fördelar och svårigheter med BIM i byggbranschen IPD Integrated Project Delivery Programvaror som hanterar BIM Revit MEP Om Revit MEP Revit Familjer Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun Projektet byggs upp Analyser och Simuleringar Svårigheter Fördelar och nackdelar Resultat Utvärdering av Revit MEP Diskussion Referenslista Tryckta källor Internetkällor Ljudmedia Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 Luftflöden Heating and Cooling loads report Transmissionsberäkning Resultat från Green building studio v

10 BIM vid installationsprojektering Figurförteckning Figur 1 Projekteringens utveckling, ungefärliga årtal Figur 2 Informationens väg i vanlig projektering... 6 Figur 3 Informationens väg vid en delad modell... 6 Figur 4 Ljusmängd i ett rum... 9 Figur 5 Värme fördelningen i ett rum... 9 Figur 6 Utrymnings simulering Figur 7 Visar vad elektriciteten används till under ett år Figur 8 Resultatet av en krockanalys Figur 9 Traditionell design process Figur 10 Integrated design Figur 11 Bild över Revit MEP Figur 12 Exempel på en väggs uppbyggnad Figur 13 Ventilationssystemet plan Figur 14 Ventilationssystemet plan Figur 15 Rörsystemet Figur 16 Felaktiga kanaldimensioner Figur 17 Bugg i programmet vi

11 BIM vid installationsprojektering Kapitel 1 Inledning 1. Inledning 1.1. Syfte Syftet med denna rapport har varit att belysa hur BIM fungerar vid installationsprojektering, samt att gå mer på djupet inom ämnet och diskutera kring vad som är riktig BIM och vad som inte är det. Men även att titta på hur BIM kan tillämpas i praktiken, hur kan det användas för projektering? Syftet är även att bygga upp en egen erfarenhet av BIM och programvaran Revit Bakgrund och frågeställningar För ett antal år sedan gjordes alla ritningar i 2D CAD, utvecklingen på senare år har gått fort. Idag görs nästan all projektering av nybyggnation och renovering i 3D, det ska vara fina visualiseringar och lätt att förstå. Tyvärr så använder en del fortfarande 2D ritningar, pdf och excel filer när information ska överföras mellan olika aktörer. Man vill inte ta hela steget från 2D, eller så har de andra aktörerna inte möjlighet att ta emot deras information eftersom man jobbar med olika plattformar. De senaste åren har det pratats allt mer om BIM (Building Information Modeling). En del av de som jobbar med 3D CAD anser sig jobba med BIM, en del anser att det räcker med en BIM hanterande programvara för att det skall klassas som att man tillämpar BIM. För att överföra byggnadsinformationsmodeller mellan olika plattformar finns det idag olika öppna filformat, det som används främst heter IFC, Industry Foundation Classes. Filformatet är ständigt under utveckling. Eftersom alla programvaror inte har applicerat det öppna filformatet helt i sina system eller har olika versioner av IFC uppstår det problem vid export av filer. Även de många olika sätt programvarorna kan tolka objekten på skapar problem. Det senaste som har dykt upp är IPD, Integrated Project Delivery. IPD är ett helt nytt sätt att projektera, och ett helt nytt sätt att tänka kring projektering. Frågeställningar: Vad är det som avgör om en programvara är BIM hanterande eller inte? Vad är det egentligen som avgör om vi arbetar med BIM eller inte? Vad kan vi använda BIM till? Är det rätt väg att gå? Hur fungerar IFC? Finns det möjlighet till en gemensam fil som alla aktörer jobbar mot? Om inte, vad finns det för alternativ till IFC? Vad är, och hur fungerar IPD? Examensarbetet utförs i samarbete med TCA vilka har nyttjat 3D projektering och använder programvaran MAGICAD. TCA är en del av företaget Bravida och är beläget i 1

12 BIM vid installationsprojektering Kapitel 1 Inledning Katrineholm. TCA utför installationsprojektering dels åt Bravida men även åt andra aktörer på marknaden Den som läser denna rapport bör ha grundläggande kunskaper inom CAD och byggprocessen Metod Examensarbetet ska visa på smidigheten och fördelarna med att använda en BIM hanterande programvara, i detta fall Revit MEP. Arbetet delas upp i en praktisk och en teoretisk del, den teoretiska delen kommer att gå igenom BIM och vad det egentligen menas med ett projekt som utförs i sann BIM anda. Den praktiska delen består av skapandet av en egen 3D modell i Revit MEP genom projektering av den allmänna ventilationen och uppvärmningen som ska finnas i en skolbyggnad. En jämförelse kommer göras mellan Revit s beräkningar och beräkningar gjorda för hand. Jag har även intervjuat och diskuterat med flera personer från näringslivet för att få en mer aktuell känsla för projektet. Programmet Revit MEP har jag fått lära mig på egen hand med hjälp av tutorial filerna som följer med programmet, jag har även sökt hjälp av CAD specialisten när det kommer till skapandet av egna Revit familjer och problem som uppstått. För att få bukt på problemen har jag blivit hänvisad till Autodesk i Danmark där jag har pratat med Thomas Gregersen som har hjälp mig med en hel del av de problemen jag har stött på. Det har även visat sig att det finns en bugg i programvaran Källkritik Det finns många olika källor till detta ämne och alla pekar inte åt samma håll. Utifrån alla de olika källorna som finns har jag sedan skapat mig en egen uppfattning om ämnet. Under arbetet har jag intervjuat en person. Jag är medveten om att enbart en intervju kan resultera i en skev uppfattning av verkligheten. Tyvärr finns det inte speciellt många i branschen som går att intervjua kring ämnet eftersom det inte är alla som känner till det. Stora delar av informationen som jag fick under intervjun går att bekräfta med andra källor, och jag dömer den övriga informationen som trovärdigt. Texten i kapitlet om Revit MEP utgår från mina egna erfarenheter som erhållits vid användandet av programvaran. Upplevelsen av programvaran kan uppfattas olika av användaren beroende på tidigare erfarenheter och olika referensramar. Jag har beskrivit programvaran så som jag uppfattar den. Jag har även läst mycket om den på Autodesk s hemsida. 2

13 BIM vid installationsprojektering Kapitel 2 Projekteringens utveckling 2. Projekteringens utveckling Att projektera i 3D kan tyckas vara ett nytt fenomen, men faktum är att vi har projekterat i 3D långt innan vi började med 2D ritningar. 3D modeller har sedan skapats parallellt med skapandet av 2D ritningar. Redan innan ritningar för hand började göras så gjordes modeller av byggnaderna i material såsom trä och lera.(edgar, 2002) Sedan kom 2D ritningar först utan CAD sedan med. Men vi har inte slutat göra våra 3D modeller för det, de har bara gjorts i ett annat material, frigolit eller kartong. Nu för tiden gör vi 3D modellerna i datorn, Det kostar mindre och går fortare. Figur 1 Projekteringens utveckling, ungefärliga årtal. Att använda datorerna för att projektera i 3D är något som kom för ett antal år sen och då pratade man ofta om Visualiseringar, vi måste visualisera för att man ska få en bra överblick över det nya området. Problemet med visualiseringen var att den ofta baserades på 2D ritningar som fortfarande var i projekteringsstadiet vilket medförde att när byggnaden ändrade form så var man tvungen att ändra allt för hand i den separata 3D modellen som stod för visualiseringen av byggnaden. Oftast gjordes bara en visualisering eftersom en visualisering som inte är baserad på annat än 2D ritningar kostar mycket pengar och tar lång tid att göra. Det som då skapas är en visualisering som inte representerar verkligheten. För att komma undan problemet så måste alla discipliner utvecklas och börja arbeta med 3D. Om alla arbetar med 3D kan man när som helst under arbetets gång ta fram en visualisering som stämmer överens med verkligheten och till en lägre kostnad eftersom man inte behöver bygga upp en hel modell bara för visualiseringens skull. Från vanlig 3D projektering så har utvecklingen gått vidare, nu är det BIM som gäller. BIM betyder, väldigt kortfattat, att man knyter information till 3D modellen, mer information än geometriska former. Till exempel hur väggen är uppbyggd eller vilket flöde som ska passera ett visst luftdon. Med hjälp av den här typen av information kan programmet sedan beräkna hur mycket värme som måste tillföras varje rum, eller vilket luftflöde som ska vara i ett visst rum. 3

14 BIM vid installationsprojektering Kapitel 2 Projekteringens utveckling Problemet med dagens byggprocess är förlusten på information. Alla discipliner har olika ritningar som innehåller olika och ibland överlappande information. Enligt Jan Olof Edgar(2002) finns det undersökningar som visar att en materialspecifikation görs om ca 7 9 gånger i processen, eftersom ingen part vågar lita på tidigare parts uppgifter. Målet med BIM är att det enbart skall finnas ett original av modellen och informationen som är knuten till den. Alla aktörer ska använda sig av samma modell och modellen ska användas genom hela byggprocessen. (Ekholm m.fl., 2000) 4

15 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model 3. BIM Building Information Model Tanken kring BIM har funnits länge, men själva begreppet BIM har kommit till på senare tid. Det var först när de stora CAD leverantörerna, Autodesk, Bently systems och Graphisoft började tillämpa begreppet som genombrottet skedde. (Jongeling, 2008) BIM är möjligheten att skapa och förvalta informationen kring byggnaden/anläggningen genom hela byggprocessen, alltså från idé till förvaltning. Samma modell ska användas av arkitekter, konstruktörer, VVS projektörer och sedan ska modellen kunna användas av förvaltaren i drift och underhålls skedet. Rogier Jongeling definierar BIM på detta sätt: All information som genereras och förvaltas under en byggnads livscykel strukturerad och representerad med hjälp av 3D objekt där objektet kan vara byggdelar, men även mer abstrakta objekt såsom utrymmen. BIM modellering är själva processen att generera och förvalta denna information. BIM verktyg är de IT verktygen som används för att skapa och hantera informationen. BIM är alltså ingen teknik, men ett samlings begrepp på hur informationen skapas, lagras, används på ett systematiskt och kvalitetssäkert sätt. När man tillämpar BIM tekniken fullständigt använder man sig av en gemensam databas för att hantera en gemensam modell. Där plockar de olika aktörerna ut sina delar ur modellen och arbetar med just den delen. Sedan lägger man tillbaka den delen i modellen och på så sätt är alltid informationen korrekt och konsekvent. För att detta ska kunna åstadkommas krävs interoperabilitet det vill säga förmågan hos olika system att fungera tillsammans och kunna kommunicera med varandra. Om interoperabilitet inte existerar kan man inte dela på en gemensam modell och då kan man inte heller tillämpa BIM. BIM Kräver initialt mycket mer arbete än vad det krävs att göra 2D ritningar. Det tar längre tid att definiera objekten, lägga upp plan och sedan att skapa själva modellen. I de flesta BIM hanterande programmen måste man skapa utrymmen, inte ett fysiskt utrymme utan ett objekt, så att programmet förstår att det är ett utrymme som ska disponeras på angivet sätt. Vad det är för utrymme och vad det har för egenskaper är avgörande för beräkningar av värmeförlust, ventilationsbehov och andra simuleringar/analyser. Fördelarna kommer strax efter att det första arbetet är lagt, värmebehovsanalyser, beräkning av ventilation och liknande analyser går att göra redan i ett tidigt skede. Ritningar går att plocka ut när som helst, men för att få kompletta ritningar måste modellen byggas klart. Det är smidigt att plocka fram ritningar ur modellen och när det behöver göras förändringar är det enkelt att göra. Om till exempel en vägg skulle behöva flyttas så anpassar sig allt annat i modellen till förändringen. En av de stora fördelarna med BIM projektering är analyserna, simuleringarna och beräkningarna man kan göra. Att kunna se om kanalerna krockar med varandra innan 5

16 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model bygget är påbörjat och att då ha möjlighet att ändra designen innan byggstart sparar mycket pengar. Dessa fördelar kommer även om vi bara applicerar BIM lokalt på ett företag. Entreprenörer som använder BIM upplever att ÄTA kostnaden minskar med ca 50% detta på grund utav att underlaget innehåller färre fel (Jongeling, 2008). Speciellt vid projektering av installationer sparar man mycket tid då de tidskrävande beräkningarna för dimensionering inte behöver utföras för hand utan kan enkelt utföras med korrekthet av programvaran. Vid BIM projektering är hela modellen uppbyggd i en databas där alla olika aktörer lägger till information för att det sedan ska bli en komplett BIM. För att skapa denna modell finns det olika programvaror till hjälp och därmed olika filformat. Alla BIM programvaror är parametriska och objektorienterade, användaren skapar själv de objekt som behöver användas. Objekten delas ofta in i familjer, där liknande objekt samlas i samma familj. När fullständig BIM projektering tillämpas arbetar alla aktörer mot samma databas, mot samma modell. Det gör att informationen inte behöver skickas kors och tvärs mellan alla aktörer. Problemen med att alla aktörer återskapar den informationen som föregående aktör redan har skapat, eftersom de inte litar på varandra fullt ut, försvinner när alla använder samma underlag och informationen sparas gemensamt. Bilden uppe till höger visar skillnaden mellan informationsutbytet i ett vanligt projekt där BIM inte tillämpas, den andra bilden visar hur informationsflödet skulle vara om en gemansam modell användes för att spara informationen. I den gemensamma modellen kan alla aktörer komma åt all information och det finns ingen anledning Figur 3 Informationens väg i vanlig projektering Källa: Slutrapport Figur 2 Informationens väg vid en delad modell Källa: Slutrapport att återskapa någon information eftersom allt alltid finns uppdaterat i modellen. När man väljer att arbeta mot en gemensam databas delas all information med alla aktörer, även intressenter bör ha möjlighet till att se informationen, men inte redigera den. För att skapa en gemensam modell där all information samlas menar en del att filformatet IFC kan tillämpas. Alternativet är att alla aktörer arbetar med samma plattform. 6

17 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model 3.1. Filformatet IFC Programvaror fram tills idag har varit inriktade på att lösa en viss arbetsuppgift, till exempel att utföra en beräkning. Då har användaren fått mata in data eller hämta data i ett bibliotek för att sedan få resultatet på skärmen eller utskrivet. Programmen har alltså inte gjorts för att vara en del i en process där utdata från det ena programmet kan vara indata i ett annat. Programmen har sedan sparat filerna med sitt eget specifika format, vilket gör det svårt eller omöjligt för ett annat program att förstå innehållet i filen. Det har tidigare fungerat relativt bra att överföra filer inom en viss programvarufamilj. Men eftersom man i branschen arbetar med väldigt många olika programvaror från olika utvecklare så är man i behov av ett öppet filformat som kan användas av alla programvaror. Detta filformat kallas IFC, Industry Foundation Classes, och är framtaget av IAI, International Alliance for Interoperability. (Ekholm m.fl. 2000) IFC är ett öppet format som ska underlätta överföringen av objekt mellan olika programvaror och applikationer, om modellen skapas i ADT, Architectural desktop, ska detta format kunna överföra modellen till ArchiCAD. I formatet IFC finns en begränsad uppsättning med objektklasser och regler för relationerna mellan klasserna. Relationerna uttrycks även de som objektklasser. Objekten kan ges många egenskaper, däribland geometriska. Om man använder IFC objekten när man skapar sin modell så underlättar man för överföringen mellan olika format, detta genom att IFC definierar objekten på samma sätt oavsett i vilket program man använder. Det gör att programmen förstår vad det är för objekt även om objektet är skapat i ett främmande program. Men även om modellen redan är skapad så tolkar IFC till exempel väggarna i ADT på ett visst sätt och kommer därför att representera dem på det sättet när de öppnas i en annan programvara. (Ekholm m.fl. 2000) Problemet är dock att det inte är specificerat vilka delar av modellen som är IFC kompatibla, vilket gör att data saknas efter att man exporterat modellen till IFC formatet. Om IFC inte kan definiera vad ett visst objekt är så blir det antingen ett proxy objekt, det vill säga en bild av 3D objektet som blir icke redigerbar, eller så kommer det inte med i IFC filen alls. Exempel på detta är 2D texter som är knutna till modellen. Nedan följer ett exempel för att öka förståelsen för vad som händer när man importerar/exporterar ett IFC format. Exemplet baseras på en export till IFC av en byggnad från ADT, som sedan importeras i ArchiCAD och sedan exporteras igen. IFC versionen är 2.x ADT > IFC > ArchiCAD > IFC Att överföra sin ADT modell till IFC är inte enkelt, om man bara trycker på knappen och använder standard inställningarna, får man dålig kvalitet på IFC modellen. En del objekt sätts till proxy objekt, det vill säga 3D bilder av objekten i ADT. Proxy objekt är ointelligent 3D grafik som enbart ger en visuell representation. Objekten går oftast inte att redigera efter export. ADT hanterar även modellen i olika våningsplan vilket gör det svårt att få ut en modell när man exporterar. Istället får man en per våningsplan. Ytterligare ett problem här är att all 2D data som inte är knuten till något objekt blir 7

18 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model uteslutet ur IFC modellen, såsom rumsangivelser och andra texter. Dessa objekt måste sedan återskapas efter import i det andra programmet. Även vid importering av en IFC fil kan det uppstå problem och svårigheter. Ett problem med importering till ArchiCAD är att vissa objekt som är korrekta i IFC filen blir korrupta av importen. Detta beror på att ArchiCAD feltolkar ett objekt och då kan de objekten som har en relation till det feltolkade objektet bli korrupta. När filen exporteras från ArchiCAD uppkommer fler problem. Till exempel så visas vissa objekt bara i 3D och inte i 2D, samt att vissa innerväggar tappar sin höjd och sätts då till en standardhöjd i CAD programmet. Men här finns möjlighet att göra alla plan till en modell. Vi ser tydligt här att filen tappar information, en liten bit för varje import/export. Detta beror på att programmen har olika sätt att tolka informationen i IFC filen, samt att värdena för objekten ändras. Programmet försöker tolka och göra om vissa objekt till objekt som den kan förstå. Detta leder till förlust av information. (Föreningen för förvaltningsinformation) 3.2. Skillnaden mellan 3D CAD och BIM När man pratar om BIM teknik händer det ofta att man bara tänker på 3D CAD eller visualisering och man förväxlar lätt begreppen. Så vad är då den stora skillnaden mellan BIM teknik och 3D CAD och vad är visualisering? För att skilja på detta måste vi veta vad som är BIM teknik och vad som inte är det. En BIM är parametrisk och objektbaserad. Vanlig 3D CAD är ofta objektorienterad men inte parametrisk, vilket gör att objekten är fördefinierade och man kan inte ange relationer mellan olika objekt, här finns det en viss nivå av information knuten till objekten. Visualisering är en verklighetsbaserad modell som är till för att visa hur det ska komma att se ut eller hur något ser ut. En vanlig visualiseringsmodell som är gjort i till exempel 3D Studio Max består av tomma 3D objekt, 3 dimensionella bilder av verkligheten. Objekten innehåller inte någon information om vad de representerar i verkligheten, det enda som kan knytas till dessa objekt är i princip olika material. En BIM är objektorienterad och man kan knyta produktspecifik information till den, samtidigt som man kan definiera ett visst objekts relation till ett annat. Objekten är intelligenta och innehåller information om vad de representerar för någonting. Med informationen som finns knuten till en BIM kan man utföra beräkningar och simuleringar medan man med 3D CAD enbart får en visuell representation av verkligheten. Så vad är då visualisering, 3D CAD och BIM? BIM är den modell som innehåller mest information, alltså kan vi använda den för att skapa aktuella visualiseringar av byggnaden utan att det kostar massa extra pengar för att skapa en separat ointelligent modell. 3D CAD kan också användas för att skapa aktuella visualiseringar men i en enbart objektorienterad 3D programvara måste alla förändringar i modellen göras för hand. Vi kan inte använda en vanlig 3D CAD modell som BIM om den inte importeras i en BIM 8

19 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model programvara och redigeras en hel del. Om en vanlig visualisering har skapats i till exempel 3D studio max kan inte modellen användas till något annat än en visualisering. Detta är helt ointelligenta 3D objekt och kommer så att förbli. Därför är det viktigt att man har en riktig modell till grund för projektet och sedan, vid behov av visualiseringar, exporterar den till lämpligt program Simuleringar En av de stora vinsterna med att arbeta med BIM är de många simuleringar och analyser man kan göra med modellen och detta redan från ett tidigt skede. Det finns en mängd olika simulerings och analyserings verktyg tillgängliga idag, en del av programmen körs via webben, några som plug in och andra som externa program där en gbxml eller IFC fil importeras. Ett av de företag som tillhandahåller många olika analyseringsverktyg är IES, Integrated Environmental Solutions. Med deras program full VE, Virtual Environment, kan man utföra en rad olika analyser och simuleringar. En del av dem beskrivs nedan. Verktygen från IES finns som plug in och verktygen kommer man åt direkt i programmet. VE Energy är ett programpaket och inkluderar ett antal beräknings och simulerings redskap som används för att beräkna nödvändiga mängder av värme och kyla till en byggnad. Programpaketet används som hjälpmedel då man vill designa en byggnad med så lite mekanisk ventilation som möjligt. Då utförs beräkningar och simuleringar över uteluftsflöden och luftrörelser på grund av vind. Här finns även verktyg för HVAC systemet som ger möjlighet till effektiviseringar. VE Lighting & Daylighting är en simulering för artificiellt ljus och dagsljus. Att få rätt belysning i en byggnad, eller i ett speciellt rum är inte alltid det enklaste. Med en simulering över ljuset som är tänkt i byggnaden och solljuset kan man enklare avgöra om en miljö är för mörk eller för ljus. Figur 4 Ljusmängd i ett rum Källa: VE value & cost är ett hjälpmedel för att bestämma byggkostnaden för byggnaden samt att beräkna livscykelkostnaden för byggnaden, där man bl.a. Får ut driftkostnader under 30 år samt utbyteskostnader för maskiner och dylikt. VE CFD hjälper konstruktören att skapa ett behagligt inneklimat. Genom beräkningar av luftflöden i rummet, värmetillförsel genom utrustning, ventilation och liknande gör det enklare att utforma värme och ventilationssystem så att ett behagligt inneklimat erhålls. Figur 5 Värme fördelningen i ett rum Källa: 9

20 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model VE Egress är ett simuleringsverktyg för utrymningsvägar i en byggnad. Här kan man se vad som händer när en olycka ha inträffat och hela byggnaden måste utrymmas. Med hjälp av denna simulering är det lättare att hitta designfel när det kommer till utrymningen av byggnaden, man har då möjlighet att förbättra utrymningsvägarna så att utrymningen går fortare. (IESVE Verktyg) Green Building Studio från Autodesk är ett annat verktyg för analyser, programmet körs från webben med en länk till BIM programvaran man arbetar med. Detta program används till att beräkna energi kostnad, koldioxid utsläpp, livscykelkostnad, vattenförbrukning och vattenkostnad. För att utföra analyserna gör man en export av modellen via gbxml. Modellen laddas upp på deras webbsida där man anger information om projektet. När simuleringen är klar får man ut en stor mängd med information. Det finns även möjlighet att testa olika Figur 6 Utrymnings simulering Källa: Figur 7 Visar vad elektriciteten används till under ett år. designlösningar. Man kan direkt på webben byta ut en vägg och sedan köra analysen igen för att se vilken effekt förändringen har haft. En annan viktig simulering som görs vid BIM projektering är kollisionsanalys. Här finns möjlighet att kontrollera om ledningar krockar med varandra. Med hjälp av detta kan man lösa kollisioner som har uppstått mellan olika aktörer för att undvika problem på byggplatsen. Kollisionskontrollen görs direkt i Revit och inga tilläggsprogram behövs. Kontrollen visar tydligt vart det är krockar så det blir lätt att åtgärda det. Man väljer vilka delar av systemet som ska kontrolleras för krockar, man kan även välja att göra en kollisionsanalys för hela byggnaden. Figur 8 Resultatet av en krockanalys 10

21 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model Att upprätta tidsplaner för ett bygge samt beräkna arbetsinsatsen som behövs är inte alltid enkelt. För att skapa tidsplaner används gantt scheman där olika milstolpar för bygget finns. Denna tidsplan hålls i vanlig projektering separerad från designen av projektet och måste uppdateras och revideras manuellt. När man använder sig av BIM projektering finns möjligheten att i programmet, eller med tilläggsprogram, skapa planeringen för upprättandet av byggnaden. I Revit kallas det för phasing, där olika faser byggnadens uppförande skapas och vi får då möjlighet att se modellen över tid. Vi kan alltså följa upprättandet av byggnaden redan innan den är byggd. Vi kan se vilka delar som kommer på plats under vissa dagar. Här finns möjlighet att undvika onödig lagring av material på byggplatsen och få en mer optimerad process för byggnationen. Det blir även enklare för arbetsledaren att läsa in sig på projektet. I Revit finns även möjlighet att få en direkt koppling till MS Project. När hänsyn tas till tidsaspekten i en 3D modell kallas det för en 4D modell och man jobbar då med 4D projektering. (BIM Project planning, 2007 ) När man lägger till kostnadskalkylering tillsammans med 3D modellen och tidsplaneringen kan man se kostnaden över tiden och vi har då 5D projektering. Med 5D projektering är det lättare att styra byggnadskostnaderna och se till att de överensstämmer med de tänkta kostnaderna Fördelar och svårigheter med BIM i byggbranschen Det finns en hel del fördelar med att implementera BIM i byggbranschen. Felen som uppkommer under byggnationen minskar eftersom att underlaget håller högre kvalitet och är tydligare. Kostnaden för att upprätta en konstruktion kommer att minska eftersom andelen fel som måste rättas till på plats minskar ordentligt. Även samordningsprocessen blir effektivare och färre missförstånd uppstår mellan de olika aktörerna. Teknikkonsulter uppskattar att samordningsfelen minskar med minst 50%. Kvaliteten på mängdningen är högre och tiden för mängdning och kostnadskalkyler minskar. (Jongeling, 2008) Det finns även andra fördelar som inte är direkta kostnadsbesparingar men som ändå ger en bättre byggnad. När man använder sig av BIM kommer vanlig 3D visualisering på köpet, det är lätt att exportera modellen till ett program som lägger på texturer och ljussätter. Här är det lätt att se hur byggnaden är tänkt att se ut och man kan hitta skönhetsfel som då kan ändras innan byggnaden byggs. Här undviker man även den extra dyra kostnaden för att utföra en separat, inaktuell visualisering av byggnaden. Med BIM har vi möjlighet att utföra analyser och simuleringar av byggnaden redan innan den är byggd. Vi kan placera bygganden i en virtuell miljö, vi kan lysa på den med en sol, blåsa på den med vinden och göra många andra saker för att se hur det påverkar byggnaden för att vi sedan skall kunna optimera designen av byggnaden. Fördelar kommer dock alltid med nackdelar, ett problem med byggbranschen idag är att hela regelsystemet är baserat på 2D ritningar, det finns standarder som talar om vad en ritning ska innehålla, och ritningarna används som underlag för bygglov. Det finns ingen standard idag som reglerar vad en BIM projektering ska innehålla, eller ens vad som är BIM och vad som inte är det. Alltså kan det ligga vilken information som helst i BIM filen 11

22 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model som fås vid beställning av BIM projektering. När bygglov skall sökas måste fortfarande 2D ritningar skapas. Andra problem som finns när man vill inför BIM i byggbranschen är avsaknad av ett fungerande gemensamt filformat för informationsöverföring mellan olika programvaror, alltså är informationen inlåst i olika format och man måste fortfarande exportera till andra programvaror som till exempel Excel för att föra över informationen till entreprenörens inköpssystem. (Brist på samordning hotar BIM) Idag finns ett öppet filformat för BIM, men formatet behöver utvecklas och anpassas för de svenska standarderna. Det enda alternativet till ett öppet filformat är att enbart tillämpa en plattform IPD Integrated Project Delivery IPD är myntat av AIA, American Institute of Architects och det började pratas om det för bara något år sedan. IPD är ett nytt sätt att projektera och ett helt nytt sätt att tänka kring projekterandet av en konstruktion. IPD är en process där man samarbetar för att minska onödiga utgifter och ineffektiv tid samt att uppnå ökad effektivitet under design, konstruktion och fabricering. Hela grunden i IPD bygger på gemensamt samarbete och delat ansvar från början. Redan när byggnaden är i idé stadiet så skall byggherre, arkitekten och de största entreprenörerna var med. Synpunkter på designen skall redan då komma så att framtida problem kan undvikas redan innan de dyker upp. Teamet skall sedan arbeta med projektets bästa i åtanke. Detta har varit aktuellt redan tidigare i byggbranschen. Men det har varit svårt att tillämpa det i praktiken eftersom det har varit svårt att dela informationen med varandra på ett smidigt sätt. Denna möjlighet finns nu med BIM. Alltså finns möjlighet till en effektivare projekteringsprocess. (IPD definition, 2007) För att förstå skillnaden mellan traditionell designprocess och integrerad design måste man veta hur en traditionell process går till. Dessa bilder visar ett traditionellt sätt respektive ett integrerat sätt att projektera på. Figur 9 Traditionell design process Källa: AIA 12

23 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model I den traditionella processen ser vi att när upprättandet av byggnaden börjar så har inte designen av byggnaden avslutats än. Detta leder ofrånkomligen till komplikationer på byggplatsen eftersom att designen ändras under byggtiden. Det leder ofta till ändrings och tilläggsarbeten vilket entreprenören tjänar väldigt mycket pengar på. När något måste ändras på plats så får man betala en extra procentsats eftersom det inte var med i originalhandlingarna, sedan måste byggherren även betala för den extra tid som entreprenören lägger ner på arbetet. (Howard Goldberg) Figur 10 Integrated design Källa: AIA Till skillnad från en traditionell process så är designen av byggnaden klar redan innan bygget börjar när vi tillämpar integrerad design. Detta gör att kostsamma ÄTA arbeten försvinner i princip helt. Det enda som kan skapa ÄTA arbeten är om ägaren ändrar i designen. När man tillämpar IPD går man genom fem olika faser, dessa faser visas i bilden integrated design, figur 10 och beskrivs nedan. Fas 1: Den första fasen kallas för Conceptualization i denna fas skapas teamet som skall jobba med projektet. Här samlas information från så många intressenter som möjligt och man bestämmer sig för vilka tekniker man skall använda under projektet så som BIM. Man börjar även ta fram viktiga parametrar för byggnaden, så som tid, kostnad, storlek, gröna mål och liknande. Kort sagt under den första fasen bestäms vad det är som skall byggas. Fas 2: Nästa fas är Designfasen som är uppdelad i Criteria design och Detailed design. Under criteria design börjar projektet ta form. Här testas olika lösningar för designen. Viktigt här är att alla arbetar med modellen. Samtidigt som arkitekten formar byggnaden så designar VVS konstruktören de installationssystem som skall finnas i byggnaden. Designvalen som beslutas i projektet görs med hänsyn till byggnadens bästa, inte det enskilda företagets bästa. 13

24 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model Detailed design avslutar delen av projekteringen som innefattar vad som ska byggas. Här görs alla designval klart och varje aktör får kontrollera att sin del i modellen är korrekt. Det blir ett gemensamt ansvar för att modellen är korrekt. I denna fas görs även kostnadsberäkningar, inga uppskattningar utan riktiga kostnadsberäkningar skapade ur den gemensamma modellen. Här delar man med sig av modellen till underentreprenörer och liknande för koordinering och konfliktlösning. Fas 3: Implementation documents är den tredje fasen och här skiftar fokus från vad som skall byggas till hur det ska byggas. Här skapas alla de ritningar som behövs och här finns det även möjlighet att prefabricera mycket av byggnaden, detta pågrund utav att hela designen av byggnaden är klar. Kostnads kalkyleringar görs klart med hjälp av 5D teknik där kostnaden kan ses över tiden för bygget. Fas 4: Fas fyra kallas för Construction, I denna fas börjar vi bygga byggnaden. Eftersom det inte finns några fel och krockar i modellen kommer konstrueringen av byggnaden att gå smidigt och konstruktionen blir klar enligt tidsplan. Det blir även mindre spill eftersom mycket kommer prefabricerat. Här görs även korrigeringar av modellen så att den representerar byggnaden så som den faktiskt blev byggd. Fas 5: Den sista fasen är Own and operate, den färdiga 3D modellen är klar att levereras till ägaren och kommer att ingå i driftsystemet för byggnaden. Modellen kan sedan användas igen när det är dags för renovering. Det viktigaste med IPD är att man arbetar mot samma mål och med projektets bästa i tanken. För att underlätta IPD använder man sig av BIM, för att detta skall kunna fungera är det viktigt att interoperabilitet existerar. När man tillämpar IPD skall det finnas en känsla av teamwork, om inte teamet fungerar får man inte heller någon bra slutprodukt. Samordningen skall ske digitalt, användningen av pappersbaserad information skall minimeras. (IPD definition, AIA) För att få detta att fungera i praktiken kan vi gå tillväga på olika sätt. Vi kan välja att arbeta med olika plattformar och då använda olika modeller. För att sedan samordna med hjälp av exempelvis Navisworks, en programvara från Autodesk, som kan importera alla filformat. Detta är givetvis inte BIM och inte IPD heller, eftersom att all informationen inte kan kommas åt av all aktörer. Eftersom vi i detta läge inte arbetar från samma modell måste vi hela tiden manuellt hålla koll på att rören ligger i väggen efter det att arkitekten eller VVS konstruktören har ändrat i sin modell. När manuella uppdateringar sker blir det också felaktigheter. Resultatet blir att fördelarna med att försöka använda BIM blir få eftersom vi fortfarande kan få motsägelser i informationen. Detta är alltså varken BIM eller IPD. 14

25 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model Ett annat alternativet är att använda IFC som ett gemensamt filformat. Detta skulle innebära att man måste begränsa användandet av programvarorna till det som IFC kan hantera. Även kontroller måste utföras för att hela tiden kontrollera att det inte har blivit feltolkningar i informationen vid exportering och importering av IFC. Detta är också ett klumpigt sätt att utföra projekteringen då informationsmängden blir begränsad och risken för förlust av informationen är stor. Ett tredje alternativ är att från början av projektet bestämma vilken plattform hela projektet skall använda. Detta måste sedan alla aktörer rätta sig efter. Detta val bör man sedan göra för varje projekt man skall utföra och då med hänsyn till vad som krävs av programvarorna. Detta gör att man kan arbeta från en gemensam fil, när vi arbetar från en gemensam modell är informationen hela tiden aktuell och korrekt. Väljer man nu att lägga filen på en webbaserad server kommer alla aktörer åt och ser all information i modellen. När alla aktörer kan arbeta utifrån samma fil kan vi börja tillämpa IPD. (Daniel Monsén, 2009) 15

26 BIM vid installationsprojektering Kapitel 3 BIM Building Information Model 3.6. Programvaror som hanterar BIM För att avgöra om en programvara är BIM hanterande ska man titta på hur det hanterar 3D objekt, och relationen mellan objekten. En BIM hanterande programvara är helt objektorienterad och bygger på parametriska relationer mellan objekt. Eftersom BIM tekniken konstant är under utveckling är det lättare att specificera vad som INTE är BIM teknik än att få med allt en BIM programvara kan innefatta då detta skiljer sig mellan programvarorna. De programvaror som skapar dessa modeller ändvänder inte BIM teknik: Modeller som är uppbyggda med 3D men inte kan ha några attribut knutna till sig. Dessa modeller kan enbart användas för visualisering då de inte har någon intelligens. Modeller som inte är parametriska kan inte flytta sig automatiskt. Vilket leder till att ändringar i en del av modellen som i verkligheten påverkar en byggnadsdel i en annan del av byggnaden inte kommer att påverka det objektet i modellen. Det gör att alla ändringar måste göras manuellt trots att modellen är i 3D. Modeller som tillåter förändringar i en vy vilka inte reflekteras i de resterande vyerna. Detta skapar problem och inkonsekvens i modellen. En stor skillnad mellan BIM programvaror, förutom interface och funktioner, är systemuppbyggnaden. En del system har all information i minnet, de är så kallade minnesbaserade system. Dessa system är bra för mindre projekt då filernas storlek är små till en början. Vid större projekt växer filerna fort i storlek och blir snabbt svåra att hantera då det kan ta lång tid för vissa processer att utföras. Andra system, filbaserade system, jobbar mot filer och kan öppna, uppdatera och sedan stänga flera filer samtidigt. Dessa system går långsammare för små projekt, men i takt med att projektet blir större blir inte programvaran speciellt mycket långsammare. Exempel på programvaror som använder den först nämnda typen av system är Revit och ArchiCAD. Medans Bentley, Digital projekts och Tekla Structures är filbaserade system. (Eastman m.fl. 2008) 16

27 BIM vid installationsprojektering Kapitel 4 Revit MEP 4. Revit MEP 4.1. Om Revit MEP Revit skiljer sig väldigt markant från vanlig CAD. I Vanliga AutoCAD arbetar vi i lager, man lägger lager på lager, tänder, släcker och låser lager beroende på vad som skall visas. I Revit är allt objektorienterat och parametriskt, allt i modellen är relativt något annat. Här bygger vi modellen från plan (level). Dessa plan hör inte till själva modellen utan är mer ett hjälpmedel för att orientera sig i rymden. Här väljer vi ett nollplan och sätter offset lika med noll. Sedan kan fler plan göras allt eftersom modellen byggs på, det är smidigt att ha plan för varje våning. Planen hjälper oss när vi väljer objektens position i rymden, vi sätter ut alla objekten relativt till dessa plan. Väljer vi sedan att flytta ett plan så kommer objekten som har en relation till det planet också att flyttas. När vi anger höjden på en vägg kan vi ange att höjden skall gå till nästa plan, vilket gör att om en förändring gällande våningshöjd skulle bli aktuell är det cirka två knapptyck för att ändra höjden på alla väggar, lampor, tilluftsdon, kanaler och så vidare, förutsatt att de har en relation till planet. För att hela modellen skall sitta ihop behöver väggar och tak veta vad de sitter ihop med, för detta finns det en funktion attach. När denna funktion används så anpassar sig väggen automatiskt efter takets profil, det betyder att om vi har lutande tak så blir väggen automatiskt klippt så att den passar in med taket. Till planen knyts sedan vyer, floor plan och ceiling plan. I vyn ställer vi in hur mycket av modellen vi vill se, hur djupt ner och hur högt upp. En vy måste vara knuten till ett plan, om vi sedan tar bort planet så tas även vyerna som är baserade på planet bort. Även objekten knutna till planet tas bort. Det är vyerna som avgör vilka delar av modellen vi ser, i vyerna kan vi gömma en viss grupp objekt och välja att bara se till exempel kanaler eller rör. Revit MEP hanterar alla discipliner inom Byggprojektering, Arkitekten kan använda programmet för att göra sin modell, sedan kan konstruktörerna använda samma programvara för att göra sina delar, här finns möjlighet att dela på samma modell. För att kunna arbeta med en gemensam fil måste vi skapa en central fil som läggs upp på en server, utifrån denna källfil lånar sedan aktörerna de respektive objekt som de vill arbeta med för tillfället. För att underlätta utlåningen av objekt från källfilen bör man använda Worksets i dessa reglerar man vilken användare som får hämta vilka objekt. Användaren kan då välja att hämta ett helt workset, till exempel våning ett. Då kan ingen annan aktör ändra objekten på våning ett. Om då arkitekten flyttar väggen, som har en relation med röret som gör att röret ligger fast i väggen, så flyttas rören också. När arkitekten sedan lägger tillbaka våning 1 i källfilen så får installationsingenjören meddelande om detta och får då välja vad som ska göras. På så sätt är alla aktörer hela tiden medvetna om vad som händer med modellen, och inga felaktiga förändringar kan göras, så som att en bärande vägg flyttas av arkitekten eftersom att konstruktören måste godkänna flytten av väggen. När vi arbetar mot en central fil så plockar vi alltså bara ut delar av modellen, som nu kan vara hur stor som helst då ingen behöver läsa in hela filen samtidigt vilket löser problem med skalning. 17

28 BIM vid installationsprojektering Kapitel 4 Revit MEP När vi arbetar i VVS konstruktörens disciplin så ser man övriga element, så som väggar och tak, som halvtransparenta linjer vilket gör det mycket enklare att se det man arbetar med. Även när man ser modellen i solid form så syns det A har gjort enbart som linjer. För att samordna alla discipliner finns det en till disciplin som kallas coordination, där syns allt i modellen, även det som är länkat till modellen. I det här läget är det enkelt att se krockar mellan olika discipliner. De discipliner som finns att välja på är architechtural, structural, mechanical, electrical och coordiantion. Det finns även subdiscipliner så som HVAC och plumbing, subdisciplinerna definierar användaren medans disciplinerna är fasta. Subdiscipliner hjälper till att hålla ordning på de olika delarna i modellen och det blir mer överskådligt i projektträdet. Figur 11 Bild över Revit MEP Att arbeta med denna typ av programvara skulle kunna beskriva det som att jobba i olika vyer, beroende på vilken vy vi har aktiv för tillfället så ser vi olika saker, det påverkar även de objekten vi placerar ut. Om vi är i vyn som exempelvis har plan 1 som underlag så kommer objekten du sätter ut att vara relativa plan 1. Sedan beror det på vilken disciplin vyn tillhör, vilka inställningar och filter som är aktiva, om vi ser det vi placerar ut. För att på ett smidigt sätt hantera vyerna och det vi ser finns inställningar i visibility graphics, där vi bland annat kan ställa in vilka delar som ska synas. Vi kan även definiera filter, dessa kan gömma objekt baserat på olika villkor som vi anger. Vi kan exempelvis gömma allt som har ett visst ord i systemnamnet, så som supply för att gömma all tilluft. Detta är ett kraftfult verktyg när man arbetar och det används hela tiden, kort sagt det begränsar vad vi ska se. 18

29 BIM vid installationsprojektering Kapitel 4 Revit MEP Att skapa ritningar i programmet är väldigt enkelt. Det är som att skapa ett par nya vyer och sen med visibility graphics ställa in vad det är som ska synas, sedan använder man den vyn som bas för en ritning. Ritningsfilen hämtar informationen från vyn och skapar en ritning som uppdateras om det skapas förändringar Revit Familjer En familj är en grupp objekt, kan även vara enbart ett objekt, som har likartade egenskaper. Så som radiatorer av en viss modell, med en viss höjd, har ett visst antal watt per längdmeter. Men de ser likadana ut, enbart höjden och längden som varierar. Alltså kommer den typen av radiatorer att samlas i en familj, där parametrarna för effekten är beroende av höjd och bredd. Flödet är beroende på skillnaden i bland annat inloppstemperatur och utloppstemperatur och kan anges som en ekvation vilket gör att flödet fås automatiskt. Vi behöver inte ange alla parametrar för radiatorerna som ekvationer om vi inte vill. Det kan lämnas öppet och vi får då mata in de aktuella värdena när radiatorn är placerad. Det är väldigt smidigt att kunna skriva parametrarna som ekvationer. För när vi då placerar ut radiatorn behöver vi bara ange den aktuella höjden och bredden för att få ut rätt effekt och flöde. När vi skapar familjen kan vi även välja att lägga till andra parametrar som vi vill ska finnas med till exempel kostnad och tillverkare. Behöver man senare i modellerande ändra i en familj, så är det väldigt enkelt och alla objekten i modellen uppdateras med den nya informationen. Det finns två olika typer av familjer i Revit, system familjer och komponent familjer. Systemfamiljerna är för att nämna några plan, kanaler och rör. Medans komponent familjerna är objekt som tilluftsdon, väggar, toaletter och radiatorer. Komponent familjerna är de editerbara objekten som kan läggas till i modellen. Systemfamiljerna är inte editerbara. 19

30 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun 5. Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun Ett teknikcollage, Masugnen, med byggstart i augusti 2008 i området dalkarlshyttan används som utgångspunkt för den praktiska delen av examensarbetet. Byggnaden är en tvåplans skolbyggnad för gymnasieelever med inriktigt på teknik. I byggnaden skall allmänventilation och värme projekteras. Underlaget för projektet är A ritningar, plan och sektion, ritningarna är delvis i 3D och finns tillgängliga i ADT format. Projektet skulle genomförts med programvaran MagiCAD men komplikationer med licensavtal leder till att projektet genomförs med programvaran Revit MEP, från vilken ingen tidigare erfarenhet finns Projektet byggs upp För att kunna använda informationen i ADT modellen så exporterades den till formatet IFC. En del problem uppstod då de första exporterna enbart blev proxyobjekt, ointelligenta bilder av 3D objekten i ADT. När en stor del inställningar gjorts i ADTs exporterings inställningar och i revit MEP s importeringsinställningar fungerar arkitektens modell i Revit, och den är fullt redigerbar. Eftersom hela modellen inte sitter ihop i ADT utan plan 1 ligger i en fil och plan 2 i en annan så exporteras de också separat till IFC. När modellerna, Plan 1 och Plan 2, öppnas i Revit MEP är de inte fullständiga, vägghöjderna stämmer inte med de angivna på ritningen och taket existerar inte. En del retuschering av modellen görs. Väggarna är tomma det vill säga Revit känner igenom dem som väggar men de innehåller ingenting. För att prova på Revit familjer lite så öppnas väggfamiljerna och görs till viss del om. Väggarna innehåller nu betong, isolering och gipsskivor. Här kan man även ställa in kostnad, brandklass och så vidare. Figur 12 Exempel på en väggs uppbyggnad Vid exportering och importering av IFC filerna tappades informationen om rum och rumsnummer. Utrymmena får därför återskapas i Revit som spaces och liknande utrymmen samlas i Zoner. När detta är gjort så känner Revit igen utrymmena som utrymmen och kan därför utföra beräkningar och simuleringar i dessa utrymmen. För att kunna utföra värmeförlustsanalyser och luftflödesanalyser behöver man definiera rum och zoner. Simuleringarna utförs med tilläggsprogrammet IES<VE> (Integrated Environmental Solutions < Virtual Environment>). I inställningarna för space anges vad för utrymmestyp just det här rummet är rum till exempel en matplats. När man anger vad för typ av rum det är så väljs luftomsättning och luftflöde, samt personer per area. Dessa värden påverkar värme och luftflödes analyser. Det finns även möjlighet att själv ställa in specifika värden för varje rum. 20

31 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun När zoner är placerade så gör man en Heating and Cooling loads analysis, för att ta reda på vad det behövs för luftflöden i respektive rum. Heating and Cooling loads analysis är ett verktyg från IES som finns med i Revit från början. Verktyget beräknar vilka kyl och värme mängder som behövs i de olika rummen. Jag har även gjort detta för hand för att kunna jämföra resultaten, se bilaga 1 respektive bilaga 2. Eftersom den första heating and cooling loads analysis jag gjorde gav väldigt felaktiga värden så har handberäkningen använts som underlag. För att skapa egna Revitfamiljer krävs en hel del kunskap om hur de ska fungera och vilka parametrar som bör finnas, då jag inte har denna kunskap har jag först försökt hitta nya familjer på internet, men misslyckats. Jag har även vänt mig till CAD specialisten som tyvärr inte har haft tid att hjälpa mig med detta. Jag har därför använt standardobjekt, de som redan finns i Revit biblioteket. Detta har resulterat i felaktigt utseende och att inga aggregat har lagts till, alltså har hela projektet begränsats till utbudet i standardbiblioteket. När det kom till att projektera värme hade jag fått tillräckligt med förståelse för programmet så jag kunde gå in och redigera en Revitfamilj så att rätt värden på effekter valdes beroende på val av radiator Ventilation Heating and Cooling loads analysis gav ett tveksamt resultat när jag jämförde det med mina egna beräknade tillufts och frånlufts flöden baserat på area per person och rumstyp, se bilaga 1 respektive bilaga 2. Flödena som är framräknade för hand specificeras i tilluftsdonen som placeras ut i byggnaden på lämpliga ställen. Tilluftsdonen sätts relativt till det plan vars vy jag arbetar i. För att skapa ett tilluftssystem behövs både fysiska och logiska kopplingar. Det finns två sätt att skapa systemet i Revit MEP, antingen skapar man en logisk koppling mellan tilluftsdonen och använder layout path vilket autogenererar en kanaldragning utifrån givna inställningar. Om vi vill att kanalerna ska gå längs väggarna eller om de ska gå som ett nätverk mitt i taket. Att använda detta sätt kan vara smidigt. Men man måste alltid lägga om en del av kanalerna för att få det som man vill ha det. Fördelen är att man inte behöver dra varje kanal till donen utan det blir att man drar de stora kanalerna i stället. Det andra sättet är att skapa de fysiska kopplingarna först, man placerar ut alla kanaler själv och sedan skapar den logiska kopplingen. Man kan även använda sig av en kombination av de två sätten. Jag har valt att skapa kanalerna först för att få mer kontroll på hur de placeras ut. Anslutningar och övergångar skapas automatiskt av Revit MEP, givet vilka anslutningar och övergångar som får användas. För att undvika att kanalerna går igenom taket/bjälklaget vid dimensionering sätts en begränsning in som ska göra att kanalen inte kan komma närmre taket än ett visst mått. Här upptäcks en bugg i programmet vilket gör att det tar väldigt lång tid för mig att få det att fungera, se mer under avsnitt 5.3 Svårigheter 21

32 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun För att programmet ska kunna utföra beräkningar måste donen anslutas till ett logiskt system. För frånluften och tilluften skapas två separata system, eftersom det blir stora flöden ska två aggregat användas, systemen kallas LB01 och LB02. Allt för sent i projektets gång hittade jag inställningarna som reglerar vilka kanaldimensioner som programmet får använda vid dimensionering, vilket material de ska ha om ska vara någon lutning på ledningarna. Då jag försökte ställa in dessa inställningar så pass sent i projektet blev det svårt att göra det på ett smidigt sätt. De kanaldimensioner som redan fanns i projektet kunde inte tas bort så länge som någon kanal hade den dimensionen. Vilket ledde till en del trixande för att stänga av vissa icke standard dimensioner. Dimensionering av alla kanaler görs med hjälp av Revit s egna beräkningsprogram, parallellt med det görs även all dimensionering för hand, som en kontroll av programmets beräkningar. Det visar sig att på vissa ställen klarar programmet inte av att dimensionerna, varför? Det funderar Autodesk utvecklare också på. Felet dyker upp utan felmeddelande, Nu skickas filen till Autodesk för möjligheter att utveckla programvaran. Eftersom jag insåg att problemet med dimensioneringen kunde lösas då alla kanaler och anslutningar lades om på nytt, så gjordes hela tilluftsystemet om. Det fungerade då alldeles utmärkt att dimensionera hela systemet. Men strax efter började det visas felaktiga kanaldimensioner när vissa kanaler markerades. Efter detta uppkommer samma problem igen. Figur 13 Ventilationssystemet plan 1 22

33 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun Figur 14 Ventilationssystemet plan Värme Sättet att utföra projekteringen för värmeinstallationerna påminner mycket om sättet att arbeta med ventilationen. Man börjar med att placera radiatorer precis som man vid ventilationen börjar med till och frånluftsdonen. Även här måste det finnas både fysiska och logiska kopplingar i systemet och de skapas på samma sätt som för ventilationen, men rör används istället för kanaler. Radiatorerna som används har en av Revit s familjer som grund men familjen är duplicerad och omgjord. Detta för att bättre stämma överens med de radiatorerna jag hade tänkt mig för byggnaden. Effekten som fås av radiatorerna är skriven som en ekvation beroende på längd och typ. Se transmissionsberäkningen, bilaga 3, för värmebehov i rum och val av radiatorer. Även flödet över radiatorn beräknas med en ekvation, efterhand tas denna bort då flödena blir för låga och programmet avrundar till noll. Därför sattes alla flöden som underskrider 0.01 till Här testade jag att låta layout path skapa ledningarna, men det visade sig inte bli speciellt bra och det var svårare att redigera än att ta bort och göra om. När man ändvänder layout path måste man utforma hela det logiska systemet på samma gång. Eventuellt att man kan skapa det logiska systemet i etapper och däremellan använd layout path och kombinera med egna dragna ledningar. Rörledningarna drogs tillslut även här för hand, vilket gjorde det enkelt att hålla koll på höjder och för att säkerställa avståndet från golv och upp till nästa rörledning sattes fasta mått med verktyget dimension. Vid dimensionering av rörsystemet uppkommer det problem som är svåra att förklara. Vid första försöket, precis när systemet är fysiskt länkat går det att dimensionera. Ett tag senare fås felmeddelande flow for this section is 0 vilket borde komma upp om det är hål i ledningen, det vill säga om ledningen inte sitter 23

34 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun ihop korrekt fysiskt. Alla ledningar och anslutningar kollas igenom, och inget fel hittas. Man kan även se att flödet har ett värde om man tittar på egenskaperna för ett visst rör. Rörsystemet lämnas utan att de sista dimensioneringarna är gjorda eftersom jag ansåg att jag inte hade tid att felsöka hela systemet. Figur 15 Rörsystemet 5.2. Analyser och Simuleringar Under arbetets gång har jag försökt göra en del analyser och simuleringar av modellen. Jag har för det mesta fått tveksamma resultat vilket förmodligen beror på okunskap dels vid skapandet av modellen i Revit men också i hanteringen av analyseringsverktygen. Jag har testat delar av IES verktyg, Det första jag testade var deras Heating and Coolingloads analysis vilken finns med i Revit MEP redan från början. Som jag har nämnt tidigare gav detta ett tveksamt resultat, jag har laborerat med inställningar för att försöka förstå hur det ska göras för att bli korrekt. Analysen körd med standard värden finns i bilaga 2. När värdena för personer och uteluftsflöde per person ändras för att bli mer korrekta så får jag negativa luftflöden och uppvärmningsbehov. För att få pålitliga värden skulle jag behöva mer information om hur analyseringsverktyget fungerar. Jag kontaktade IES för att få testa deras fulla version och prova på lite fler analyser, tyvärr tycker de att vi studenter ska betala för programvaran medans företagen kan hämta hem en 30 dagars gratis test på deras webbsida. Jag fick då tillåtelse av TCA att använda deras företagsnamn för att registrera mig och hämta hem en nyckel och en gratis version. Tyvärr fungerade inte nyckeln och jag var tvungen att kontakta IES, de kom då på att jag har varit i kontakt med dem innan, men då som student, och de insisterade på att jag skulle betala för att prova. Så jag har tyvärr inte haft möjlighet att testa några fler analyser från IES. Jag har även testat Green Building studio från Autodesk, de har beräknat koldioxid utsläppet för byggnaden, samt livscykel kostnad och lite andra kostnader. För att se resultatet från analysen se bilaga 4. Detta var ett smidigt nätbaserat verktyg men jag har 24

35 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun ingen möjlighet att avgöra om informationen är någorlunda korrekt eller inte eftersom jag saknar tidigare erfarenhet av liknande beräkningar. Jag har även utfört kollisions kontroll av ventilationssystemet och värmesystemet Svårigheter Att ro iland det här projektet har kommit med en hel del svårigheter och problem. En ganska stor del av det beror på okunskap om programmet och en annan del beror på buggar. De problem som har uppkommit har i första hand kommit vid dimensionering av kanaler och rörsystem, vid kanalsystemen har det yttrat sig så att programmet inte har ändrat dimensionen på kanalen till den korrekta. Första gången detta skedde visste jag givetvis inte vad det berodde på och var ganska förvirrad vilket ledde till att alla kanaler kontrollerades med en beräkning för hand. När problemet inträffade andra gånger han jag observera vad det var som orsakade det. När man markerar flera kanaler samtidigt, och övergångar mellan kanaler så visar programmet felaktiga möjligheter till kanaldimensioner. Väljer man av misstag en av dessa dimensioner är det precis som att programmet inte kan hantera kanalerna längre och de måste tas bort och läggas om. Filen samt en genomgående steg för steg beskrivning har skickats till Autodesk i Danmark vilka har skickat den vidare till utveckling. Figur 16 Felaktiga kanaldimensioner Förklaring: nere till vänster syns mechanical settings, där reglerar jag vilka dimensioner som ska vara tillåtna. När kanalerna är markerade (det som är rödmarkerat) så syns det uppe till vänster att jag kan välja bland helt andra dimensioner än de jag specificerat i Mechanical settings. 25

36 BIM vid installationsprojektering Kapitel 5 Dalkarlshyttan Ett teknikcollege i Lindesbergs kommun Det andra stora problemet kom när jag ville begränsa kanalernas utbredning i höjdled. Eftersom kanalerna från början har sin utgångspunkt centrerad i kanalen så ökar höjden på kanalen lika mycket uppåt som nedåt vid dimensionering. Det smidiga med Revit är att man kan välja att kanalen ska ha överkanten som utgångspunkt och att man sedan kan sätta avståndet från exempelvis bjälklaget till överkant på kanalen vilket resulterar i att kanalen inte kommer närmare bjälklaget än det satta avståndet. Problemet här är en bugg som gör att plushöjden till mitten på kanalen blir den samma som till överkant på kanalen, detta utan att flytta kanalen. Då jag har varit i kontakt med Autodesk och Figur 17 Bugg i programmet Förklaring: När vertical justification är satt till Top är det överkant på kanalen som är referensen, alltså om jag skriver in en offset så ska det vara överkant på kanalen som hamnar på den nivån. Här ser vi dels i min veiwport att överkant på kanalen ligger på 4100, vilket även den offset som jag givit gör. Det som inte stämmer här är Top elevation som nu är 4180 och borde vara 4100 uppmärksammat dem på mina problem har de erkänt det som en bugg i programmet och skall åtgärda det till nästa uppdatering. Även problem med dimensionering av rörsystemet har dykt upp, dessa problem kan jag inte förklara och känner inte att det är viktigt att försöka lösa det heller då jag har fått en bra överblick av programvaran. Jag har även varit väldigt begränsad i min användning av Revit MEP då jag inte fullt ut kan skapa mina egna familjer och objekt till programmet. Detta är en vital del i hela tänket med programmet. Det är ungefär som att arbeta med 2D CAD utan att kunna skapa block. Det är viktigt att man kan skapa sina egna bibliotek av objekt och inte bara använda sig av Autodesk egna fördefinierade objekt, då de inte stämmer överens med 26