Stavebnictví ve znamení nul a jedniček

Klíčovou roli v tomto procesu přitom hraje takzvaná metoda BIM (Building Information Modelling). Informační modelování staveb je důležité nejenom pro vznik budov, ale také pro jejich užívání. 

Vytváří takzvané digitální dvojče budoucího objektu; investor tak od první chvíle ví nejenom to, kolik peněz bude stát vybudování stavby, ale také s jakými náklady bude muset počítat během provozu. 

Právě metoda BIM podle odborníků reprezentuje základní stavební kámen pro úspěch digitalizace ve stavebnictví, včetně nástupu takzvaného Stavebnictví 4.0. To je obdobou známějšího Průmyslu 4.0 zastřešujícího nástup digitálních technologií a automatizace v rámci průmyslové výroby. 

Proč je metoda BIM tak důležitá? Představuje globální jazyk, lépe řečeno univerzální formát pro vzájemné sdílení dat a spolupráci jednotlivých profesí a skupin, které do budování a užívání stavby zasahují. Je proto jedním z hlavních nástrojů, jak dosáhnout zefektivnění celého odvětví a zároveň vyšší konkurenceschopnosti českých společností na mezinárodním trhu.

Ostrý start za dva roky

Pro Česko je přitom zásadním milníkem v této oblasti rok 2022. Od tohoto termínu je totiž naplánováno uložení povinnosti používat BIM pro všechny nadlimitní veřejné zakázky na stavební práce financované z veřejných rozpočtů. Vyplývá to z vládní koncepce zavádění digitalizace stavebnictví na roky 2018–2027. 

Hnacím motorem pro zavádění metody BIM v České republice tak budou právě veřejné zakázky. „Stát zadává zhruba 40 procent ročního objemu investic, který se v ČR pohybuje kolem 450 miliard korun. Z toho vyplývá, že pokud má někdo stanovovat standardy a zlepšovat konkurenceschopnost celého odvětví, je to právě stát,“ komentuje Petr Matyáš, obchodní ředitel společnosti di5 architekti inženýři. 

„Neefektivita ve stavebnictví se pohybuje kolem 57 procent. Způsobují ji zejména chyby při stavbě, ať už se jedná o nevhodné plánování lidských a materiálních zdrojů, či velké množství předělávek kvůli špatné koordinaci jednotlivých stavebních kroků. Jestliže se díky BIM podaří zvýšit efektivitu o pouhých deset procent, ne 20 či 30 procent, což je potenciál, o kterém se v jeho souvislosti hovoří, potom se jedná o 45 miliard korun ročně v investicích. A zvýšení efektivity o deset procentních bodů není nic nedosažitelného,“ dodává Petr Matyáš.

„Neefektivita ve stavebnictví se pohybuje kolem 57 procent. Způsobují ji zejména chyby při stavbě.“ Petr Matyáš , di5 architekti inženýři.

Zatím vede Skandinávie

Podle jeho slov je důležité, aby se zavádění metody BIM do praxe testovalo na pilotních projektech.  Právě proto stále více evropských zemí a organizací veřejného sektoru zavádí programy na podporu širšího vy­užívání BIM na národní i regionální úrovni. Mezi evropské státy, které metodu aktivně využívají, patří Norsko, Finsko, Dánsko, Nizozemsko, Velká Británie, Francie, Španělsko či sousední Německo. 

Díky tomu se Česká republika může inspirovat okolními státy, ale lokální zkušenost pro další práci s BIM je nezbytná. „Stěžejní bude, kolik se do roku 2021 stihne realizovat a vyhodnotit pilotních projektů. Cenné zkušenosti s používáním BIM lze přitom čerpat již nyní, a to například z výstavby nového sídla Nejvyššího kontrolního úřadu v Holešovicích, dvou moderních výzkumných center Univerzity Karlovy na Albertově, rekonstrukce Státní opery v Praze či šesti až sedmi projektů Státního fondu dopravní infrastruktury. Podobných staveb bude ale určitě více,“ říká Petr Matyáš.

Vedle státu zavádí metodu BIM do praxe také soukromý sektor. Společnost Skanska patří díky mateřské společnosti ve Skandinávii k průkopníkům metody BIM na českém trhu. Využila ji například u rezidenčního projektu Terasy Strašnice, na kterém spolupracovala právě kancelář di5 architekti inženýři. I na tomto projektu se přitom potvrdilo, že množství kolizí a předělávek na stavbě je díky práci s metodou BIM výrazně nižší. 

Méně chyb a omylů

Výskyt nižšího počtu omylů, chyb nebo špatně zkoordinovaných částí projektu dokumentují také čísla ze zahraničí. Například ve Velké Británii se pohybuje na úrovni 40 procent, což přináší zkrácení stavby o celých 20 procent. „V podstatě všichni velcí investoři, kteří za námi jako architekty nyní přicházejí, chtějí, abychom jejich projekty odevzdali v BIM. Ať už se jedná o společnosti jako Penta Investments, Skanska, či Metrostav Development,“ dodává Petr Matyáš.

Používání tohoto digitálního postupu přitom může ušetřit čas nejenom při samotné stavbě, ale také při jejím povolování úřady. Právě zdlouhavost administrativních a byrokratických procesů je přitom v současnosti největším problémem českého stavebnictví a jedním z největších problémů české ekonomiky vůbec. Podle Petra Matyáše není dlouhodobě únosné, aby 80 procent času trvalo povolování stavby a pouze 20 procent samotná výstavba. Což je v současnosti v Česku běžná praxe. 

Díky technologii BIM bude dokumentace transparentnější pro veřejnost a usnadní se tím komunikace a prezentace záměrů při veřejných projednáních. „Jsem přesvědčen, že bychom v budoucnosti mohli z pohledu veřejnoprávního projednání končit povolením stavby v podobě územního rozhodnutí. A pokud u některých staveb budeme přece jen potřebovat nějakou další formu povolení nebo ověření dodržení všech podmínek územního rozhodnutí, půjde o odborné ověření – ať už stavebním inspektorem, nebo v rámci veřejnoprávní smlouvy s úřadem,“ komentuje Petr Matyáš.

Stavbu posoudí robot

Zkušenost ze světa ukazuje, že státy, které využívají dokumentaci v technologii BIM, mají procesy značně zautomatizované. Buď celé stavební řízení řeší tak, že projektant odevzdává přímo BIM model budoucího objektu, který je nejprve kontrolovaný automatem či robotem z pohledu dodržení zákonných norem a až poté případně člověkem. Nebo předtím než odevzdá dokumentaci do standardního procesu, je nějakým automatem zkontrolována a odevzdává se již s protokolem o automatické kontrole. Tudíž se zárukou, že jsou dodrženy všechny předpisy a zákonné normy. 

S úřadem se případně řeší až části, které byly z pohledu automatu vykázány jako problematické či chybné. Ovšem i v této fázi existuje možnost vše vysvětlit. Ne všechna řešení musejí být univerzální, aby se norma nedala splnit nějakým jiným způsobem, než který předpokládá kontrolní automat.

Podle odborníků je důležité uvědomit si, že metoda BIM a digitalizace spočívá v komplexní změně struktury oboru. „Neustále budou potřeba lidé, kteří si rozumějí s digitálními technologiemi, protože tento obor se bude postupně měnit. Podobně jako odvětví průmyslu. Před časem jsme si také nedokázali představit, že v rámci autodopravy vzniknou nové aplikace jako například Uber, se kterými si dnes legislativně nevíme rady. Nebo ubytovací možnosti Airbnb, které začnou významně konkurovat tradičním hotelům. Ani jsme netušili, že banky se změní natolik, že do nich již nebudeme muset chodit a vše budeme řešit elektronicky. To vše přinesla digitalizace – a stavebnictví čeká úplně totéž. Zásadní je tento trend nezaspat. A vládní koncepce pro zavádění BIM v České republice udělala jasný krok správným směrem,“ doplňuje Petr Matyáš.

„BIM představuje digitální budoucnost stavebnictví. Proto se chceme aktivně podílet na jeho implementaci v České republice.“ Jiří Dobiáš, Wienerberger.

Hledání společného jazyka

Se svými řešeními v oblasti BIM postupně přicházejí i někteří výrobci stavebních materiálů. Například společnost Wiener­berger představila nedávno nástroje pro 3D projekční software a BIM, které usnadní vyhledávání vhodných řešení a vkládání dat do projektů. „BIM představuje digitální budoucnost stavebnictví. Proto se chceme aktivně podílet na jeho implementaci v České republice. Naše řešení obsahují databázi výrobků skupiny Wienerberger s potřebnými vlastnostmi a funkcemi,“ uvádí Jiří Dobiáš, vedoucí produktového managementu společnosti Wienerberger. Vyvíjené řešení dále obsahuje doporučené skladby jednotlivých stavebních materiálů i možnosti úprav pro individuální řešení. 

Umí také provést automatický výpočet součinitele prostupu tepla, povrchové teploty a bilance vodní páry u všech skladeb, katalog objektů s možností výpisu prvků a doporučené ověřené konstrukční detaily. Právě vkládání přesných dat je v rámci modelu BIM klíčové. „Podstata BIM spočívá ve vytvoření dostatečně velikého souboru dat, a to již v raných fázích projektu. Dle požadované úrovně podrobnosti je nutné nejen přidat atributy, jako jsou například rozměr produktu, cena, barva nebo jeho tepelná vodivost. Pokud jsou kvalita produktových dat a práce v úvodní fázi projektu opomenuty, dají se očekávat dnes standardní problémy projektu a výstavby, čímž pak celá filozofie BIM ztrácí smysl. Výrobce stavebních materiálů hraje v této fázi klíčovou roli, jelikož jeho data rozhodují o kvalitě návrhu a celkové efektivitě BIM procesu,“ doplňuje Jiří Dobiáš.

Aby se metoda stala skutečně univerzálním nástrojem použitelným v celé Evropě, musí pracovat se společnými standardy. Na jejich zavádění v současné době pracují také odborníci z Česka. Země se díky tomu stala iniciátorem vzniku nového klasifikačního systému CCI na evropské úrovni. Společný klasifikační systém zajistí jednotné pojmenování všech prvků stavby, které bude srozumitelné napříč obory i různými používanými programy. Zjednodušeně řečeno zásuvka bude vždy zásuvka, ať ji již ve svém počítači a programu otevře projektant, investor, správcovská firma, nebo kdokoli další. 

Česko přispělo k vývoji systému

„Příprava klasifikačního systému CCI je přímou stezkou k užívání datového standardu staveb. Ten umožní jednodušší sdílení digitálních stavebních dat. Dohoda o mezinárodní spolupráci na vzniku CCI z nás dělá jednu z čelních zemí na cestě ke Stavebnictví 4.0,“ říká Jaroslav Nechyba, ředitel odboru Koncepce BIM České agentury pro standardizaci. „Nebudeme již jen pasivními uživateli nějakého systému, ale budeme se aktivně podílet na jeho vývoji, a tak zajistíme, že bude plně vyhovovat potřebám našich firem,“ doplňuje Nechyba.

Díky vzniku klasifikačního systému CCI nemusí Česká republika licencovat cizí klasifikační systémy ani platit veškeré náklady související s vývojem vlastního. Naopak díky mezinárodní spolupráci a dohodě o poskytování tohoto klasifikačního systému bez dalších poplatků může dojít k jeho rozšíření i do dalších zemí. V současné době probíhají jednání o přistoupení dalších zemí nejen EU. To usnadní do budoucna sdílení digitálních dat i napříč zeměmi. Pro české firmy z oboru stavebnictví se tak může otevřít prostor i na jiných trzích. 

Po plném nasazení metody BIM do praxe by už všechny budovy i další stavby měly existovat i v plně digitální podobě. Takzvané digitální dvojče stavby, které tím vznikne, umožní mimo jiné prohlédnout si vzájemné působení různých částí staveb nebo namodelovat možné interakce s okolím. Například orientaci zdí a oken vzhledem ke slunečnímu svitu a tím i nutnost posílení topení či klimatizace v místnostech.

Aby stavaři dokázali využít naplno potenciálu, který Stavebnictví 4.0 nabízí, potřebují, aby všechny subjekty, od projektantů přes developery až po uživatele, mluvily stejným jazykem. Přesněji aby se stejné prvky označovaly stejně. Přitom každý pracuje s poněkud jinými nástroji, programy a podobně. Proto se zatím často mnoho digitálních informací ztratí. Vyhnout se tomu lze zajištěním vzájemné čitelnosti dat napříč různými platformami. Základním stavebním pilířem takového systému pak musí být jednotné pojmenování, které bude srozumitelné napříč obory, nástroji, softwary a i časem. 

Mnoho architektů projektuje na počítači. Při návrhu stavby je pro ně naprosto běžné vybírat si z kategorií a prvků, které pak vloží do projektu. Když navrhují podlahu, vyberou kupříkladu z kategorie „podlahová krytina“ nabídku „laminátová parketa“ a vloží ji v rámci stavby do části „nášlapná vrstva podlahy“. Aby se k podobným informacím dostali i další účastníci ve stavebním procesu, počínaje investory přes stavebníky až po správu nemovitostí, zkrátka všichni po celý životní cyklus stavby, je potřeba sjednotit pojmenování těchto kategorií a prvků. A právě proto je nutný jednotný klasifikační systém. 

Ten zajistí jednoznačnou identifikaci určitých částí stavby a staveb tak, aby se mohly různé pozice, organizace a agendy propojovat. Vždyť přece sdílejí stejnou stavbu, musejí rozpoznávat, rozlišovat a chápat stejné části stejně. Takže architekt při projektování vloží do objektu laminátovou podlahu a třeba za 20 let se zástupce firmy spravující již postavenou budovu bude moci přes kategorii podlahy dostat až k jednotlivým podlahovým krytinám a zjistit jejich využití v jednom nebo i více objektech.

V Evropě jsou nejpopulárnější dva hlavní klasifikační systémy – dánský CCS a z něj odvozený švédský systém CoClass. Právě ten se v rešerši a výzkumu provedeném Českou agenturou pro standardizaci ukázal jako nejvhodnější. S využíváním tohoto systému byly ale spojeny licenční poplatky a navíc možnosti jeho přizpůsobení českým podmínkám byly omezené. Před podobným dilematem stojí také další země. Tak se zrodila platforma Construction Classification International Collaboration (CCIC), kde bylo Česko jednou ze zakládajících zemí. Jejím úkolem je spolupracovat na vytvoření mezinárodního klasifikačního systému CCI.

Neváhat, jednat

Pokud Česko zachytí nástup metody BIM včas, může přispět ke zkrácení povolování i budování staveb. Ostudné termíny pro výstavu dálnic nebo železničních tratí by se tak i díky metodě BIM mohly stát za pár let minulostí. Pokud čeští úředníci nevymyslí zase nějaký postup, jak digitální technologii přelstít.  

Převzato z časopisu Profit. Autor článku: Dalibor Dostál.