Virtueel bouwen 24 c Artikel Er wordt wel eens gezegd dat het met de huidige bouwmethodiek net lijkt of bij elk bouwproject het prototype op de bouwplaats wordt gebouwd. Duurzame procesoptimalisatie krijgt onvoldoende aandacht en nog altijd zijn de onvoorziene posten door faal- en onnodig hoge communicatiekos- ten te hoog. Omdat elke discipline in de bouwkolom zijn risicomarge incal- culeert is de werkelijke kostprijs van een gebouw niet bekend. Ook al is transparantie van belang omdat de betrokken partijen afhankelijk zijn van elkaar, toch vormt die transparantie ook een praktisch probleem. Niet alleen vanwege de hardnekkige gewoonte om informatie slechts in beperkte mate te delen, maar vooral ook omdat er teveel, veelal software- technische, beperkingen zijn om informatie uit te wisselen. Vanuit de behoefte aan betere projectinformatie hebben opdrachtgevers, architecten, installateurs en bouwbedrijven in 1994 de International Allian- ce for Interoperability (IAI) opgericht om uitwisselbaarheid van digitale infor- matie te bevorderen. De basis van de oplossing is gevonden in het inte- graal uitwisselbaar maken van bouwkundige 3D CAD modellen, onafhan- kelijk van het softwareproduct. Uitgangspunt hierbij was dat elke bouwdis- cipline met eigen, branchegerichte, software zal willen blijven werken, al was het maar omdat het ondenkbaar is dat ??n softwaresysteem iedereen van dienst zou kunnen zijn. BuildingSmart De IAI heeft de trend gezet door de transitie van 2D CAD (lijntjes tekenen) naar 3D object geori?nteerd samenwerken mogelijk te maken. Hiervoor is het data uitwisselformaat `IFC' ontwikkeld, dat wereldwijd als Building- Smart wordt gepromoot. Dit softwareproducent onafhankelijke uitwissel- formaat wordt inmiddels door ruim 100 softwareleveranciers gedragen. Het maakt het mogelijk om bouwdiscipline gerelateerde intelligente 3D mo- dellen over te dragen naar andere partijen in de bouwkolom. Hierbij kunt u zich bijvoorbeeld voorstellen dat het 3D object geori?nteerde model van de architect door de installateur wordt gebruikt om direct vanuit het model warmte- en koellast berekeningen te doen. Dus zonder dat er een bouw- tekening of zelfs maar een spreadsheetberekening aan te pas komt. Deze techniek voor 3D CAD voor de bouwwereld staat ook bekend als Building Information Modeling (BIM). De grenzen van BIM zijn nog lang niet bereikt, al was het maar omdat de definitie van BIM niet ??nduidig is vast te leggen, zelfs niet door de experts. Het bouwproces en de levenscyclus van het gebouw omvatten zoveel disciplines en verschillende vormen van informatie dat de huidige software slechts delen van het beoogde model kan beschrijven. Elke discipline in het bouwproces maakt in zijn vakge- richte 3D CAD software een deel van het BIM-model. Daar waar de archi- tect de bouwkundige elementen in 3D modelleert, gebruikt de installateur BuildingSmart cVirtueel bouwen De faalkosten worden in de bouw vaak rond de 10 procent geschat. Dat de bouw dus enkele efficiency slagen kan maken zal voor de meesten dan ook niet als een verrassing komen. Dat een integrale aanpak hierbij een sleutelrol moet spelen ook niet. Daar waar Slim bouwen het proces probeert te verbeteren met concrete bouwtechnische oplossingen, pakt BuildingSmart het eerst op het virtuele domein aan. Knelpunten openbaren zich als het gebouw op de computer wordt opgebouwd en het digitale model levert de gebruikers bovendien veel nuttige informatie op. Een dergelijk model vraagt wel om digitale uitwisselbaarheid van bouwkundige CAD modellen en daarmee om een internationaal geaccepteerde standaard. Virtueel bouwen 25 c Artikel cJoost Wijnen Joost Wijnen is tech- nisch directeur van de Cadvisual Groep en medeoprichter van het IAI Benelux Chapter. Info: www.cadvisual.nl. dat grote bouwconsortia, architectenbureaus en engineeringbureaus de technieken toepassen, vaak intern in hun organisatie. Inmiddels zien we internationaal ook overheden en grote vastgoedbezitters het open source uitwisselformaat als voorkeur voordragen of zelfs verplicht voorschrijven. Denemarken heeft bijvoorbeeld bij wet geregeld dat projecten vanaf vijf miljoen euro in 3D gemodelleerd moeten worden; de `rijksgebouwendienst' van de Verenigde Staten, de GSA (de op ??n na grootste vastgoedbezitter in de wereld) gaat zelfs nog een stap verder door IFC verplicht te stellen als uitwisselformaat. Deze ontwikkelingen hebben een belangrijk gevolg: de softwareontwikkelaars die IFC ondersteunen bevinden zich niet meer in een aanbodgestuurde, maar in een vraaggestuurde markt. De wedloop om de beste IFC leverancier is begonnen. Benelux Een aantal Nederlandse partijen zoals TNO, ASVB-Bouwtaak en de TU/e zag het belang van het open uitwisselingsformaat al langer in. Ze waren daarom ook actief lid van de IAI Chapter Duitsland en hebben de nieuwe technieken mee ontwikkeld en soms zelfs toegepast in de Nederlandse bouw. Het was echter niet aan deze partijen om een Nederlandse verte- genwoordiging op te richten, al was het maar omdat ze zich meer met de techniek bezig hielden dan met de marketing van het concept. Het softwarebedrijf Cadvisual Benelux BV dat zich sinds 2003 specialiseert in IFC-gedragen softwareproducten voor de gehele bouwkolom vond het belangrijk dat de IAI ook een vertegenwoordiging in de Benelux zou krijgen en heeft hiervoor in 2005 het initiatief genomen. Met actieve steun van PSIBouw en de Regieraad Bouw in Nederland, is onlangs de vertegen- woordiging in de Benelux opgericht: het IAI Benelux Chapter, waar onder- tussen meerdere softwareaanbieders en eindgebruikers hun ervaringen in het gebruik van IFC actief met elkaar delen om het BuildingSmart-concept een succes te maken. het model van de architect om zijn installaties in 3D in te voegen en door te rekenen. Het BIM-model ontstaat door het samenvoegen van alle 3D infor- matie van de verschillende disciplines, deze informatie kan vervolgens wor- den gekoppeld aan andere softwaresystemen zoals de planning, calculatie et cetera. Hierdoor kan een enorme efficiencyslag in het bouwproces ge- maakt worden. Het IFC is een zogenaamd `open source uitwisselformaat' dat ? omdat meerdere softwareprogramma's het model kunnen gebruiken ? er voor zorgt dat de eigenaar van de data ook daadwerkelijk eigenaar van alle in- formatie uit het 3D model wordt. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om rechtstreeks vanuit het 3D ontwerp energiekostensimulaties en automati- sche toetsing van het bouwbesluit en programma van eisen te doen. De toepassing van IFC dekt nog niet het gehele bouwproces, maar is zeker volwassen genoeg om het bouwproces te verbeteren. We zien dan ook x International Alliance for Interoperability (IAI): Internationaal samenwerkingsverband opgericht om de uitwisselbaarheid van digitale informatie te bevorderen. x Building Information Modeling (BIM): Dit model wordt gevormd door het combine- ren van diverse informatiebronnen (3D CAD en data) die het bouwproject beschrij- ven. De samengevoegde of gekoppelde informatie vormt de BIM. x Industry Foundation Classes (IFC): Een open source uitwisselformaat dat 3D ob- jecten en bijbehorende data beschrijft, waardoor meerdere softwaresystemen het IFC bestand kunnen gebruiken. x BuildingSmart: Een internationaal gedragen concept van integraal digitaal samen- werken in de bouwkolom. Doelstelling is procesoptimalisatie om uiteindelijke be- tere gebouwen te kunnen leveren tegen een betere prijs/kwaliteitverhouding. BIM op basis van IFC is BuildingSmart. Met 4D technologie is het mogelijk een tijdsplanning te koppelen aan de 3D objecten waardoor een animatie van de opbouw van het project ontstaat. Door de logistiek rondom het bouwproces te visualiseren is het mogelijk om faalkosten te reduceren. CADVISUAl Virtueel bouwen 26 c Artikel Cadvisual is een actieve BuildingSmart promotor van het eerste uur en heeft ondertussen vijftien producten in haar assortiment die conform het BuildingSmart-concept werken. Het paradepaardje is de IFC gebaseerde modelserver van EPM uit Noorwegen die het mogelijk maakt om alle bouw- disciplines 3D objectgeori?nteerd virtueel te laten samenwerken op een bouwproject. Hiermee kunnen de verschillende disciplines het complete gebouw eerst in een virtuele omgeving bouwen en zelfs doorrekenen en toetsen. Het Finse programma Rythi van Granlund gaat zelfs nog een stap verder. Het koppelt het virtuele 3D model aan het bestaande (of zojuist gereali- seerde) gebouw door het energieverbruik, het lokale klimaat en het aantal gebruikers (mensen) in het gebouw doorlopend te meten. Daarmee kan het virtuele gebouw gebruikt worden om door te rekenen of het echte ge- bouw optimaal wordt gebruikt en of de beoogde gebouwprestaties be- haald worden. U zou het misschien niet verwachten, maar het komt vaak genoeg voor dat de airconditioning ?n de verwarming gelijktijdig aan blijken te staan. Besparen Schattingen van USP marketing consultancy geven een stijgende lijn van de faalkosten in de bouw aan; van 7,7 procent van de omzet in 2001 naar 10,3 procent in 2006. Opmerkelijk is dat bijna de helft van de onderzochte bedrijven niet kon aangeven hoe hoog de werkelijke faalkosten zouden zijn. De veronderstelling is dat de totale besparing op de bouwsom ?n de exploitatie van gebouwen nog veel hoger kan zijn dan genoemde 10 pro- cent. Deze besparingen zijn ondermeer te realiseren door de juiste beslis- singen te nemen op de juiste momenten. De aannemer probeert bijvoor- beeld zijn winst te maken door scherp in te kopen, terwijl er veel meer te winnen valt bij de gebouwexploitatie als er vroegtijdig strategische varian- tenstudies worden doorgerekend. In de huidige werkmethodiek is hier geen tijd of geld voor, maar het toepassen van BIM volgens de Building- Smart methodiek maakt dit goed haalbaar. De opvallendste trend die zich echt lijkt door te zetten in de Nederlandse bouw is 4D technologie. Dit houdt in dat de tijdsplanning gekoppeld wordt aan de 3D objecten, waardoor een animatie van de opbouw van het project ontstaat. Door de logistiek rondom het bouwproces te visualiseren valt er nog veel te verdienen. Zeker als ook de kosten aan het model worden ge- koppeld. Dan wordt een BIM namelijk opeens een projectmanagementtool. Met de 3D modellen kunnen ook nog clash controles worden uitgevoerd om te kijken of de verschillende bouwdisciplines geen objecten door elkaar ge- tekend hebben. Het aanpassen van het 3D model is vele malen goedkoper dan het corrigeren op de bouwplaats en voorkomt onvoorziene kosten. Een interessant praktijkvoorbeeld hiervan is een Nederlands project waar- van het prefabbeton in 3D was gemodelleerd en waar 5.000,- budget was vrijgemaakt om de 2.500 virtuele prefabbeton elementen te controle- ren met zo'n clash controle. Uiteindelijk bleken enkele honderden punten voor verbetering vatbaar en werd bijna 100.000,- bespaard. Er zijn he- laas nog maar weinig van dit soort statistieken bekend, maar het geeft een beeld van de mogelijkheden van BuildingSmart. b Kijk voor informatie over BuildingSmart op www.buildingsmart.info. CADVISUAl Met BuildingSmart is het mogelijk om allerlei informatie te koppelen aan het 3D CAD Model van een gebouw. Hier- door is het bijvoorbeeld mogelijk om rechtstreeks vanuit het model warmte- en koellast berekeningen te doen.