Historie BIM

O metodě BIM se hovoří v poslední době stále více. Není to náhodou, digitální ekonomika není  vzdálenou vizí. Digitalizace již dnes proměňuje svět kolem nás. Ačkoli je stavebnictví tradičně velmi konzervativním oborem, ani jemu se nevyhne. Přestože v to možná mnoho lidí z oboru doufá, dnes už nemůžeme stát na místě a uvažovat, jestli se cestou k digitalizaci vydat. Stranou nemůže zůstat ani veřejná správa, i ona bude čelit tlaku na snižování nákladů a vyšší efektivitu práce. Svět kolem nás se stále zefektivňuje.

Kde se vzal BIM

Principy správy informací o stavbě jsou známy od roku 1974 a v posledním desetiletí se posunuly z teoretické roviny do běžné praxe. Děje se tak především díky potenciálu práce s Informačním modelem stavby, které přináší úspory, snižování rizik, použití efektivních technologií a systémů řízení založených na analýze dat. Zkratka BIM se používá obecněji teprve od roku 2002, i když její význam se postupně proměňuje – původně bylo využívání metody BIM vázáno spíše na projekční část životního cyklu stavby, a proto se používala zkratka ve významu BIM (Building Information Modelling) neboli informační modelování staveb.

Postupně se ale ukázalo, že správa informací hraje klíčovou – od prvotního stavebního záměru, přes výstavbu, správu a provoz až po demolici a odstranění stavby, která již dosloužila. Proto se význam zkratky BIM rozšířil na Building Information Management, což česky překládáme jako správa informací o stavbě a tento termín používá i věcný záměr tak zvaného zákona o BIM, který v květnu 2023 schválila Vláda ČR. Připravovaný zákon nese název: „O správě informací o stavbě a informačním modelu stavby a vystavěného prostředí„.

Práce metodou BIM znamená v podstatě vytváření otevřené strukturované databáze informací o stavbě. Všechny tyto informace jsou vzájemně provázány a tvoří Informační model stavby (IMS), který je sdílen v rámci Společného datového prostředí (CDE), právní rámec o výměně informací pak dává BIM Protokol. Podoba Digitálního modelu stavby (DiMS), který je klíčovou součástí IMS, je určen Datovým standardem staveb (DSS). Klíčové je, že informace o stavbě jsou sdíleny a doplňovány po celý životní cyklus stavby.

Metoda BIM je jednou z nejslibnějších cest k digitální budoucnosti stavebnictví. Digitalizace přinese vyšší efektivitu práce i flexibilitu, a také větší transparentnost a snížení ceny.

BIM znamená práci s informacemi

Správa informací o stavbě je metoda práce obecně využitelná na jakoukoli stavbu. Uplatní se nejen v segmentu pozemních staveb, ale také třeba v dopravním stavitelství, vodním stavitelství i stavitelství speciálním nebo inženýrském stavitelství obecně. Informační model stavby (IMS) si lze představit jako strukturovanou databázi informací, která může zahrnovat kompletní data od prvotního návrhu, přes výstavbu, správu budovy a případné změny dokončených staveb (rekonstrukce) až po její demolici, včetně ekologické likvidace stavby a uvedení prostoru do původního stavu. Tedy veškeré informace využitelné během celého životního cyklu stavby. Do této databáze přispívají svým dílem všichni účastníci stavebního procesu.

Ač si to stále ještě mnoho lidí, dokonce i odborníků, myslí, BIM neznamená jen začít pracovat s počítačem nebo nechat projektanta či architekta vytvořit 3D model stavby. Abyste mohli začít pracovat metodou BIM, opravdu nestačí koupit si nějaký software a myslet si, že teď „to budete dělat v BIM“. Metoda BIM od základu mění způsoby práce. My totiž při návrhu stavby nevytváříme jen nějaký model stavby v počítači, my do digitálního prostředí přenášíme veškeré informace (elektronické dokumenty, ale i záznamy komunikace a procesů, změnu údajů nebo třeba záznam o úpravě nějakých parametrů a tak dále) v průběhu celého životního cyklus stavby.

BIM je metoda, nikoli počítačový program

Abyste mohli začít pracovat metodou BIM, nestačí koupit jen nějaký vhodný software. BIM znamená zásadní změnu způsobu práce s informacemi. Digitalizovat je potřeba nejen projektovou a další dokumentaci, ale i všechny postupy, pravidla, procesy a – co bude možná pro řadu lidí nejobtížnější – také veškerou komunikaci související se stavbou.

Informační model stavby (IMS) nevznikne v počítači projektanta. Skládá se postupně z celé řady informací, které přibývají v jednotlivých fázích životního cyklus stavby. Ve virtuálním světě se model stavby skládá velmi podobně, jako v tom fyzickém. Jen místo cihel máme informace a místo spojovacích materiálů digitální nástroje. A podobně jako fyzická stavba, i ta virtuální se sesype, pokud některou z důležitých komponent vynecháte.

Bez sdílení není BIM

Řízení výstavbového projektu metodou BIM se neobejde bez vytvoření informačního modelu stavby (IMS), jehož součástí je také digitální model stavby (DIMS). Ten je uložen ve společném datovém prostředí (CDE), stejně jako další informace související se stavbou tak, aby k němu mohli přistupovat všichni zainteresovaní. Ti všichni totiž musí mít možnost sdílet informace, a zároveň mít jistotu, že v každém okamžiku mají k dispozici jejich aktuální verzi. Velikou výhodou je, že CDE již obsahuje základní prohlížení a funkce pro DIMS, takže všem přímo bez nutnosti dalšího software nabízí možnost s DIMS pracovat.

Je samozřejmě jasné, že každá z různorodých stavebních profesí používá jiné digitální nástroje a potřebuje svůj pohled na informační model stavby. Aby bylo možné informace efektivně sdílet, potřebujeme k tomu, aby všechny stavební profese mluvili stejným jazykem – to zajistí využívání společného klasifikačního systému (ten zajistí, že všichni budou stejné věci označovat stejně) a datový standard (díky němu budou data ukládána strukturovaně tak, aby je digitální nástroje jednotlivých profesí byly schopny přečíst). To zajistí Datový standard staveb (DSS).

Za základní koncepcí metody BIM stojí stejný člověk, který si na začátku sedmdesátých let nechal patentovat první počítačovou myš a stál také za zrodem sítě ARPANET, předchůdkyně dnešního internetu. Jmenoval se Douglas Carl Engelbart, a vzhledem k tomu, že se dožil téměř devadesátky, měl to štěstí vidět, jak se některé jeho sny zhmotnili. Engelbart v šedesátých letech načrtl možnost propojit relační databázi s obrazovými daty. Není náhodou, že právě on stojí v zárodcích objektového programování. V roce 1962 publikoval text Augmenting Human Intellect, ve kterém mimo jiné píše: „Vůbec se nemusíme starat o to, co vidíme na obrazovce. Architekt začne zadávat vlastnosti a data – šestipalcová rovná podlaha, dvanáctipalcové betonové stěny vysoké osm stop s větracími otvory a tak dále. Když skončí, návrh se před ním automaticky objeví na monitoru. On ho pak může velmi jednoduše ověřit jeho správnost nebo jej, pouze změnou parametrů, upravovat…“ Engelbart sice ještě nemluví o informačním modelu stavby, ale princip, na kterém dnes metoda BIM funguje, nastínil velmi přesně.

Ještě o krok dál pak tuto myšlenku posunul Charles M. Eastman ve svém textu The Use of Computers Instead of Drawings ln the Building Design, který vyšel v časopise AIA Journal v březnu 1975. Navrhuje v něm způsob, jak propojit běžné 2D návrhy s prostorovou vizualizací stavby tak, aby se změna v jednom modelu automaticky promítla do toho druhého. Přišel proto s něčím, co označil za Building Description System (BDS). Je to v podstatě databáze informací o stavbě, takže už tady můžeme začít hledat úplné základy dnešní metody BIM. BDS jako první využívá knihoven prvků, které lze jednoduše přidat do modelu stavby. Databáze navíc umožňuje informace třídit podle různých vlastností a parametrů. Eastman je také autorem pozdějšího konceptu grafického jazyka pro interaktivní design – GLIDE. Dnes učí na Technické škole architektury v Georgii a patří k předním BIM odborníkům.

Podle jeho názoru je výkres pro stavbu samotnou vlastně zbytečností. Upozorňuje totiž na fakt, že existuje vždy několik různých výkresů, a tak je každý prvek zastoupen několikrát. Přitom ale, pokud dojde během stavby k nějaké změně, jen málokdy se aktualizují všechny výkresy (a někdy dokonce žádné). Papírová dokumentace tak podle Eastmana v průběhu životního cyklu stavby postupně ztrácí relevanci. Už v roce 1974 tvrdil, že využití BDS by mohlo snížit náklady na projektování staveb asi o polovinu, díky větší efektivitě při navrhování a možnosti využívat automatizovaných analýz. Už tehdy počítal například s možností automatizované kontroly modelu.

Vývoj metody BIM akceleroval společně s rozvojem osobních počítačů. Přes všechnu revolučnost byl totiž BDS určen pro sálové počítače, což dost omezovalo jeho použití. V průběhu osmdesátých let se ale koncept objektového modelování a využívání počítačů pro navrhování staveb úspěšně rozvíjel. Zajímavou roli v tom sehrála i střední Evropa, v roce 1984 vytvořil maďarský fyzik a programátor první verzi programu, ze kterého se později zrodil ArchiCAD.

Samotný termín Building Information Modeling (BIM) se objevil poprvé v článku otištěném v časopise Automation in Construction. Konkrétně v prosincovém čísle z roku 1992, kde svůj text Modelling multiple views on buildings publikovali G. A. van Nederveen a F. P. Tolman. Od té doby BIM rychle nabírá na popularitě. Zatímco v roce 2007 používalo BIM v Severní Americe jen asi 28 procent společností, v roce 2009 to byla už téměř polovina a v roce 2014 bezmála tři čtvrtiny. Rozvoj internetu a možnost sdílení informačního a digitálního modelu stavby v rámci společného datového prostředí (CDE) z metody BIM udělal jednu z nejpřímějších cest ke Stavebnictví 4.0.