Bouw Informatie Modellering (BIM)

Bouw Informatie Modellering (BIM)

Faculteit Bouwkunde

in het universitair onderwijs

Challenge the future

Voorwoord

2

Introductie Bouw Informatie Modellering (BIM)

4

BIM in het universitair onderwijs Vaardigheden en competenties studenten

7-8

9 - 16

Onderzoek

17 - 18

Advies Onderwijskundige opzet BIM-pilot

18 19 - 23

voorbeeldcases Contactgegevens

24

© TU Delft, foto Rob ‘t Hart

Voorwoord

Studenten aan de Technische Universiteit (TU) Delft worden aan de faculteit Bouwkunde opgeleid voor het ‘nieuwe bouwen’. Afstudeerders beschikken over de juiste kennis en competenties om Bouw Informatie Modellering (BIM) in de praktijk toe te passen. In deze brochure leest u hoe de universiteit BIM in het onderwijs integreert en over welke vaardigheden en competenties de TU Delft studenten beschikken. Dit naar aanleiding van de, door de Bouw Informatie Raad mogelijk gemaakte, BIMpilot die de meerwaarde van deze vorm van virtueel bouwen in het onderwijs heeft bewezen. Heeft u nog weinig tot geen ervaring met BIM? In de introductie leest u wat BIM doet, welke voordelen BIM het bedrijfsleven oplevert en waarom de TU Delft BIM in het ontwerponderwijs opneemt. Werkt u al met BIM en heeft u een BIM-gerelateerd project met specifieke vraagstukken? Neemt u dan contact met ons op en informeer naar de mogelijkheden voor afstudeeronderzoek. Ook voor uitgebreidere en intensievere BIM-vraagstukken kunt u bij de TU Delft terecht. Achterin deze brochure leest u meer over deze externe onderzoeksmogelijkheden en de mogelijkheden voor afstudeeronderzoek. Prof.dr.ir. Hans Wamelink hoogleraar Bouwmanagement en afdelingsvoorzitter Real Estate & Housing

Introductie

Wat doet BIM? Building Information Modeling (BIM) is one of the most promising developments in the architecture, engineering and construction (AEC) industries. With BIM technology, an accurate virtual model of a building is constructed digitally. When completed, the computergenerated model contains precise geometry and relevant data needed to support the construction, fabrication, and procurement activities needed to realize the building. BIM also accommodates many of the functions needed to model the lifecycle of a building, providing the basis for new construction capabilities and changes in the roles and relationships among a projectteam. When implemented appropriately, BIM facilitates a more integrated design and construction process that results in better quality buildings at lower cost and reduced project duration. C. Eastman et al. (2011) BIM Handbook: A Guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors. Wiley, New York. •

Faalkosten vermijden, kwaliteit verhogen en lifecycle-denken versterken In de bouwwereld wordt steeds meer gebruik gemaakt van Bouw Informatie Modellering (BIM). Alle betrokken partijen bij een project werken hierbij samen binnen een (centraal) informatiesysteem. Hierin worden informatie en afspraken vastgelegd om de samenwerkende partijen in het primaire bouwproces en gedurende de levenscyclus van bouwwerken te ondersteunen. BIM nodigt uit om de samenwerking tussen alle betrokken partijen te verbeteren en om de werkprocessen te optimaliseren, dus tot een effectiever en efficiënter bouwprocesmanagement. Inzet: het vermijden van faalkosten, het verhogen van de kwaliteit en het versterken van het lifecycle-denken.

“In de snel veranderende (digitale) wereld om ons heen bevordert BIM het management van betrouwbare en actuele informatie in een open omgeving. Deze informatie stelt de bouwsector in staat te ontwerpen en te bouwen voor de toekomst!”

Drs. Hans Nijssen programmamanager Bouw Informatie Raad

Waarom de TU Delft BIM in het ontwerponderwijs opneemt BIM vereist samenwerken in de hele keten, van ontwerp tot na oplevering, en is nadrukkelijk meer dan een nieuw digitaal tekenprogramma. Om de volle potentie van de methode en de technologie te kunnen benutten, is het belangrijk dat BIM centraal staat in het ontwerpproces en daarmee ook in het ontwerponderwijs. Daarnaast gaat er in de niet verre toekomst veel veranderen in de bouw. De faculteit Bouwkunde bereidt haar studenten hierop voor: •

De gebouwde omgeving wordt steeds complexer. Dit stelt hoge eisen aan de samenwerking, de organisatie van het bouwproces en de beheersing van de informatiestromen. BIM kan hier een belangrijke rol bij spelen.

•

Daarnaast maakt BIM ‘gebouwmanagement’ mogelijk. Informatie van het gebouw wordt centraal opgeslagen en kan gedurende de hele levenscyclus van een gebouw geraadpleegd worden, een uitkomst bij het onderhoud en de renovatie van gebouwen.

•

En omdat bij BIM ontwerp en management geïntegreerd zijn, zijn in het bijzonder grote veranderingen in de rol van de architect te verwachten.

BIM in het universitair onderwijs

De, door de Bouw Informatie Raad (BIR) mogelijk gemaakte, pilot* in het tweede semester van 2011-2012 gaf inzicht in de wijze waarop BIM in het ontwerponderwijs geïntegreerd kan worden. Op basis van de resultaten uit de pilot wordt BIM vanaf september als volgt in het regulier onderwijsporgramma opgenomen: De faculteit Bouwkunde, afdelingen Architecture en Real Estate & Housing, integreert een bestaande managementoefening met een reguliere ontwerpopgave tot een samenhangende oefening, welke is opgedeeld in twee fasen. De eerste fase kan gezien worden als initiatieffase voor fase twee. Studenten krijgen de opdracht om een Programma van Eisen op te stellen in BIM en om de locatie en verschillende ontwerpprecedenten ruimtelijk te analyseren. Dit geeft inzicht in de mogelijkheden van BIM voor het ontwerpend onderzoek. Tegelijkertijd leren de studenten door deze oefening eenvoudig de verschillende BIM-programma’s kennen. In fase twee wordt een reguliere Bachelor ontwerpopgave voorgelegd. Een voorbeeld van zo’n ontwerpopgave is ’De transformatie van een bestaand stedelijk woongebied’. Een deel van de bestaande voorraad wordt in deze case vervangen door nieuwbouw en een deel wordt getransformeerd. Met behulp van BIM wordt de bestaande situatie onderzocht op de mogelijkheden voor inpassing van het Programma van Eisen en de kostenaspecten van bepaalde ingrepen. De studenten werken in kleine groepen aan een gezamenlijk ontwerp binnen BIM, ieder vanuit een andere discipline. Zij maken hierbij gebruik van de opgedane kennis uit de initiatieffase. Een onderzoekend ontwerpproces en de evaluatie van het ontwerp zijn belangrijke onderdelen van deze ontwerpopgave. De onderliggende vraag aan studenten is: ‘Op welke wijze heeft BIM bijgedragen aan het verzamelen, structureren en delen van informatie gedurende het ontwerpproces?’ BIM-specialisten begeleiden, toetsen het programma van eisen, de financiële haalbaarheid en de brandveiligheid. * Zie de naastgelegen pagina voor een beschrijving van de onderwijskundige opzet van de BIM-pilot.

Onderwijskundige opzet BIM-pilot

Met de pilot had de Faculteit Bouwkunde, TU Delft, twee doelen voor ogen 1. Een actieve verkenning van de reacties van architecten, studenten en docenten ten aanzien van BIM, vanuit de huidige ontwerpactiviteiten en prioriteiten. 2. Een natuurlijke, evolutionaire en integrale inbedding van BIM in het bouwkundig ontwerponderwijs (in plaats van separate computerpractica). Om het eerste doel te kunnen bereiken is voor een constructivistische onderwijskundige aanpak gekozen. Dit houdt in dat de student zelf actief naar kennis en informatie zoekt, onder begeleiding van docenten. De studenten en docenten die deelnamen aan de pilot moesten zelfstandig de mogelijkheden van de software ontdekken en deze aan bouwkundige problemen koppelen.

BIM is in vier stappen in het ontwerponderwijs ingebed 1. Algemene presentatie van het methodische en operationele kader door BIM specialisten: principes, faciliteiten en processen. 2. Het stellen van inhoudelijke vragen binnen dit kader door ontwerpdocenten en eventueel andere specialisten. 3. Het ontwikkelen van oplossingen, ontwerpen, strategieën en processen door de studenten. 4. Het geven van feedback op de oplossingen door BIM-specialisten en ontwerpdocenten. De stappen 3 en 4 werden herhaald totdat de oplossing aan de eisen voldeed. De rol van de BIM-specialist nam af met elke iteratie. In de pilot is aandacht besteed aan de thema’s: ‘de veranderende rol van de architect’, ‘de vernieuwde relatie met het management’ en ‘de noodzakelijke veranderingen in het bouwkundig onderwijs’.

Dr.ir. Alexander Koutamanis universitair hoofddocent Bouwinformatica

Vaardigheden en competenties studenten

Op deze en de volgende pagina’s leggen ir. Maria Haag en ir. Joris Hekkenberg, de docenten van de BIM-pilot, aan de hand van beeldmateriaal en twee voorbeeldcases uit welke vaardigheden en competenties de studenten opdoen in het ontwerponderwijs met BIM. Inzicht in randvoorwaarden en eisen Voorafgaand aan het opstellen van het Programma van Eisen analyseren de studenten precedenten van verschillende ruimtes. De analyse wordt gedaan door het maken van 3D-modellen van de precedenten. Hierdoor krijgen studenten, in een vroeg stadium van het ontwerpproces, inzicht in en grip op de ruimtelijke betekenis van eisen en randvoorwaarden die verbonden zijn aan ruimtes zoals collegezalen en bibliotheekzalen (afbeeldingen 1 en 3). Ontwerpervaring Het werken in BIM draagt bij aan de kwaliteit van het inhoudelijke ontwerpproces. De studenten werken gedurende het hele ontwerpproces met 3D-modellen. De 3D-modellen stellen de studenten goed in staat de ruimtelijke werking van gekozen uitgangspunten te toetsen. BIM helpt op deze manier de studenten om de consequenties van hun ontwerpbeslissingen te overzien. Door geconfronteerd te worden met de gevolgen van gemaakte keuzes doen studenten ervaring op die ze helpt uitgangspunten sneller en weloverwogen te nemen (afbeelding 2).

Afbeelding 1 ‘Collegezaal A, Bouwkunde’ Aan de hand van ruimtelijke modellen worden precedenten onderzocht waardoor de student grip krijgt op abstracte hoeveelheden.

Ir. Maria Haag gastdocent TU Delft, faculteit Bouwkunde en architect/eigenaar Maria Haag architectuur

Ir. Joris Hekkenberg gastdocent TU Delft, faculteit Bouwkunde en architect/eigenaar Hekkenbergarchitects

Afbeelding 2 De ruimtelijke werking van het concept en de gevolgen van ontwerpbeslissingen worden getoetst aan de hand van het 3D model.

Samenwerken Het gezamenlijk model leert de studenten samenwerken in het ontwerpproces. Eisen, randvoorwaarden en de bijdragen van verschillende disciplines worden in één model vastgelegd. Daardoor wordt afstemming door studenten in het gehele proces onontkoombaar. BIM dwingt de studenten tot nauwe samenwerking. De studenten krijgen besef van het belang van een goede samenwerking en het geeft de studenten een goed inzicht in de werking van een integraal ontwerpproces (afbeelding 4).

Afbeelding 3 ‘Massastudie’ Het programma wordt in beeld gebracht in een ruimtelijk model. Zo krijgt de student inzicht in de omvang en complexiteit van het programma.

Afbeeldingen 4 ‘Parametisch’ + rechter afbeelding Door het bestaande gebouw te modelleren wordt de student gedwongen analytisch te werken.

Voorbeeldcase BIM-pilot: ‘Kameraden’

BIM gaf verdieping aan het architectonisch onderzoek, verstevigde de onderbouwing van gemaakte keuzes en versterkte de synergie van de verschillende disciplines. In deze case is onderzocht hoe nieuwbouw en bestaande bouw goed op elkaar afgestemd kunnen worden. Als architectonisch concept is ‘kameraadschappelijke omhelzing’ gekozen. Voor dit concept is onderzocht hoe een nieuwe bibliotheek bij het bestaande faculteitsgebouw voor Bouwkunde gerealiseerd kan worden. Het werd een compositie van twee identiteiten met wederzijds respect, gelijkwaardige inhoud en beide met een eigen karakter. Studenten hebben uitvoerig onderzoek gedaan naar de uitwerking van de aanraking van de twee gebouwdelen. Het architectonisch onderzoek werd uitgevoerd door de verschillende disciplines: constructie, gevels, interieur en projectarchitect, in een gezamenlijk Bouw Informatie Model. Dit model stelde de studenten in staat de consequenties van elkaars ontwerpbeslissingen te overzien, nader te onderzoeken en te toetsen op kwaliteit en haalbaarheid. BIM bleek een middel om goed voort te bouwen op elkaars werk.

Voorbeeldcase BIM-pilot: ‘Confrontatie’

Studenten kregen inzicht in de noodzaak van het helder communiceren van het concept en de uitgangspunten, en de noodzaak voor dialoog en een tijdige terugkoppeling tijdens het ontwerpproces. Bij dit project werd een uitbreiding van de faculteit Bouwkunde in de westelijke vleugels van het gebouw onderzocht. De studenten gingen bij aanvang individueel te werk. De constructeur plaatste kolommen in de nieuwbouw, de installaties werden geplaatst en het programma werd ingepast door verschillende studenten. Door BIM werden de studenten geconfronteerd met een discrepantie tussen het ruimtelijk uitgangspunt van de voortzetting van de straat, de positie van de kolommen en de overspanningsrichting van de balken in relatie tot luchtbehandelingskanalen. De studenten werden door BIM gedwongen te communiceren en na herziening van de verschillende deeloplossingen werd in een betere samenwerking een integrale oplossing gevonden voor routing, constructie en installaties.

Quotes studenten BIM-pilot

“De pilot cursus heeft me waardevolle inzichten gegeven in een eigentijdse samenwerking tussen verschillende actoren volgens de BIM-methode. Het heeft me ook geholpen om het 3D-programma Revit te leren kennen. Deze kennis kan ik nu tijdens mijn minorstage direct weer gebruiken bij het 3D-modelleren en de informatie-uitwisseling volgens BIM-methode met constructeurs, installateurs en aannemers.”

Anna Golubovska

“Met het ontwerpprogramma (Revit) kon ik echte bouwkundige elementen ontwerpen. Het ontwerpmodel is aan andere programma’s te koppelen waardoor het mogelijk is om bijvoorbeeld kosten te berekenen of veiligheidseisen te toetsen. Dat is interessant omdat de ontwerper meer besef krijgt van de mogelijkheden van zijn ontwerp. Ik vond het een efficiënte manier van ontwerpen omdat er van veel meer informatie gebruik gemaakt kan worden. Door BIM heb je als ontwerper meer besef van de mogelijkheden van het ontwerp en kun je efficiënter werken.” Alexis Ierides

“Toen ik het afgelopen jaar meedeed aan de BIM-pilot had ik niet verwacht al zo snel gebruik te kunnen maken van de geleerde technieken. In de zomer heb ik stage gelopen bij een bekend architectenbureau. Ik wist net zo veel over BIM als de ervaren tekenaars!”

Lotte Dijkstra

“De belangrijkste bijdrage van BIM is het bevorderen van de communicatie: problemen worden snel onderkend en er is geen verschil in informatie meer.”

Dorris Derksen

“Het Bouw Informatie Model is in ons hele project de realiteitscheck geweest. De eerste dag heeft het model geholpen gevoel voor de schaal te krijgen. In het proces gaf het model inzicht in de samenhang van alle elementen. En omdat alle tekeningen automatisch updaten hebben we tot het allerlaatste moment kunnen ontwerpen.”

Koen is één van de ontwerpers van de voorbeeldcase ‘Kameraden’.

Koen Kaljee

Onderzoek & samenwerkingsmogelijkheden

Afstudeeronderzoek In de laatste fase van de masterstudie krijgen studenten de mogelijkheid om zich in BIM te specialiseren door middel van afstudeerprojecten die specifieke problemen aanpakken. Deze problemen zijn in de regel afkomstig van projecten die uitgevoerd worden bij een afstudeerbedrijf. In deze afstudeerprojecten worden de meest recente onderzoeksmethoden toegepast om duidelijke richtingen te definiëren voor de inburgering en benutting van BIM in de hedendaagse Nederlandse ontwerp- en bouwpraktijk.

Externe onderzoeksopdrachten De faculteit Bouwkunde doet uitgebreid en intensief onderzoek naar de ontwikkeling van BIM. Dit onderzoek heeft een sterke relatie met de praktijk in de vorm van casestudies en toetsing van eisen en producten.

Heeft u afstudeeropdrachten of vraagstukken voor onderzoeken, neemt u dan contact op met de onderzoekscoördinator. E-mail: [email protected].

Samenwerkingsmogelijkheden op programmabasis Er zijn diverse mogelijkheden voor samenwerking op programmabasis. Zo werkt de afdeling nauw samen met een scala aan internationale universiteiten, kennisinstellingen, business schools en stakeholders en participeert zij in diverse consortia en internationale netwerkorganisaties.

Heeft u vragen of wilt u meer informatie over contractonderzoek en derdegeldstroomprojecten, neemt u dan contact op met de bestuurssecretaris van de afdeling Real Estate & Housing (RE&H). Voor contactgegevens zie achterzijde brochure.

Selectie afstudeeronderzoeken:

M.S. Jadhav, 2011. Better buildings through digital practice: Changes in roles and processes.

T.H. van Schijndel, 2012. Voldoen aan prestatie-eisen met behulp van BIM: Een procesvoorstel voor het verifiëren en valideren van het ontwerp op basis van prestatieeisen ondersteund door BIM.

A.J. Leeuwis, 2012. BIM bij kleine architectenbureaus.

D.W.P. Vollebregt & Y.R. Vos, 2012. De gehele lifecycle met BIM.

C.M. Beelen. Communiceren in het bouwproces wanneer BIM wordt toegepast.

G. Tzovlas, 2013. Strategic Management of University Real Estate supported by BIM: An application to the real estate of the Greek University A.U.Th.

Contactgegevens Afdeling Real Estate & Housing (RE&H) secretariaat 01.West.690 Julianalaan 134, 2628 BL Delft Postbus 5043, 2600 GA Delft T. +31 (0)15 278 4159 E. [email protected] W. reh.tudelft.nl

© 2013 Faculteit Bouwkunde, TU Delft, Nederland

Deze publicatie is tot stand gekomen met financiële ondersteuning van de Bouw Informatie Raad.

Challenge the future