Bouwcomponenten in het ontwerpproces met bouwinformatiemodellering

Bouwcomponenten in het ontwerpproces met bouwinformatiemodellering Innovaties in de bouw. Deelonderzoek II Siebe Baints

Innovaties in de bouw Een succesvol ontwerpen realisatieproces kan niet zonder een scherp gedefinieerd doel, dat aansluit bij de wensen van de eindgebruiker. Want het maakt veel uit of het gaat om een constructief innovatief gebouw, een gebouw met optimale energieprestatie of minimale onderhoudslasten. Met een gedeelde missie maakt bouwinformatiemodellering werkelijke innovatie in de bouw mogelijk. Technologische ontwikkelingen maken een nieuwe manier van ontwerpen en realiseren van gebouwen mogelijk. Om innovatieve of energiezuinige gebouwen te realiseren die voldoen aan de wensen van gebruikers, is een optimale informatieuitwisseling nodig. De toepassing van bouwinformatiemodellering is onvermijdelijk. De nieuwe generatie studenten bouwkunde wordt hiervoor opgeleid om bij te dragen aan een praktijk die volwaardig ontwerpt en realiseert met Bouw Informatie Model (BIM). Voor een goed ontwerpen realisatieproces zijn maatwerkafspraken nodig over de te gebruiken softwarepakketten, het modelleren en de gegevensuitwisseling. De verantwoordelijkheid voor BIMdatamanagement moet helder belegd zijn in het bouwteam of andere samenwerkingsvormen. Het energieconcept en het installatieontwerp moeten in een vroege fase van het ontwerp worden bepaald. Vroege interactie met leveranciers van componenten maakt de toepassing van innovaties mogelijk en vermindert fouten.

Bouwcomponenten in het ontwerpproces Colofon Auteur: Siebe Baints Studentonderzoekers: Matthijs Siertsema, Arjan de Vries, Leon van Asselt, Carin Kats Partners: Smelt Architecten, Aannemersbedrijf Broekman, Trebbe, Van der Sluis, 3HD, Kubus, CAD service BURO, Cadac Group Vormgeving: Lieke Koot Projectassistentie: Annet van Woerdekom Supervisie: Willem Buunk Uitgave: Lectoraat Area Development, Windesheim Februari 2016

| BOUWCOMPONENTEN |

Inhoudsopgave Voorwoord.............................................................................................................................................................. 3 Lijst van begrippen en afkortingen ...................................................................................................................... 4 1

2

3

4

5

6

Inleiding........................................................................................................................................................... 6 1.1

Aanleiding....................................................................................................................................................6

1.2

Probleemanalyse deelonderzoek II bouwcomponenten ..............................................................................8

1.3

Doelstelling en onderzoeksvragen...............................................................................................................8

1.4

Leeswijzer ...................................................................................................................................................9

Onderzoeksopzet.......................................................................................................................................... 10 2.1

Projectkader .............................................................................................................................................. 10

2.2

Projectteam ............................................................................................................................................... 11

2.3

DO model en TO model............................................................................................................................. 12

2.4

Gebruikte software .................................................................................................................................... 13

2.5

Tekenconventies, RVB BIM-norm, NEN-2574 Het RRBouwrapport 130 ................................................... 14

2.6

Kaders ontwerpexperimenten .................................................................................................................... 14

Structurering van informatiestromen met BIM .......................................................................................... 16 3.1

Samenvatting ............................................................................................................................................ 16

3.2

Resultaten ................................................................................................................................................. 17

3.3

Conclusies ................................................................................................................................................. 21

Ontwerpexperiment 1 Componenten in model .......................................................................................... 22 4.1

Voorbereiding ............................................................................................................................................ 22

4.2

Ontwerpsessie 1 ........................................................................................................................................ 22

4.3

Conclusies ................................................................................................................................................. 23

Ontwerpexperiment 2 Uitwisselbaarheid aspect-modellen ...................................................................... 25 5.1

Voorbereiding ............................................................................................................................................ 26

5.2

Uitwisselbaarheid op basis van IFC........................................................................................................... 28

5.3

Ontwerpsessie 2 ........................................................................................................................................ 28

5.4

Conclusies ................................................................................................................................................. 31

Experimentsessie 3 Invloed van ontwerpwijzigingen ............................................................................... 33 6.1

Voorbereiding ............................................................................................................................................ 33

6.2

Ontwerpsessie 3 ........................................................................................................................................ 34

6.3

Conclusies ................................................................................................................................................. 35

7

Literatuurlijst ................................................................................................................................................ 40

8

Bijlagen ......................................................................................................................................................... 41

| BOUWCOMPONENTEN |

| BOUWCOMPONENTEN |

Voorwoord Voor u ligt het deelonderzoek “componenten”. Met dit deelonderzoek is onderzocht hoe 3D informatiebronmodellen ingezet kunnen worden om het productieproces van houtskeletbouwelementen te optimaliseren. De dagelijkse praktijk wordt in toenemende mate beïnvloed door de toepassing en de vraag naar het toepassen van 3D informatiebronmodellen. Het effectief toepassen van de ICT systemen en de gevolgen daarvan voor de praktijk, maar ook de kansen die dit met zich meebrengt om bestaande bouwprocessen te optimaliseren en te beheren heeft aanleiding gegeven tot het uitvoeren van een praktijkgericht onderzoek. Als eerste wil ik alle deelnemende marktpartijen, bedanken voor de betrokkenheid, oprechte interesse in het onderzoeksonderwerp en scherpe feedback en feedforward op de inhoud en de totstandkoming van het onderzoeksrapport. Als tweede bedank ik de studentonderzoekers die deelgenomen hebben aan het onderzoek en van essentieel belang zijn geweest om het project tot een goed einde te brengen. Als laatste wil ik de softwareleveranciers KUBUS, CAD service BURO en de Cadac Group bedankt voor het beschikbaar stellen van commerciële licenties voor het onderzoek. Dit was nodig om te kunnen communiceren met de verschillende marktpartijen. Siebe Baints

3

| BOUWCOMPONENTEN |

Lijst van begrippen en afkortingen Dit praktijkgerichte onderzoek sluit zo nauw mogelijk aan bij gangbare begrippen en definities, in het bijzonder bij de RVB BIM-norm. Gaandeweg de ontwerpexperimenten werd duidelijk dat aanpassing en aanscherping van begrippen nodig is om de uitwisseling van informatie over een gebouw gedurende het ontwerpproces goed te kunnen benoemen. De volgende begrippen worden gehanteerd. Aspectmodel:

een 3D informatiebronmodel dat een afzonderlijk aspect van het bouwwerk beschrijft, zoals gemodelleerd door een discipline.

BIG BIM:

volwaardige ontwerpen realisatieprocessen gebaseerd op de uitwisseling BIMinformatie in een bouwinformatiemodel gerelateerd aan BIM-objecten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de OPEN BIM-standaarden van Building SMART.

BIM

bouwinformatiemodel, soms ook als bouwwerkinformatiemodel omschreven

BIM-extracten:

de bouwwerkinformatieproducten die uit het BIM afgeleid of geëxporteerd worden.

BIM-object:

iedere entiteit in het BIM die informatie van het bouwwerk bevat of beschrijft, al dan niet met een geometrische representatie.

BIM-object-ID: Bouwlaag:

vrij te kiezen, doch unieke identificatiecode van een BIM-object de groepering van alle bouwwerkelementen die bij een te onderscheiden verdieping van het bouwwerk behoren.

Bouwinformatiemodel:

het integrale 3D informatiebronmodel van het bouwwerk zoals dit met BIM-objecten opgezet wordt in en BIM-modelleerapplicatie. Het BIM kan uit meerdere afzonderlijke modellen bestaan, onder meer omwille van uitsplitsing op basis van de verschillende disciplines. Het BIM omvat alle relevante bouwwerkinformatie die benodigd is om de vereiste BIM-extracten te produceren.

Bouwwerk:

het geheel aan bouwwerkelementen.

Bouwwerkelement:

een ruimtelijk of materieelonderdeel van het bouwwerk. Dit zijn onder meer de ruimtelijke, bouwkundige, constructieve, installatietechnische en werktuigbouwkundige elementen of componenten, alsook inventaris-, uitrustings- en inrichtingselementen.

Bouwwerkinformatieproducten:

de (combinaties van) bestanden en documenten die het bouwwerk beschrijven, bijvoorbeeld 3D-modellen, 2D-tekeningen en producten die gebruik maken van bouwwerkgegevens, zoals uit-trekstaten, meetstaten, berekeningen etc.

Component:

eenduidige gebouw- of installatiedeel, zoals kozijnen, wanden, vloeren, een ventilatorbox, etc.

Data:

gegevens die in een bepaalde context of bewerking hun betekenis hebben voor het 3D informatiebronmodel:

De verzameling integrale BIM-objecten beschreven in een

BIM-modelleerapplicatie. Het 3D informatiebronmodel omvat alle relevante bouwwerkinformatie die benodigd is om de vereiste BIM-extracten te produceren. Disciplinemodel: 3D informatiebronmodel

een (combinatie van) 3D informatiebronmodel(len) waar een discipline mee werkt. De verzameling integrale BIM-objecten beschreven in een BIM-modelleerapplicatie. Het 3D informatiebronmodel omvat alle relevante bouwwerkinformatie die benodigd is om de vereiste BIM-extracten te produceren.

3D-model:

een digitaal bestand, deel uitmakend van de bouwwerkinformatieproducten dat een bouwwerk beschrijft.

3D-rekenmodel:

draadmodel geschikt voor het berekenen van de constructie van een gebouw.

EPG:

EnergiePrestatie Gebouw

Gesloten BIM:

uitwisseling van BIM-extracten op basis van een, voor de applicaties exclusief dataformaat.

4

| BOUWCOMPONENTEN | HDC:

Hoofd Draag Constructie

IFC:

Industry Foundation Classes. Een neutraal dataformat voor het beschrijven, uitwisselen en delen van informatie voornamelijk gebruikt in bouw en facilitymanagement. IFC is de internationale standaard voor OpenBIM en geregistreerd door de International Standardization Organisation ISO onder nummer ISO 16739:2013.

IFC-model:

3D-BIM-extract als het totaal van IFC-objecten in een IFC-bestand dat voldoet aan de in de Rgd BIM Norm gestelde specificatie. Het IFC-model kan bestaan uit meerdere onderling gecoördineerde deel of aspectmodellen.

IFC-object:

de entiteit uit het IFC-model die ontstaat door de extractie (i.c. export) van het overeenkomstig BIM-object uit het BIM volgens de gestelde IFC specificaties.

IFC-object-ID:

vrij te kiezen, doch unieke identificatiecode van het IFC-object, met IFC-object-ID = BIMobject-ID.

Informatie:

data waaraan in de context van een referentiekader of bewerking betekenis is gegeven voor het ontwerp van een gebouw.

Information Take Off:

het onttrekken van informatie aan een 3D informatiebronmodel of van een van haar extracten.

Laag of Layer:

categorie op basis waarvan BIMobjecten naar hun functie, constructiemethode en materiaal worden ingedeeld. Een BIM-object “staat” op een bepaalde layer of laag.

LOD:

Level of Detail. Het relatieve detailniveau van een BIM-object, uitgedrukt in een honderdtal van 100 (minst gedetailleerd) tot en met 600 (meest gedetailleerd).

Modelleur:

maker van het bouwinformatiemodel. Dit kan zowel een bouwkundige als een specialistische modelleur zijn. De modelleur moet de kennis en vaardigheden hebben om componenten van de gevraagde informatie te voorzien.

NEN:

Nederlandse Norm vastgesteld door het Nederlands Normalisatie Instituut

Open BIM:

uitwisseling van BIM-extracten op basis van de standaarden van Building SMART.

RVB:

Rijks Vastgoed Bedrijf

SDC:

Secundaire draagconstructie

TCO:

Total Cost of Ownership

5

| BOUWCOMPONENTEN |

1 Inleiding 1.1 Aanleiding In het kader van het onderzoek “Innovaties in de bouw” wordt een vijftal deelonderzoeken uitgevoerd gericht op het ontwerpen, realiseren en het gebruik en beheer van gebouwen met 3D informatiebronmodellen. Dit deelonderzoek is gericht op componenten die in het ontwerp van gebouwen worden toegepast. Componenten zijn bouwelementen als wanden, vloeren, daken, maar ook kozijnen die opgenomen worden in de wanden. Het onderzoek is uitgevoerd door onderzoekers van het lectoraat Area Development, studenten van Hogeschool Windesheim en medewerkers van de betrokken partnerbedrijven. Het bouwcomponent die binnen dit deelonderzoek centraal staat, is een houtskeletbouwelement. In het onderzoek is gekozen voor geprefabriceerde houtskeletbouwelementen. De keuze is gemaakt omdat de toepassing hiervan in de bouwsector een toename laat zien en de voordelen van het ontwerpen op basis van 3D informatiebronmodellen mogelijk kan leiden tot een volledige aansturing van het productieproces. Het productieproces van houtskeletbouwelementen leidt van de initiatiefase van een gebouw tot aan de uitvoeringsfase van de bouw tot een groot aantal interacties tussen verschillende disciplines binnen de bouwketen. Denk bijvoorbeeld aan installateur die sparingen wil opnemen in de houtskeletbouwelementen. Om de communicatie in goede banen te leiden moet er tussen de installateur en de houtskeletbouwproducent overleg plaats vinden om te waarborgen dat sparingen worden opgenomen in de productietekeningen. Daarvoor zijn werkafspraken, softwaregebruik en overlegmomenten nodig tussen de betrokken partijen. De vervaardiging van houtskeletbouwelementen is een complex proces dat resulteert in de levering van een voor een bouwproject. Dit onderzoek richt zich op het vervaardigen van prefab Houtskeletbouwelementen met behulp van een 3D informatiebronmodel. Het bouwinformatiemodel kan informatie bevatten die nodig is voor de productie van een element, zoals gegevens over de constructieve veiligheid, vormgeving, bouwfysische eigenschappen, afmetingen van onderdelen zoals kozijnen en puien, software en vele andere aspecten. Door dit deelonderzoek te richten op het houtskeletbouw element als voorbeeld van een component dat in een gebouw wordt toegepast wordt het mogelijk inzicht te krijgen in de vernieuwende faseringen, rollen en interacties en de informatiebehoefte in ontwerpprocessen van gebouwen waarin gebruik wordt gemaakt van een 3D informatiebronmodel. Dit maakt het mogelijk om innovaties in de bouw op te sporen. De dagelijkse praktijk in de bouw wordt in toenemende mate beïnvloed door de toepassing en de vraag naar het toepassen van 3D informatiebronmodellen. Het effectief toepassen van de ICT systemen en de gevolgen daarvan voor de praktijk, maar ook de kansen die dit met zich meebrengt om bestaande bouwprocessen te optimaliseren en te beheren geeft aanleiding tot het uitvoeren van dit praktijkgerichte onderzoek. Voor de deelonderzoeken geldt een overkoepelende onderzoeksvraag: “Wat is een efficiënt ontwerpen realisatieproces dat de meerwaarde van een 3D informatiebronmodel effectief benut?” In deze onderzoeksvraag staat het proces van ontwerp en realisatie van gebouwen centraal, maar wordt nadrukkelijk ook gekeken naar de exploitatiefase. Het onderzoek is ingericht aan de hand van vijf thema’s die zijn ontleend aan de uitdaging die de betrokken partners in de dagelijkse praktijk ervaren. De thema’s zijn: 1.

Constructie

2.

Bouwcomponenten

3.

EPG en Energieconcepten.

4.

Energiesimulaties

5.

Beheer en onderhoud

6

| BOUWCOMPONENTEN | Per casestudy worden een aantal experimentsessies georganiseerd waarbij telkens drie aspecten worden onderzocht. Deze aspecten zijn de informatie in het 3D informatiebronmodel, de rollen en interacties van partijen in het proces, en de fasering van het proces van ontwerp en realisatie van gebouwen. Het onderzoek levert inzichten op voor een effectief gebruik van 3D informatiebronmodellen waarmee innovaties in de bouw kunnen worden gerealiseerd. Deze inzichten worden waar mogelijk vastgelegd in nieuwe protocollen die een meerwaarde opleveren voor de betrokken partners en die ook voor algemeen gebruik in de praktijk toepasbaar zijn. Onderzoeksvraag 1:

Wat is een optimale informatie uitwisseling in een ontwerp, realisatie of beheerproces met een 3D informatiebronmodel?

Voor de optimalisatie van het uitwisselen van informatie, is onderzoek noodzakelijk naar de informatiebehoefte van de betrokken partners. Er wordt onderzocht hoe deze informatie kan worden uitgewisseld met een 3D informatiebronmodel. Het effectief inzetten van het 3D informatiebronmodel zal afhankelijk zijn van de mogelijkheden die dit geeft voor uitwisseling, de gebruikte software en het doel waarmee het 3D informatiebronmodel is vervaardigd. De informatiebehoefte van de betrokken partijen is afhankelijk van het door de partij beoogde doel. Dit doel kan liggen in het toevoegen of verfijnen van data of het analyseren van het model op zijn specificaties. De tools die partners gebruiken om hun doel te verwezenlijken stellen eisen aan de soort en de vorm van de data in het ontwerp, realisatie en beheerproces. Onderzoeksvraag 2:

Welke rollen en interacties veranderen in een ontwerp-, realisatie- of beheerproces waarbij het primaire proces wordt ondersteund vanuit een 3D informatiebronmodel.

Door de toepassing van een 3D informatiebronmodel kan informatie eerder, eenvoudiger en doelmatiger worden gedeeld met de betrokken partijen. Hierdoor ontstaan zinvolle mogelijkheden tot interactie die in een traditioneel proces later in het proces plaatsvinden of een minder betrouwbare sturing konden geven op te nemen ontwerpbeslissingen. Door te onderzoeken welke informatie beschikbaar is in het 3D informatiebronmodel, welke informatie optimaal beschikbaar zou moeten zijn voor zinvolle communicatie over en weer ten behoeve van gegevensanalyse, berekeningen en of simulaties kunnen er nieuwe protocollen ontwikkeld worden. De innovatie komt dan tot stand als het 3D informatiebronmodel effectief ingezet kan worden waardoor processen doelmatiger worden doorlopen en er daarmee kwalitatief betere en goedkopere producten kunnen worden gerealiseerd. Onderzoeksvraag 3:

Wat is de fasering van een vernieuwend ontwerp-, realisatie- of beheerproces met een 3D informatiebronmodel?

Uit onderzoeksvraag 2 komt naar voren dat de geometrische informatie eerder, eenvoudiger en doelmatiger kan worden gedeeld met de betrokken partijen. Het eerder kunnen ontsluiten van informatie zal kunnen resulteren in een andere fasering van het proces. Mogelijk kunnen beslismomenten hierdoor verschuiven en kunnen fase-documenten of delen daarvan eerder worden vastgesteld. Door onderzoek te doen naar de kwaliteit van de informatie en daarmee de betrouwbaarheid te meten die noodzakelijk is voor een bepaald moment in het ontwerp, realisatie of beheerproces kunnen nieuwe faseringen beslismomenten worden gedefinieerd. De innovatie ligt in het beheersbaar maken van het proces en daarmee de kwaliteit en kosten om de te ontwikkelen projecten doelmatig te kunnen garanderen. De meerwaarde die dit biedt is de risicobeperking bij het ontwikkelen van projecten.

7

| BOUWCOMPONENTEN |

1.2

Probleemanalyse deelonderzoek II bouwcomponenten

Prefab bouwcomponenten worden binnen de bouwsector steeds breder ingezet. Veelal betreft het een combinatie van traditionele bouw waarbinnen prefab onderdelen worden toegevoegd, zoals kanaalplaatvloeren, gevelvullende houtskeletbouwelementen en kozijnen die reeds zijn voorzien van glas en hang en sluitwerk. Deze toename in het gebruik van prefab bouwelementen heeft er toe geleidt dat er reeds hele woongebouwen worden geprefabriceerd. De prefabricatie van de elementen vindt grotendeels plaats in productiefabrieken. Hierbij wordt in de meest situaties niet of nauwelijks gewerkt met 3D informatiebronmodellen waaruit bouwelementen worden ingezet om het productieproces aan te sturen. Om te onderzoeken of het werken met 3D informatiebronmodellen leidt tot een efficiënter productieproces van prefab bouwelementen is gezocht naar bouwconcept waarbij alle bouwelementen worden geprefabriceerd. Als casus is gekozen voor het IBEX-concept. IBEX staat voor Intelligent, Bijzonder, Ecologische en eXcellent. Het IBEX woningconcept is ontwikkeld in een bouwteam waarin een bestaand houtskeletbouwconcept geoptimaliseerd is. Dit woningconcept voldoet ruimschoots aan de nieuwe eisen in wet en regelgeving, met behoud van de vrijheid voor de opdrachtgever om binnen de gestelde kaders het gebouw samen te stellen. De initiatiefnemers wilden een innovatief woningproduct op de markt te brengen dat aansluit bij de behoeften van de consument. Voor het woningconcept wordt een houtskeletbouw systeem gehanteerd dat is gefundeerd op een schuimbeton. Voor het deelonderzoek bouwcomponenten biedt het IBEX woningconcept een aantal voordelen. Het woningconcept maakt gebruik van prefab houtskeletbouw elementen. De eerdere ervaringen die de ontwikkelaars van het IBEX woningconcept hebben opgedaan met een vergelijkbaar bouwconcept, genaamd de “koloniewoningen” is onderzocht, omdat hierbij verschillende communicatieproblemen het bouwproces hebben verstoord. Doordat verschillende disciplines zijn betrokken bij de ontwikkeling van het IBEX-concept kunnen de rollen, interacties en de benodigde informatieuitwisseling worden bestudeerd. Wanneer inzicht is verkregen in de communicatieproblemen die zich eerder voorgedaan hebben binnen het bouwteam kan onderzocht worden of het werken met 3D informatiebronmodellen leidt tot een efficiënter productieproces van Houtskeletbouwelementen. Het ontwikkelen van IBEX woningen is een proces waarbij veel informatie moet worden uitgewisseld tussen verschillende disciplines met een wisselende mate van gedetailleerdheid. Er is nu nog onvoldoende kennis is over de wijze waarop en de mate waarin informatie voor het efficiënt produceren van houtskeletbouw elementen op basis van een 3D informatiebronmodel kan worden uitgewisseld.

1.3 Doelstelling en onderzoeksvragen Het doel van dit deelonderzoek is het verkennen van de mogelijkheden voor het gebruik van een 3D informatiebronmodel voor het produceren van prefab Houtskeletbouwelementen. Het gebruik van een bouwinformatiemodel in het ontwerpproces van een IBEX woning moet leiden tot een betrouwbare en efficiënte uitwisseling van informatie ten behoeve van de productie van houtskeletbouwelementen. De onderzoeksvraag voor dit deelonderzoek is als volgt geformuleerd: ‘Hoe kan een bouwinformatiemodel worden gebuikt voor het efficiënt produceren bouwcomponenten? Het houtskeletbouwelement wordt binnen het deelonderzoek onderzocht en staat representatief voor de meest voorkomende geprefabriceerde bouwelementen. De geformuleerde deelvragen zijn toegespitst op het productieproces van geprefabriceerde houtskeletbouwelementen waarbij is onderzocht of het productieproces efficiënter ingericht kan worden wanneer 3D informatiebronmodellen worden ingezet.

8

| BOUWCOMPONENTEN | 1.

Wat is de informatiebehoefte om te kunnen ontwerpen met houtskeletbouwelementen? a.

Welke informatie is nodig voor het produceren van houtskeletbouw elementen?

b.

Aan welke eisen moet de informatie voldoen?

c.

Aan welke eisen moet een bouwcomponent uit een 3D informatiebronmodel voldoen om informatie effectief te kunnen uitwisselen?

Voordat de uitwisseling tussen de verschillende 3D-3D informatiebronmodellen plaats vindt moet in kaart gebracht worden wie welke informatiebehoefte heeft en hoe deze informatie aangeleverd moet worden. Het gaat om specifieke afspraken over software gebruik en product specifieke informatie als, materiaalgebruik, bouwfysische eigenschappen, detaillering, etc. De eerste twee experimenten samen met het afstudeeronderzoek “De structurering van informatiestromen met BIM” gaan dieper in op de informatiebehoefte van de aannemer, installateur, houtskeletbouwproducten en architect. 2.

Waar moet een houtskeletbouwelement aan voldoen wanneer deze middels een 3D-3D informatiebronmodel wordt gecommuniceerd? a.

Welke discipline levert de informatie?

b.

Op welk moment is de informatie beschikbaar?

c.

Welke informatie kan niet aan een 3D informatiebronmodel worden onttrokken?

d.

Wat is een effectieve manier om bouwelementen in een 3D informatiebronmodel te detailleren en aan elkaar te relateren?

De bovengenoemde deelvragen gaan dieper in op de eisen waaraan het houtskeletbouwelement moet voldoen wanneer deze middels 3D informatiebronmodellen worden uitgewisseld tussen de aannemer, installateur, houtskeletbouwproducten en architect. Tijdens het tweede en derde experiment wordt onderzocht hoe de uitwisseling tussen de verschillende software en disciplines moet plaats vinden 3.

Hoe moet informatie opgenomen worden in een houtskeletbouwelement wanneer middels een 3D informatiebronmodel wordt gecommuniceerd? a.

Welk dataformat garandeert een eenduidige, betrouwbare uitwisseling van informatie?

b.

Hoe dienen de BIM-objecten te zijn gecodeerd zodat ze eenduidig gecommuniceerd en leesbaar zijn voor een productieproces?

c.


d.

Wat is een modelleerprotocol dat leidt tot een 3D informatiebronmodel waaruit het benodigde informatie verkregen kan worden?

Om zowel de aannemer, installateur, houtskeletbouwproduct en architect van de juiste informatie te voorzien van de initiatiefase tot aan de productiefase moeten er afspraken gemaakt worden. De afspraken hebben betrekking op aanleveringsformat software, codering/naamgeving onderdelen houtskeletbouwcomponenten, informatiebehoefte per deelnemende discipline etc. Onderzocht wordt of een werkprotocol hierin uitkomst kan bieden. Tijdens het derde experiment wordt onderzocht of een 3D-bouwkundiginformatiebronmodel op basis van gemaakte afspraken tussen de aannemer, installateur, houtskeletbouwproducten en architect gewijzigd kan worden. Wat zijn de effecten van ontwerpwijzigingen op de 3D informatiebronmodellen (installatie en HSB constructie) en hoe moet hiermee worden omgegaan.

1.4 Leeswijzer In dit rapport wordt verslag gedaan van het deelonderzoek naar de mogelijkheden naar de toepassingsmogelijkheden van bouwinformatiemodellering bij het ontwerpen van gebouwcomponenten. In hoofdstuk 2 wordt de onderzoeksaanpak beschreven. Hoofdstuk 3 geeft een analyse weer van de afgenomen interviews die inzicht hebben gegeven in de mogelijke structurering van informatiestromen met behulp van BIM. In hoofdstuk 4 t/m 6 zijn de drie ontwerpexperimenten uitgeschreven. Ten slotte zijn de conclusies in hoofdstuk 7 verwoord.

9

| BOUWCOMPONENTEN |

2 Onderzoeksopzet 2.1 Projectkader Het deelonderzoek dat is gericht op het ontwerpen van gebouwcomponenten kan gezien worden als een exploratief onderzoek naar de gebruiksmogelijkheden van bouwinformatiemodellering, waarin een reeks van ontwerpexperimenten wordt uitgevoerd. Het startpunt wordt gevormd door een literatuuronderzoek en interviews met deskundigen. Hierin zijn ontwerpvoorschriften en praktijkregels verkend om inzicht te krijgen in de eisen waaraan gebouwinformatie moet voldoen om tot betrouwbare resultaten te komen. Een duo afstudeerders heeft dit deel van het onderzoek uitgevoerd in opdracht van Smelt Architecten en Bouwbedrijf Broekman. Deze bedrijven zijn actief binnen een bouwteam en zijn aangesloten bij het onderzoek. Binnen dit samenwerkingsverband hebben zij reeds de “Koloniewoningen” gerealiseerd. Dit zijn woningen die passen binnen de bouwwijze en vormgeving van de bestaande woningen in de veenkoloniën met Passief bouwen als uitgangspunt. Het betreft een houtskeletbouwwoning die vooraf aan de montage volledig is geprefabriceerd. De reden voor het doen van onderzoek naar de mogelijkheden voor het effectief produceren van houtskeletbouwwoningen met behulp van 3D informatiebronmodel komt voort uit het feit dat er veel communicatieproblemen zijn ontstaan bij de realisatie van de “Koloniewoningen”. Zo bleek er tijdens het productieproces van de houtskeletbouwelementen belangrijke informatie te ontbreken die nodig is voor het vervaardigen van de elementen. Gevolg hiervan was dat er op basis van ervaring aanpassingen zijn gedaan die gedurende de montage voor problemen hebben gezorgd. Het geprefabriceerde houtskeletbouw systeem behorend tot de Koloniewoningen is verder doorontwikkeld onder de naam IBEX. Dit bouwconcept wordt gedurende het deelonderzoek als casus ingezet. IBEX staat voor Intelligent, Bijzonder, Ecologisch en excellent. Ten behoeve van de ontwerpexperimenten is het 3D-gebouwinformatiebronmodel van de IBEX woning geconstrueerd en geanalyseerd in een reeks van ontwerpexperimenten. Er zijn vele definities voor bouwinformatiemodellering. In het onderzoek zal de definitie van de Bouwinformatieraad (BIR) worden aangehouden. De bouwinformatieraad zet zich in Nederland in voor de toepassing van 3D informatiebronmodel door alle betrokken disciplines. De definitie is volledig en geeft uitdrukking aan de innovatiekracht die BIM in zich heeft. De definitie luidt als volgt: “Een BIM (Bouwwerk Informatie Model) is een digitale beschrijving van een (bestaand of in de toekomst mogelijk bestaand) concreet aanwijsbaar bouwwerk in de bestaande omgeving, relevant voor de hele levenscyclus en toeleverketen van dat bouwwerk”. De BIR schrijft verder, “Een bouwwerk kan ook 'infrastructuur' zijn. Een BIM is een digitale voorstelling van het bouwwerk in al zijn fasen, op een manier die de fysieke werkelijkheid zeer dicht benadert. We zeggen wel: een BIM “is” het bouwwerk. Deze gegevens van het bouwwerk zijn (min of meer) gelijktijdig door tal van disciplines te gebruiken voor bijvoorbeeld berekeningen, simulaties, aanpassingen en presentaties met behulp van specialistische programmatuur. Deze programmatuur moet gegevens kunnen uitwisselen met het BIM, maar is verder onafhankelijk van het BIM.” (Bron: www.bouwinformatieraad.nl) Integratief model vs. Aspectmodel. De definitie van een Bouwinformatiemodel spreekt over een digitale beschrijving van een bouwwerk. Deze beschrijving moet de werkelijkheid dicht benaderen. De werkelijkheid komt tot stand door een samenwerken van verschillende disciplines die allen vanuit hun specifieke kennis delen van het gebouw realiseren, zie figuur 1.

10

| BOUWCOMPONENTEN | FIGUUR 1 BOUWWERK INFORMATIEMODEL, OPGEBOUWD UIT 3D INFORMATIEBRONMODELLEN

Ook het bouwinformatiemodel zal tot stand komen doordat verschillende disciplines vanuit hun vakkennis informatie toevoegen aan het model of een deel van het model leveren. Het opbouwen van een bouwinformatiemodel met verschillende specifieke 3D informatiebronmodel wordt aangeduid met een integratief model, opgebouwd uit aan elkaar gerelateerde aspectmodellen. Een voorbeeld van een aspectmodel is een installatiemodel welke gerelateerd is aan het bouwkundig model welke ook een aspectmodel is. De aspectmodellen worden geëxtraheerd of geëxporteerd uit een basismodel. Dit basismodel van een discipline wordt een 3D informatiebronmodel genoemd. Het 3D informatiebronmodel wordt vervaardigd in de discipline specifieke applicaties. Door het gebruik van verschillende discipline specifieke softwareapplicaties is het noodzakelijk om een uniform uitwissel-formaat te hanteren. De aspectmodellen worden geëxporteerd naar een uniform formaat, het IFC formaat dat onder de naam OPEN BIM wordt gepropageerd door buildingSMART, een alliantie van softwarehuizen. In de ontwerpexperimenten ligt de focus op de uitwisselingsmogelijkheden tussen de verschillende software en de informatiebehoefte van de verschillende disciplines binnen het ontwerpproces. Om de informatiestromen binnen de software en de hierbij behorende interacties tussen de verschillende disciplines te kunnen onderzoeken zijn verschillende sessies voor ontwerpexperimenten georganiseerd waarin onderzoekers, studenten en vertegenwoordigers van de partnerbedrijven hebben deelgenomen.

2.2 Projectteam In het projectteam is samengewerkt met vertegenwoordigers van marktpartijen die ervaring hebben met de toegepaste bouwsystemen en de ontwerpprincipes van het IBEX woningconcept en houtskeletbouw. De verschillende disciplines binnen het bestaande bouwteam voor het IBEX concept werken veelal op traditionele wijze, dat wil zeggen dat niet consequent en volwaardig gebruik is gemaakt van een bouwinformatiemodel voor de uitwisseling van informatie. Om te onderzoeken of 3D informatiebronmodel van meerwaarde kunnen zijn en om te komen tot een efficiënter werk en productieproces zijn praktijkpartners in het projectteam vertegenwoordigd die beschikken over ruime “BIM-ervaring”. De onderstaande marktpartijen hebben deelgenomen aan het deelonderzoek en de experimentsessies.

11

| BOUWCOMPONENTEN | Bouwbedrijf Broekman is initiatiefnemer van het IBEX woningconcept en is ook initiatiefnemer het bouwteam dat verantwoordelijk is voor realisatie van projecten. Dit bouwteam bestaat uit vier bouw-aannemersbedrijven, installatiebedrijf, adviesbureau op het gebed van duurzaamheid en een architectenbureau. Bouwbedrijf Broekman en Smelt Architecten hebben actief deelgenomen aan de ontwerpexperimenten. De overige disciplines zijn geïnterviewd om het bestaande werkproces in beeld te brengen, maar hebben niet deelgenomen aan de experimentsessies, aangezien zij weinig tot geen ervaring hebben in het werken met 3D informatiebronmodellen. Smelt Architecten maakt onderdeel uit van de IBEX groep waarbinnen zij een coördinerende rol vervullen. Tijdens de ontwerpexperimenten heeft de architect ontwerp wijzigen geïnitieerd op basis van praktijkvoorbeelden. Van der Sluis is een installatiebureau dat inmiddels veel ervaring heeft in het werken met 3D installatiebronmodellen. Ten behoeve van de ontwerpexperimenten heeft Van der Sluis de installatietechnische 3D-installatiebronmodellen geleverd en actief deelgenomen aan de ontwerpexperimenten. Trebbe is een dienstverlenende bouwer die het hele proces van planontwikkeling tot en met de oplevering realiseren met behulp van 3D informatiebronmodellen. Binnen de projecten vervult Trebbe veelal een coördinerende rol en controleert de verschillende 3D informatiebronmodellen. Gedurende de voorbereiding en tijdens de ontwerpexperimenten heeft Trebbe geholpen bij het opzetten van correcte 3D informatiebronmodellen. 3DH is een bouwtechnisch tekenbureau dat gespecialiseerd is in houtskeletbouw en het uitwerken hiervan in een 3Dinformatiebronmodellen. Bij 3HD worden de 3D-houtskeletinformatie-bronmodellen vervaardigd op niveau waarmee het productieproces hiervan aangestuurd kan worden. Gedurende de voorbereiding en tijdens de experimentsessies heeft 3DH geholpen bij het opzetten van een houtskelet-3D informatiebronmodel. De bovengenoemde marktpartijen vormden samen met één docentonderzoeker, twee stagelopers en een afstudeer duo het projectteam. De docentonderzoeker en de studenten waren verantwoordelijk voor de voorbereiding ontwerpexperimenten en de verslaglegging van de resultaten en het onderzoeksrapport.

2.3 DO model en TO model Ten behoeve van het deelonderzoek is een bestaand IBEX ontwerp van een twee onder een kapwoning gemodelleerd in Archicad 18. Dit casusmodel is uitgewerkt tot een definitief ontwerp niveau (voortaan afgekort tot DO). Echter is de definitie van een DO niet tot in detail beschreven in een norm. Om inzicht te geven op welk niveau het IBEX ontwerp is uitgewerkt is een overzicht gemaakt op basis van verschillende handreikingen en bestaande tekenconventies. Dit om inzicht te geven in de gemaakte keuzes van de gemodelleerde houtskeletbouwelementen die aan het 3D informatiebronmodel zijn toegevoegd. Het Definitief Ontwerp (DO) en Technisch Ontwerp (TO) zijn geen concrete termen in de bouw. De term DO is alleen toepasbaar op tekeningen die worden gemaakt tijdens het bouwproces. Dit geld ook voor het TO. Tijdens het onderzoek is gekeken hoe deze termen te definiëren zijn. Door verschillende normen naast elkaar te leggen en daarbij ook de wenselijke informatie van verschillende partijen erin toe te voegen, kwamen er twee checklists uit die informatie bevatten over wat in 3D getekend moet worden en wat voornamelijk alleen op 2D tekeningen hoort te staan. Deze checklists zijn gemaakt voor een Technisch Ontwerp model en een Definitief Ontwerp model. Het DO model is opgebouwd vanuit de NEN 2574. Dit NEN Norm beschrijft alleen eisen voor 2Dtekeningen, maar omdat er geen eisen zijn voor een DO model, omdat dit ook niet bestaat in de bouw, is de NEN 2574 als basis genomen om de term DO model te definiëren. Om ook de wensen vanuit het werkveld in het model te verwerken, is er gekeken naar het RRBouw-rapport 130. In dit rapport vindt men de wenselijke voorkeuren vanuit het werkveld voor 2D tekeningen voor verschillende fases in de bouw. De wensen vanuit dit rapport zijn daardoor bij de checklist toegevoegd en verwerkt van het DO model.

12

| BOUWCOMPONENTEN | Het IBEX woningconcept dient als casus voor het deelonderzoek componenten. De houtskeletbouw elementen voldoen aan de eisen behorend tot passief houtskeletbouwconcept. De passiefwoningen hebben in vergelijking met de traditionele nieuwbouw van woningen ook een EPC van 0,4 en voldoen daarnaast aan extra eisen. Zo zijn alleen woningen met een juiste noord-zuidoriëntatie geschikt als passiefwoningen en hebben deze een betere luchtdichtheid. De bewoners van de passiefwoningen verbruiken voor verwarming minder gas dan traditioneel gebouwde woningen; berekend is 300 tot 600 m3 gas per jaar, afhankelijk van het bewonersgedrag. Voor de Houtskeletbouwelementen betekent dit dat voor vloeren, gevels en daken isolatiewaarden gelden van Rc circa 10 m2K/W en voor ramen, deuren en kozijnen: U ≤ 0,8 W/ m2K (Debets, 2012).

2.4 Gebruikte software Om te kunnen communiceren op basis van 3D informatiebronmodellen moet het ontwerp van het gebouw omgezet worden naar een 3D informatiebronmodel. Ten behoeve van de ontwerpexperimenten is Archicad 18 ingezet om de bronmodellen te vervaardigen. Het 3D informatiebronmodel vormt de basis om te komen van de initiatiefase tot de uitvoeringsfase. Nadat het 3D informatiebronmodel op DO niveau is uitgewerkt wordt het model ingezet als referentiemodel in andere softwarepakketten waaruit de aspectmodellen worden vervaardigd. Een vergelijkbaar model-leringspakket is Revit Architecture 2015. Dit modelleringspakket is gedurende het onderzoek ingezet wanneer zich problemen hebben voorgedaan met de export en Import van IFC bestanden vanuit Archicad 18. De keuze is gemaakt om te kunnen achterhalen waar de fouten zich voordoen. Door het zelfde 3D informatiebronmodel te exporteren als IFC vanuit Revit kan achterhaald worden in welk programma een vertaalfout wordt gemaakt. De installatie die het gebouw voorziet van een gezond klimaat heeft direct invloed op de productie van de houtskeletbouw elementen. Er moeten sparingen aangebracht worden ten behoeve van de installatiekanalen die de houtskeletbouw elementen doorkruisen. Wanneer het definitief ontwerp van het gebouw gereed is kan de installateur aangeven hoeveel ruimte er gereserveerd moet worden voor de installatie. Met het software pakket Revit MEP is de installatie gemodelleerd en als IFC opgeslagen, zodat er op de hiervoor geplande overlegmomenten gezamenlijk een modelcontrole gedaan kan worden. Hierbij wordt aangegeven waar de sparingen moeten komen en of dit wenselijk is. Om een 3D-houtskeletinformatiebronmodel te kunnen modelleren is Vertex ingezet. Al in een vroeg proces kan met Vertex bepaald worden of het ontwerp vervaardigd kan worden uit houtskeletbouw elementen en of er hulpconstructies van bijvoorbeeld staal opgenomen moeten worden. Met Vertex kan het 3D informatiebronmodel op basis van IFC ingelezen worden en vervolgens wordt dit omgezet naar een houtskeletbouwmodel. Het houtskeletbouwmodel wordt net als de installatie opgeslagen als een IFC aspectmodel om vervolgens op de hiervoor geplande overlegmomenten gezamenlijk gecontroleerd kan worden door de verschillende aspectmodellen samen te laten vloeien, zie figuur 2. FIGUUR 2 3D-INSTALLATIEINFORMATIEBRONMODEL GEÏNTEGREERD MET 3D-HOUTSKELET INFORMATIEBRONMODEL

13

| BOUWCOMPONENTEN | In tabel 1 zijn de softwareleverancier opgenomen die kosteloos commerciële licentie ter beschikking hebben gesteld ten behoeve van dit onderzoek, zodat er gedurende de sessies voor de ontwerpexperimenten samengewerkt kon worden met de marktpartijen. TABEL 1 MEEWERKENDE SOFTWARELEVERANCIERS Bedrijf Software Soort licentie KUBUS

Solibri en Archicad 18

Cadac Group

Revit Architecture

CAD service buro

Vertex

Commerciële licentie t.b.v. communicatie met marktpartijen gedurende de ontwerpexperimentsessies. Commerciële licentie t.b.v. communicatie met marktpartijen gedurende de ontwerpexperimentsessies. Commerciële licentie t.b.v. communicatie met marktpartijen gedurende de ontwerpexperimentsessies.

2.5 Tekenconventies, RVB BIM-norm, NEN-2574 Het RRBouwrapport 130 Gedurende de ontwerpsessies is veelvuldig hetzelfde 3Dinformatiebronmodel ingezet. Hierdoor is elke discipline die werkzaam is binnen de ontwerpexperimenten bekend met het model en ligt de focus niet op het modelleren, maar juist op het uitwisselen van informatie, interacties en de verschillende rollen binnen het werkproces. De bestaande 2D tekenconventies zijn niet meer volledig toereikend wanneer 3D informatiebronmodellen als communicatiemiddel ingezet worden. Als aanvulling op de bestaande tekenconventies zijn er verschillende handreikingen uitgebracht, waaronder de RVB BIM-norm (RVB BIM Norm, 2013) of het BIM protocol 2.0 (Spekking, 2013). Om de uitgangspunten en de betrouwbaarheid van het ingezette bouwkundige 3D informatiebronmodel reproduceerbaar te maken zijn de 3D informatiebronmodellen op basis van de onderstaande handreikingen en normen gemodelleerd. •

RVB BIM norm - Eisen voor de informatie uitwisseling van 3D informatiebronmodellen.

•

BIM protocol 2 - Eisen voor het modeleren van een 3D informatiebronmodel.

•

NL SFB codering - Codering voor elementen.

•

NEN 2574 - Eisen voor aanwezige objecten in een project.

•

RRB 130 - Aanvulling op de NEN 2574 met extra wenselijke objecten in een project.

Belangrijke aandachtspunten die de literatuurverkenning naar voren zijn gekomen is dat de NEN 2574 en RRB 130 zijn gebaseerd op 2D bouwinformatieproducten en niet toegespitst zijn op het construeren van 3D informatiebronmodellen. Er zijn voor dit onderzoek twee checklijsten gemaakt (DO en TO niveau) die gebaseerd zijn op de NEN 2574 en RRB 130. Deze checklijsten zijn gebruikt om de benodigde objecten te bepalen voor een 3D informatiebronmodel in de desbetreffende fase.

2.6 Kaders ontwerpexperimenten Het deelonderzoek componenten is vormgegeven middels drie ontwerpexperimenten en een afstudeeronderzoek. De ontwerpexperimenten zijn opgedeeld zijn in fases. Elke experimentsessie is voorbereid door studentonderzoekers, onder begeleiding van een docentonderzoeker. Gedurende de voorbereiding hebben de studenten interviews afgenomen, functionaliteiten software geanalyseerd, 3D informatiebronmodellen gemaakt en is relevante literatuur onderzocht. Het afstudeeronderzoek heeft inzicht gegeven in de procesoptimalisatie die binnen een bouwteam moet plaats vinden voordat de efficiëntie van 3D informatiebronmodellen kan worden benut. Met een aantal onderzoeksstappen worden de vragen beantwoord. Het Duo afstudeerders heeft literatuuronderzoek gedaan en interviews afgenomen met deskundigen die verantwoordelijk zijn geweest voor de realisatie van de Koloniewoningen. Hierbij is ingezoomd op de interacties die plaats moeten vinden tussen de architect, houtskeletbouwmodelleur, houtskeletbouwproducent, aannemer en installateur.

14

| BOUWCOMPONENTEN | Door meer inzicht te creëren in de onderlinge communicatiestromen kan beter beoordeeld worden waaraan een 3D informatiebronmodel moet voldoen wanneer deze wordt ingezet voor het optimaliseren van het productieproces van geprefabriceerde houtskeletbouwelementen. Parralel aan het afstudeeronderzoek zijn drie ontwerpexperimenten uitgevoerd. De eerste twee ontwerpexperimenten gaan dieper op de onderlinge informatiebehoefte en de wijze van communiceren met de verschillende softwarepakketten op basis van IFC. Gedurende het derde ontwerp-experiment worden de verschillende 3D informatiebronmodellen onderling gecommuniceerd middels IFC, nadat er een ontwerpwijziging heeft plaats gevonden. De 3D informatiebronmodellen zijn vooraf aan het ontwerpexperiment geoptimaliseerd op basis van eerdere verkregen inzichten die binnen de andere ontwerpexperimenten zijn opgedaan. De resultaten uit ontwerpexperimenten samen met de bevindingen uit hoofdstuk 3 geven antwoordt op de vragen die in tabel 2 zijn opgenomen. TABEL 2 VERANTWOORDING VAN DE TE BEANTWOORDEN DEELVRAGEN Deelvragen

Ontwerpexperimenten en of samenvatting afstudeeronderzoek

1.

Wat is de informatiebehoefte om te kunnen ontwerpen met houtskeletbouwelementen?

a.

Welke informatie is nodig voor het produceren van HSB elementen?

Ontwerpexperiment 1&2

b.



c.

Aan welke eisen moet een bouwinformatieproduct (extract) voldoen om Ontwerpexperiment 2 informatie effectief te kunnen uitwisselen? Waar moet een houtskeletbouwelement aan voldoen wanneer deze in een 3D informatiebronmodel wordt gecommuniceerd?: Hoofdstuk 3 en Welke discipline levert de informatie? Ontwerpexperiment 2&3

2. d.

Hoofdstuk 3 en e.


f.

Welke informatie kan niet aan een 3D informatiebronmodel worden Ontwerpexperiment 1, 2&3 onttrokken? Hoe moet informatie opgenomen worden in een houtskeletbouwelement wanneer deze in een 3D informatiebronmodel wordt gecommuniceerd?: Welk dataformat garandeert een eenduidige, betrouwbare uitwisseling Ontwerpexperiment 1, 2&3 van informatie? Hoe dienen de BIM-objecten te zijn gecodeerd zodat ze eenduidig Ontwerpexperiment 2&3 gecommuniceerd en leesbaar zijn voor een productieproces? Hoe dienen de BIM-objecten te zijn gecodeerd zodat ze eenduidig Ontwerpexperiment 2&3 gecommuniceerd en leesbaar zijn voor een productieproces? Wat is een modelleerprotocol dat leidt tot een 3D informatiebronmodel Hoofdstuk 3 en

3. g. h. i. j.

waaruit het benodigde


Ontwerpexperiment 3

15

| BOUWCOMPONENTEN |

3 Structurering van informatiestromen met BIM Dit hoofdstuk gaat dieper in op de ervaringen van het bouwteam dat verantwoordelijk is voor het IBEX concept dat ontstaan is uit de realisatie van de Koloniewoningen. Dit om meer inzicht te krijgen in de rollen en interactie tussen de verschillende marktpartijen uit het bouwteam. Het duo afstudeerders heeft een analyse gemaakt van het bouwteam dat verantwoordelijk is voor het IBEX concept dat als casus wordt ingezet. Een bouwteam is een “geïntegreerde bouwprocesorganisatie, waarbij de vertegenwoordigers van de bouwprocesfuncties ‘initiatief nemen’, ‘ontwerpen’ en ‘uitvoeren’ samenwerken aan de totstandkoming van het ontwerp” (Sijpersma & Buur, 2005). Deze samenwerkingsvorm wordt in Nederland steeds vaker ingezet om een project te realiseren met als een doel een beter doordacht eindresultaat, een hogere kwaliteit en veel lagere faalkosten. Door het ontwerp en de uitvoering in één contract onder te brengen en vanaf de start van het project intensief samen te werken wordt de expertise van de uitvoerende marktpartijen optimaal benut. Hierbij moet opgemerkt worden dat deze manier van samenwerken niet altijd geheel vlekkeloos verloopt. Er is onderling vertrouwen nodig en duidelijke afspraken. De afspraken hebben betrekking op bijvoorbeeld, softwaregebruik, aanwezigheid vergadermomenten, rollen (wie is waar verantwoordelijk voor), controle momenten, uitgangspunten gekozen bouwconcept, enzovoorts. In dit hoofdstuk wordt een samenvatting van de analyse gepresenteerd die helpt om antwoord te geven op de algemenere onderzoeksvragen die gericht zijn op informatieuitwisseling en informatiebehoefte.

3.1 Samenvatting Tijdens de ontwerpexperimenten is onderzocht wat de informatiebehoefte is van de verschillende disciplines, wanneer met behulp van 3D informatiebronmodellen met elkaar wordt communiceert op basis van IFC. Hierbij is niet onderzocht wie op welk moment in het proces van initiatiefase tot aan het productieproces van HSB-elementen informatie moet aandragen, uitgaande van het IBEX-concept waarbij gewerkt wordt in een bouwteam. Er is ingezoomd op de het traditionele proces van de initiatiefase tot aan het productieproces van HSB-elementen. Het doel hiervan is om te onderzoeken of een efficiënter productieproces tot stand gebracht kan worden wanneer de informatiestromen binnen het bouwteam worden gestructureerd met behulp van 3D informatiebronmodellen. De IBEX-groep realiseert passieve houtskeletbouwwoningen en werkt hierbij in een bouwteam, waarbij op een traditionele wijze passieve houtskeletbouwwoningen worden gerealiseerd. De eerdere ervaringen die de ontwikkelaars van het IBEX concept hebben opgedaan met een vergelijkbaar bouwconcept, genaamd de “koloniewoningen” is onderzocht, omdat hierbij verschillende communicatieproblemen het bouwproces hebben verstoord. De ontwikkeling van een houtskeletbouwelement is een proces, waarbij in dit bouwteam veel informatie moet worden uitgewisseld. Een bouwteam wordt als volgt gedefinieerd: “Het bouwteam is het samenwerkingsmodel. Waarbij de aannemer als adviseur deelneemt aan de ontwerpwerkzaamheden, daarbij zijn kennis op het gebied van kosten en uitvoering inbrengend, en hem in het vooruitzicht wordt gesteld als eerste en vooralsnog enige een aanbieding te mogen doen voor de uitvoering” (Chao-Duivis, 2012). Asser-Van den Berg hanteren een definitie die nagenoeg gelijk als deze uit Het bouwteam model, alleen wordt hier duidelijk de nadruk gelegd op de tijdelijkheid van de samenwerking, de gelijkheid tussen de betrokken, het gecoördineerde verband en het geven van advies (van den Berg, 2007). De architect, houtskeletbouwmodelleur, houtskeletbouwproducent, aannemer en installateur leveren allemaal een bijdrage aan het eindproduct en dienen elkaar te voorzien van de juiste informatie.

16

| BOUWCOMPONENTEN | Iedere partij heeft zijn eigen expertise in een wisselende mate van gedetailleerdheid. Zo worden beslissingen gemaakt op gebied van: •

Vormgeving

•

Constructieve eigenschappen

•

Bouwfysische eigenschappen

•

Installaties

•

Maatvoering

•

Verschillende leveranciers van bijvoorbeeld; kozijnen, stel- of bevestigingsmateriaal, dakpanelen enz.

Op basis van interviews van alle leden van het bouwteam die verantwoordelijk zijn voor het IBEX-concept en die betrokken waren bij de realisatie van de Koloniewoningen is de taakverdeling in het bouwteam in beeld gebracht, De Koloniewoningen (gebouwd in de Veenkoloniën) het eerste project dat volgens de principes van het IBEX-concept zijn ontwikkeld. Daarnaast zijn meerdere houtskeletbouwleveranciers en bureau BIM geïnterviewd aangezien de communicatie met de houtskeletbouwleverancier tot moeilijkheden heeft geleid en is Bureau BIM benaderd om te verifiëren of de BIMsoftware hierin oplossingen kan bieden. In de volgende paragraaf worden de resultaten van de interviews gepresenteerd.

3.2 Resultaten Bij de productie van de HSB-elementen voor de koloniewoningen belangrijke informatie ontbrak in het proces. Oorzaken die hieraan ten grondslag liggen zijn een opeenstapeling van miscommunicaties. Hierbij moet gedacht worden aan bijvoorbeeld: •

Het ontbreken van gegevens op de productiebladen van de HSB-elementen.

•

Door het ontbreken van informatie wordt door de werknemers op de werkvloer ervoor gekozen om de informatie aan te vullen op basis van ervaring.

•

Weinig tot geen terugkoppeling over de ontbrekende informatie op de productiebladen, waardoor de tekeningen niet geoptimaliseerd werden.

•

Het ontbreken van belangrijke informatie op de detailtekeningen, waardoor de werknemers zelf de details in de werkplaats construeren.

Hoewel de productiebladen niet volledig waren is een ander probleem gevonden in het feit dat verschillende disciplines onderling onvoldoende communiceren. In het geval van het onderzochte proces behorend tot de koloniewoningen is Bouwbedrijf Broekman de aannemer en houtskeletbouwproducent die alle informatie beheerd en moet verspreiden. Het probleem wordt erkend en roept daarbij de vraag op hoe hiermee om te gaan en of 3D informatiebronmodellen hierin uitkomst kunnen bieden. Het is onduidelijk of de investering die gedaan moet worden om het tekenwerk continu te optimaliseren en iedereen vanaf de initiatiefase tot de uitvoeringsfase te betrekken zich uiteindelijk terugbetaald. Om meer inzicht te krijgen in de kwetsbare punten in het proces van initiatiefase tot de uitvoeringsfase is aan de hand van het ZBMO-communicatiemodel van Michels, (2010) geprobeerd de resultaten uit de interviews om te zetten naar communicatiestromen, zie afbeelding 3. Het communicatiemodel van Michels, (2010) wordt ingezet om de informatiestromen binnen een project zichtbaar te maken. De Zender stuurt met behulp van een Medium een Boodschap naar één of meer Ontvangers.

17

| BOUWCOMPONENTEN | FIGUUR 3 HET ZBMO-MODEL (MICHELS, 2010)

Zender

(Z) = de persoon of organisatie die een boodschap wil overdragen.

Boodschap

(B) = de informatie die de zender uitzendt.

Medium

(M) = het middel dat wordt toegepast om de boodschap te transporteren.

Ontvanger

(O) = persoon of organisatie die de boodschap ontvangt.

Feedback

(F) = de reactie van de ontvanger op de zender.

Terugkoppeling (T) = de reactie van de zender op de feedback.

TABEL 3: LEGENDA MEEWERKENDE PARTIJEN IN DE DO/TO FASE KOLONIEWONINGEN Bedrijf Discipline/functie bedrijf

Bouwbedrijf Broekman

Projectleider/aannemer/HSB producent

Dantuma Wegkamp

Teken en constructiebureau

Sjabbens

Installatiebedrijf

Uit deze analyse komt Bouwbedrijf Broekman als belangrijke spil is in het geheel naar voren, omdat het bouwbedrijf in grote lijnen de informatie beheert en doorspeelt aan de meewerkende partijen. Wat het meest opvalt, is dat de bouw reeds gestart is voordat de technische uitwerking van de productiebladen is afgerond. Een gevolg hiervan is bijvoorbeeld dat tekeningen niet aangepast worden, nadat er wijzigingen plaats hebben gevonden. Het ontbreken van informatie op de tekeningen lijkt een van de belangrijkste oorzaken die voor veel onduidelijkheid zorgt. De aannemer was in dit geval op de hoogte, maar heeft dit onvoldoende gecommuniceerd naar de werkvloer waar men verantwoordelijk is voor het vervaardigen van HSB-elementen. Daarnaast gaven verschillende partners aan dat het succes van het werken als bouwteam valt en staat met goede afspraken en eenduidige informatieverstrekking die up-to-date is. Volgens Bureau BIM moet de eerste stap gericht zijn op het verminderen van de benodigde inspanning om verspilling van nodigde processtappen tegen te gaan. Deze stelling wort onderschreven door Achterberg & Obers (2012) “Procesverbetering is een aanpassing in de inrichting en/of werking van een proces waardoor het beter bijdraagt aan de doelen van de organisatie door het vergroten van de waarde voor de klant of vermindering van de benodigde inspanning.” Door overbodige/dubbele stappen te elimineren ontstaat er een korter en efficiënter proces. Vanaf het begin van het project zullen de partijen concretere informatie als input aan het bouwteam moeten leveren. Deze gegevens vormen de productiebladen, die door het gehele bouwteam getoetst worden. Er zijn minder processtappen nodig als alle bouwteampartners over de zelfde informatie beschikken, er minder terugkoppelingsmomenten plaats vinden en er één toetsingsmoment is waarbij alle partners het product toetsen aan de hand van de expertise die zij bezitten. Door na afronding van het T.O. te starten met de bouw, zijn de fouten gezamenlijk gedetecteerd en aangepast en worden deze in een eerder stadium opgelost.

18

| BOUWCOMPONENTEN | Nadat inzicht is verkregen in het traditionele bouwproces behorend tot het IBEX-concept, is van initiatiefase tot uitvoeringsfase onderzocht welke wijzigen er aangebracht moeten worden wanneer op basis van 3D informatiebronmodellen binnen het bouwteam wordt samengewerkt. Uit de literatuurverdieping komt naar voren dat het werken met behulp van 3D informatiebronmodellen een meerwaarde heeft. Kantekening hierbij is dat het veel tijd en inspanning kost om de voordelen te leren benutten, zoals ook door het BIM Platform wordt geconstateerd: “Het organiseren van een BIM, zoals het verdelen van de rollen en verantwoordelijkheden is een hele uitdaging en vormt het grootste ‘struikelblok’ (Het Nationaal BIM Platform, 2015). Het is de uitdaging om disciplinaire perfectie en zelfstandigheid te verbinden met optimale data-uitwisseling in de vorm van een BIM-server. Aangezien de partijen binnen een bouwteam veelal niet dezelfde software gebruiken, wordt gezocht naar een samenwerkingsvorm waarbij dit geen probleem hoeft te geven (Blauwhof, Spiering, & Verbaan, 2013). Samenwerken op basis van open BIM is hiervoor een oplossing: “Open BIM is een universele aanpak om op basis van open uitwisselingstandaarden en processen gezamenlijk te werken aan het ontwerp, uitvoering en beheer van bouwwerken. Op basis van de open BIM-aanpak kunnen alle partijen samenwerken, ongeacht welke software ze gebruiken” (Van Gurp, 2015). Om een goede samenwerking tot stand te brengen binnen een bouwteam, waarbij op basis van IFC informatie wordt uitgewisseld lijken dus een aantal aspecten te moeten veranderen. Ten opzichte van de traditionele samenwerking binnen een bouwteam. In het RRBouw rapport (2012) wordt gesproken over een nieuwe bouwcultuur. In tabel 4 zijn een aantal van de deze aspecten die moeten veranderen tegen elkaar weggezet. TABEL 4 HET NIEUWE BOUWEN EN DE NIEUWE BOUWCULTUUR (RRBOUW, 2012) Van… Naar… Capaciteit

Producten en diensten

Vechtcultuur

Samenwerkingscultuur

Gefragmenteerd sequentieel

Geïntegreerd, parallel (concurrent)

Wisselende coalities

Duurzame samenwerking

Naar binnen gericht

Naar buiten gericht (klant, gebruiker, omgeving)

Reactief

Proactief ondernemend

Naast de aspecten die binnen huidige cultuur zouden moeten veranderen komt uit de interviews naar voren dat er betere afspraken gemaakt moeten worden die in een samenwerkingsprotocol worden vastgelegd. Dit zou een document moeten zijn waarin bedrijven en organisaties als team, voorafgaand aan het project, helder omschrijven welke gegevens ze van elkaar verwachten, de manier van samenwerken, de verschillende rollen, softwaregebruik, etc. Om te komen tot een efficiënt productieproces van initiatiefase tot aan de productiefase met ondersteuning van 3D informatiebronmodellen zou het IBEX bouwteam volgens het onderstaande proces-schema kunnen werken.

19

| BOUWCOMPONENTEN | FIGUUR 4 PROCESSCHEMA IBEX GROEP MET BEHULP VAN BIM OP BASIS VAN DATA-ANALYSE IBEX-concept

PVE opdrachtgever

Smelt Architecten, 3D-ontwerpinformatiebronmodel (VO)

Bouwteam Bouwbedrijf

Smelt

Sjabbens

Houtskelet-

Broekman

Architecten

Installateur

producent

IFC

IFC

Opdrachtgever?

IFC

Modelcontrole met behulp van S lib i

Bouwteam Smelt

Sjabbens

Houtskelet-

Architecten

Installateur

producent

Geoptimaliseerde 3Dinformatiebronmodelle

Productiegereed T.O model

In het stroomschema wordt gesproken over een modelcontrole. Tijdens de modelcontrole worden de verschillende 3D informatiebronmodellen in Solibri samengevoegd en geclasht. Door de modellen van de verschillende partners in een vroeg stadium te ‘clashen’ wordt inzichtelijk gemaakt waar er knelpunten zich bevinden. Deze problemen worden nu in een vroeg stadium opgemerkt en aangepast, zodat het TO geoptimaliseerd is voordat het in de productie genomen wordt. De gegevens die voortvloeien uit de informatiestromen kunnen in een digitale database worden gestructureerd.

20

| BOUWCOMPONENTEN |

3.3 Conclusies De analyse had als doel om meer inzicht te geven op de problemen en uitdagingen voor het toepassen van BIM in het IBEX ontwerpproces, waarmee in de ontwerpexperimenten verder gegaan wordt. Daarvoor zijn interviews afgenomen bij de bouwteampartners van IBEX en de Koloniewoningen en enkele werkveldexperts. Met het oog op de vraag of er een efficiënter productieproces van HSB-elementen tot stand gebracht kan worden wanneer de informatiestromen binnen het bouwteam worden gestructureerd met behulp van 3D informatiebronmodellen, kunnen de onderstaande conclusies worden getrokken. Uit de analyse komt naar voren dat het werken met 3D informatiebronmodellen een meerwaarde lijkt te hebben. Door 3D informatiebronmodellen binnen een bouwteam in te zetten kan een efficiëntere informatie-uitwisseling binnen het bouwteam tot stand gebracht worden. Binnen het bouwteam moet dan eerst op een eenduidige wijze gecommuniceerd worden, voordat het werken met 3D informatiebronmodellen een meerwaarde kent. Dit betekent vaste overlegmomenten met de architect, installateur, aannemer en houtskeletbouw-producent van de initiatiefase tot aan de uitvoeringsfase. Door op vaste momenten met de verschillende disciplines het ontwerp van DO tot en met TO uit te werken voordat met men start met de realisatie van het project kunnen onnodige processtappen geëlimineerd worden en ontstaat een eenduidige informatiestroom. Om dit te realiseren moeten er duidelijke afspraken gemaakt worden, dat kan aan de hand van een (BIM-)protocol. In dit document moeten bedrijven en organisaties als team, voorafgaand aan het project, helder omschrijven welke gegevens ze van elkaar nodig zijn, de manier van samenwerken, de verschillende rollen etc. Pas wanneer op basis van deze afspraken wordt samengewerkt kunnen de voordelen van het werken met 3D informatiebronmodellen worden benut. Aangezien er in het bouwteam behorend tot IBEX-concept al een duidelijke scheiding is in taken en verantwoordelijkheden kan het 3D informatiebronmodel hier van meerwaarde zijn. De partners moeten erop kunnen rekenen dat iedere betrokkene de taken en acties uitvoert zoals ze dat met elkaar hebben afgesproken De ontwerpexperimenten gaan dieper in op softwaregebruik, mogelijkheden software, rollen en interacties en informatiebehoeftes. De bovengenoemde conclusies helpen bij het ontwikkelen van een werkprotocol dat wordt ingezet voor een efficiënt productieproces waarin BIM wordt ingezet.

21

| BOUWCOMPONENTEN |

4 Ontwerpexperiment 1 Componenten in model Het eerste ontwerpexperiment heeft als doel om verschillende bouwcomponenten van het 3D informatiebronmodel aan te wijzen die gedurende het deelonderzoek onderzocht moeten worden. Hierbij moeten de elementen voldoende aansluitdetails kennen die van invloed zijn op het productieproces van prefab houtskeletbouwelementen. Met aansluitdetails wordt de koppeling bedoeld tussen de verschillende houtskeletbouwelementen, zoals de aansluiting dak/wand of de aansluiting wand/vloer. Om hier een goede keuze in te kunnen maken is samen met de aannemer, installateur en de architect het 3D informatiebronmodel visueel bestudeerd door met behulp van Archicad 18 het model te ontleden. Daarnaast zijn de bestaande 2D details van het IBEX-concept besproken, zodat de complexiteit van de details beoordeeld kon worden.

4.1 Voorbereiding Ter voorbereiding op het ontwerpexperiment hebben de studentonderzoekers een bestaand ontwerp volgens het IBEXconcept uitgewerkt in het modelleerpakket Archicad 18. Het bouwinformatiemodel is gemodelleerd op basis van de tekenconventies voortkomend uit de NEN 2574 en het RRBouwrapport 130. De keuze hiervoor komt voort uit het feit dat er momenteel nog geen officiële tekenconventies zijn beschreven waaraan een bouwinformatiemodel moet voldoen. Hoewel er verschillende handreikingen beschikbaar zijn, laten de marktpartijen die aan het onderzoek deelnemen weten dat deze nog niet leidend zijn en vooral voor veel verwarring zorgen. Om de gemaakte keuzes te verifiëren hebben studentonderzoekers op basis van de NLSFB codering checklists gemaakt. In de checklist kan afgelezen worden welke onderdelen zichtbaar zijn in 2D en 3D of alleen in 2D en niet in 3D en andersom. Per onderdeel is in de checklist kort omschreven of het wel of niet mogelijk is om de verloren informatie zichtbaar te maken in 3D. Om zo veel mogelijk aan de eisen voorkomend uit de NEN 2574 en het RRBouwrapport 130 te voldoen, is als experiment onderzocht of de verloren 2D informatie op een andere manier weergegeven kan worden. Dit is geprobeerd door met bestaande 3D tekengereedschappen uit de Archicad 18 de 2D informatie om te zetten naar 3D. Het resultaat viel tegen omdat de energie die hierin geïnvesteerd moest worden niet in verhouding staat tot het verwachte resultaat. Hierbij moet opgemerkt worden dat de modelleur de gebruikte software erg goed moet beheersen, omdat er vele instellingen in de modelleersoftware aangepast moeten worden om het 3D informatiebronmodel zo voor te bereiden dat het een correcte en kloppende IFC export garandeert.

4.2 Ontwerpsessie 1 Ten behoeve van het ontwerpexperiment is het IBEX-3D informatiebronmodel geanalyseerd. De focus lag op het detailniveau waarop het 3D informatiebronmodel aangeleverd moet worden, wanneer de houtskeletbouwleverancier hiermee zijn productieproces moet kunnen aansturen. Uit de analyse kwamen verschillende aandachtspunten naar voren. Het eerste dat naar voren komt is dat de 2D informatie niet te terug te vinden is in het 3D model. Hierbij gaat het om tekst, maatvoering en bijvoorbeeld 2D uitgewerkte details. Het tweede aandachtspunt heeft betrekking op de mogelijkheden van de modelleersoftware, in dit geval Archicad 18. Gedurende de ontwerpsessie is het 3D-bouwwerkinformtiebronmodel geanalyseerd en kwam uit de discussie naar voren dat er een hout-skeletbouwmodelleur aangetrokken moet worden. Dit omdat de ontwerpmodelleurs (studentonderzoekers) onvoldoende kennis hebben over de houtskeletbouwconstructie en Archicad 18 niet ontworpen is om volledige houtskeletbouwconstructie in te modelleren.

22

| BOUWCOMPONENTEN | De praktijkpartners benadrukten dat er niet één element onderzocht moet worden maar de gehele buitenschil van het gebouw. Dit betreft de buitengevels, vloeraansluitingen en de dakelementen. Daarnaast werd benadrukt dat een 3Dinstallatieinformatiebronmodel van de installatie noodzakelijk is, zodat de sparingen van bijvoorbeeld ventilatiekanalen direct in de elementen opgenomen kunnen worden. Deze keuze is gemaakt, omdat elke aansluiting zijn eigen aandachtspunten kent. Om op basis van het 3D-formatiebronmodellen van de houtskeletbouwconstructie en de installatie te kunnen maken is het belangrijk dat de betrokken partijen inzicht hebben in elkaars informatiebehoefte. De praktijkpartners willen vanaf de SO fase met elkaar om de tafel, zodat het te lopen proces op elkaar kan worden afgestemd. Punten die hierbij centraal staan hebben betrekking op softwaregebruik, overlegmomenten, wijze waarop informatie aangeleverd moet worden, wie is waar verantwoordelijk voor, etc. Als voorbeeld kan gedacht worden aan de eisen waaraan het 3D informatiebronmodel minimaal moet voldoen, zodat de installateur en de houtskeletbouwproducent een 3D informatiebronmodel kunnen modelleren? Op deze vraag werd duidelijk aangegeven dat er op basis van IFC modellen met elkaar gecommuniceerd moet worden. Hierbij werd benadrukt dat dit als voordeel heeft dat iedereen de 3D informatiebronmodellen op basis va IFC kan inlezen en als onderlegger gebruikt bij het vervaardigen van de modellen. Als laatste aandachtspunt kwam naar voren dat de informatiebehoefte afhankelijk is van de gekozen werkwijze/concept. Dit wordt als belangrijkaandachtspunt gezien dat meegenomen moet worden in de voorbereiding op de volgende ontwerpexperimenten. Er wordt onderscheidt gemaakt tussen een geprefabriceerd houtskeletbouwconcept dat tot in het kleinste detail is uitgedacht en volgens dit principe moet worden geproduceerd. Daarnaast bestaat er een geprefabriceerd houtskeletbouwconcept waarbij alleen kaders zijn gegeven. Hierbij is de uitvoerende partij vrij in het ontwerp van de houtskeletbouwelementen, mits er wordt voldaan aan de eerder voorgeschreven kaders. Binnen dit deelonderzoek is onderscheid gemaakt tussen het IBEX woningconcept en passieve houtskeletbouw. Bij het IBEX woningconcept staat de opbouw van de houtskeletbouwelementen, gebruikte bouwmaterialen en de detaillering vast. Dit vraagt om hele goede afspraken en afstemming tussen het bouwteam en de houtskeletbouwproducent. Het productieproces moet hierop afstemt worden. Dit in tegenstelling tot de meer gangbare werkwijze waarbij de houtskeletbouwproducent zelf de opbouw en detaillering kiest. Als er maar aan de eisen behorend tot passieve houtskeletbouw wordt voldaan.

4.3 Conclusies Het eerste ontwerpexperiment had als doel om samen met de marktpartijen te komen tot consensus over de houtskeletbouwelementen die gedurende het deelonderzoek centraal zouden staan. Bij deze selectie is eerst gekeken naar het type element (dak, vloer of wand) en de daarbij behorende detaillering. Als tweede aandachtspunt is gelet op de interactie die plaats moet vinden tussen de verschillende marktpartijen die zijn betrokken bij de SO fase t/m de DO fase van een houtskeletbouwelement. Ter voorbereiding op de experimentsessie hebben de studentonderzoekers op basis van het IBEX-concept (energieneutraal woningconcept) een eerste versie van een 3D informatiebronmodel gemodelleerd. Dit model staat het gehele deelonderzoek centraal. Uit de voorbereiding op de experimentsessie is naar voren gekomen dat er momenteel nog geen genormaliseerde tekenconventies beschikbaar zijn gesteld waarin eisen zijn opgenomen waaraan een 3D informatiebronmodel moet voldoen. Naar aanleiding hiervan hebben de studentonderzoekers een checklist gemaakt op basis van de eisen voorkomend uit de NEN 2574 en het RRBouwrapport 130. In de voorbereidingsfase is met behulp van de checklists onderzocht welke verplichte 2D informatie terug te vinden is in het 3D informatiebronmodel. Hieruit kan geconcludeerd worden dat de 2D informatie niet te terug te vinden is in het 3D model. Hierbij gaat het om tekst, maatvoering en bijvoorbeeld 2D uitgewerkte details.

23

| BOUWCOMPONENTEN | Naar aanleiding van de experimentsessie is besloten de gehele buitenschil en de vloeren die uitgevoerd worden in geprefabriceerde houtskeletbouwelementen gedurende het deelonderzoek te onderzoeken. Deze keuze is gemaakt, om meer inzicht te krijgen in de uitwisseling tussen 3D informatiebronmodellen, interacties, informatiebehoeftes per discipline en mogelijke veranderende rollen in het proces van de SO fase t/m de DO fase. De praktijkpartners zijn het erover eens dat er op basis van IFC, 3D informatiebronmodellen uitgewisseld moeten worden. Het wordt als belangrijk gezien dat iedere partij met zijn eigen software moet kunnen blijven werken, omdat de software niet leideind mag zijn om te kunnen samenwerken. Alle praktijkpartners die deel hebben genomen aan het deelonderzoek beschikken over IFC gecertificeerde software. Uit de gesprekken tijdens experimentsessie is naar voren gekomen dat ter voorbereiding op de tweede experimentsessie een ervaren houtskeletbouwmodelleur benaderd moet worden, zodat er een kloppend 3D-houtskletinformatiebronmodel vervaardigd kan worden. Dit is belangrijk om de goed te kunnen beoordelen wat de mogelijkheden zijn van de software en de uitwisselbaarheid van de 3D informatiebronmodellen onderling. Hoewel het onderzoeksteam is opgebouwd uit verschillende BIM-experts is het belangrijk om gemaakte oplossingen bij clashes tussen verschillende software te bespreken met de softwareleveranciers. Deze discussies kunnen leiden tot nieuwe oplossingen die reeds eerder zijn opgelost door de softwareleverancier.

24

| BOUWCOMPONENTEN |

5 Ontwerpexperiment 2 Uitwisselbaarheid aspectmodellen Om de informatiebehoefte voor het produceren van houtskeletbouwelementen in kaart te brengen met behulp van 3Dinformatiebronmodellen, is het tweede experiment gericht op de uitwisselbaarheid van 3Dinformatiebronmodellen op basis van IFC. Om correcte gegevensuitwisseling op basis van IFC tussen verschillende softwarepakketten mogelijk te maken moeten eerst afspraken tussen de aannemer, installateur, architect, houtskeletbouwmodelleur en of houtskeletbouwproducent gemaakt worden. Deze afspraken hebben betrekking op informatiebehoefte en instellingen in de softwarepakketten. Bij informatiebehoefte moet gedacht worden aan parametrische informatie en productinformatie van de gebruikte materialen. Om dit mogelijk te maken moeten de softwarepakketten eerst onderling goed communiceren. Naar aanleiding van het eerste ontwerpexperiment waaruit naar voren in gekomen dat het projectteam ten behoeve van het deelonderzoek compleet moet zijn om de gehele cyclus van de SO fase t/m DO fase te doorlopen is er contact gezocht met houtskeletbouwleveranciers en een houtskeletbouwmodelleur. De aannemer en de architect behorend tot het IBEX bouwteam en hebben het definitieve ontwerp als 2D tekeningen aangeleverd. Vervolgens hebben de modelleurs (student onderzoekers) het ontwerp uitgewerkt tot een 3Dinformatiebronmodel. Het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel wordt op basis van IFC uitgewisseld met de installateur en de houtskeletbouwmodelleur, zodat zij het 3D-installatie en 3D-houtskeletinformatiebronmodel kunnen modelleren. Het tweede ontwerpexperiment is opgedeeld in twee fasen een voorbereidingsfase en de experimentfase. In fase 1 zijn ter voorbereiding op de ontwerpsessie verschillende tests gedaan om het 3Dinformatie bronmodel te optimaliseren in verschillende controle rondes. Hierbij is Solibri als modelchecker ingezet om de kwaliteit van het informatiebronmodel te controleren. In fase 2 is tijdens de ontwerpsessie gekeken naar het proces en de uitwisselbaarheid tussen de 3D informatiebronmodellen op basis van IFC. Figuur 5 is een vereenvoudigde weergave van de doorlopen stappen om te komen tot productiebladen voor het vervaardigen van houtskeletbouwelementen. FIGUUR 5 STAPPEN OM TE KOMEN TOT PRODUCTIEBLADEN Architect

BIM-modelleur

Houtskeletbouwproducent

IBEXGroep Modelcontrole

Houtskeletbouwmodelleur

Modelcontrole

Installateur

25

| BOUWCOMPONENTEN |

5.1 Voorbereiding Op grond van de inzichten uit het eerste ontwerpexperiment is het 3D-bouwkundiginformatie-bronmodel van de IBEXwoning geoptimaliseerd. De feedback uit het projectteam had betrekking op het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel waarbij verschillende draagstructuren niet naar behoren waren gemodelleerd en de aansluitdetails tussen de bouwelementen als de wand en dak verbeterd moesten worden. Het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel moest aangepast worden, zodat in het vervolg van het deelonderzoek ieder project lid met een kloppend model als onderlegger verder kon werken Eén van de belangrijkste problemen wordt terug gevonden in de aansluitingen van elementen op elkaar en een onvolledig beeld van benodigde informatiebehoefte. Elementen worden gemodelleerd op basis van een referentielijn. Een simpel voorbeeld kan teruggevonden worden in de gemodelleerde funderingssloof. In Archicad wordt deze gemodelleerd met een “beam” of een “slab”. Bij een beam ligt de referentielijn van oorsprong in het hard van de balk. Wanneer het IFC model hiervan in Solibri geopend wordt geeft dit een foutmelding, zie figuur 7. Om dit probleem te verhelpen kan in Archicad de referentielijn verplaatst worden in de beam of kunnen de balken los van elkaar gemodelleerd worden door de optie ‘element snap’ tijdelijk uit te schakelen (zie figuur 8). Daarnaast kan er voor een gekozen worden om de funderingssloof met een slap te tekenen. Dit geeft een correcte aansluiting (zie figuur 9). FIGUUR 6

FIGUUR 7

FIGUUR 8

FIGUUR 9

Deze optimalisatieslag is nodig om te waarborgen dat de verschillende softwarepakketten, met zo weinig mogelijk informatieverlies op basis van IFC met elkaar kunnen communiceren. In het bovengenoemde voorbeeld is het 3Dbouwkundiginformatiebronmodel onder begeleiding van Trebbe en met behulp van het softwarepakket Solibri geclashst. Solibri werkt op basis van regelsets. Voor het onderzoek is gebruik gemaakt van de Solibri regelset gebaseerd op de RVB BIM norm. Uit de clash-detectie kwamen verschillende modelleer(fouten) naar voren. Belangrijk aandachtspunt bij het modelleren is dat er goed gecontroleerd moet worden welke informatie wel en welke niet meegenomen wordt in het IFC model. In de onderstaande tabel 5 is weergegeven welke informatie wel en niet meekomt in het IFC model wanneer de funderingssloof met verschillende tekengereedschappen wordt gemodelleerd.

26

| BOUWCOMPONENTEN | TABEL 5 INFORMATIEOVERDRACHT Informatie Beam (balk) 1

Strekkende meters (m )

Slab (vloer of dak)

X

2

Oppervlakte (m ) 3

Inhoud (m )

X X

X

Nadat het bouwwerkinformatiebronmodel van de IBEX-woning is geoptimaliseerd, is hiervan een IFC gemaakt. De volgende stap was gericht op het vervaardigen van twee aspectmodellen, het installatiemodel en het houtskeletbouwmodel (zie figuur 10). De aspectmodellen moesten op basis van het IFC model gemodelleerd kunnen worden. FIGUUR 10

Ter voorvoorbereiding op het ontwerpexperiment is samen met de modelleur van Van der Sluis en de houtskeletbouwmodelleur van 3HD gecontroleerd of zij met hun eigen software (Revit en Vertex) het IFC model goed konden inlezen. Dit bleek niet het geval. Er gaat veel informatie verloren en gemodelleerde elementen werken niet naar behoren wanneer het IFC model geopend wordt in Revit of in Vertex. Het grootste probleem dat zicht voordoet bij het exporteren van een IFC uit Archicad 18 naar Revit evenals Vertex wordt teruggevonden in de aansluiting tussen de kopgevels en dakelementen. De afgeschuinde wanden in Archicad worden als volledig wand weergegeven of zijn niet geëxporteerd. Om te achterhalen wat er precies mis gaat met het exporteren en importeren van het IFC bestand is in samenwerking met de softwareleveranciers van Archicad 18, Vertex en Revit onderzocht welke instellingen de import en export kunnen optimaliseren. Deze gespreken hebben inzicht gegeven in de instellingsmogelijkheden wat geresulteerd heeft in een verbeterde import en export. Het probleem met de aansluiting van wanden op de dakelementen kon niet door de softwareleveranciers opgelost worden. Als aanvulling hierop is contact gezicht met Bureau BIM en Emergo Hout. Bureau BIM houdt zich onder andere bezig met het vervaardigen van 3D informatiebronmodellen voor alle disciplines uit de bouwsector. Uit het interview kwam naar voren dat de ontbrekende informatie in de IFC modellen in een andere vorm aangeleverd wordt. Hierbij moet gedacht worden aan 2D tekeningen en of rapporten waarin de ontbrekende informatie is opgenomen. Bij Emergo Hout worden prefab houtskeletbouwelementen vervaardigd. De studentonderzoekers hebben in samenwerking met Emergo Hout een experiment uitgevoerd waarbij het 3D-bouwkundig informatiebronmodel als IFC is ingelezen in HSB CAD. De aanleiding voor dit experiment komt voort uit het feit dat men twee houtskeletbouwmodelleerpakketten met elkaar wilde vergelijken. De resultaten lieten duidelijk zien dat de mogelijkheden van de software verschillend zijn en daarmee direct de onderlinge afstemming erg belangrijk lijkt. Vertex kent meer mogelijkheden dan HSB CAD. Dit uit zich in het feit dat Vertex verder doorontwikkeld is dan HSB CAD. Zo kan in Vertex een wand vanuit het 3Dbouwkudiginformatiebronmodel direct omgezet worden naar een HSB constructie en wordt in HSB CAD het 3Dbouwkudiginformatiebronmodel gebruikt als onderlegger waarover men een nieuwe wand modelleert. In de volgende paragraaf zijn de meest opvallende resultaten beschreven. Hierbij vormt de export vanuit Archicad 18 het vertrekpunt.

27

| BOUWCOMPONENTEN |

5.2 Uitwisselbaarheid op basis van IFC Ter voorbereiding op de experimentsessie waarbij het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel wordt gecommuniceerd met de houtskeletbouw en installatiemodelleur is onderzocht welke IFC instellingen in Archicad 18 de beste export opleveren. Voordat een 3D-bouwwerkinformatiebronmodel opgeslagen kan worden als IFC moeten er verschillende instellingen in de translators van Archicad gedaan worden. De translators kunnen gezien worden als een filtersysteem voor de IFC export. De translators kunnen afzonderlijk van elkaar ingesteld worden. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen een parametrisch model en een coördinatiemodel. Aangezien deze output erg veel invloed heeft op de mogelijkheden van het IFC model wordt kort uitgelegd wat het verschil is. Een parametrisch model behoudt bij de export naar IFC, parameters die gekoppeld zijn aan de gemodelleerde bouwelementen. De parameters kunnen uitgelezen worden. Als tweede behouden enkele bouwelementen, zoals bijvoorbeeld stalen liggers en kolommen parametrisch eigenschappen. Dit betekend dat de afmetingen van deze bouwelementen in een ander softwarepakket aangepast kunnen worden. Aan een parametrisch IFC model kan veel informatie meegegeven worden. Hierbij moet gedacht worden aan bouwfysische materiaaleigenschappen, materiaalsoorten, hoeveelheden etc. Nadeel van deze exportfunctie is dat veel gemodelleerde elementen niet goed meegenomen worden. Vooral de elementen die bewerkt zijn nemen de verkeerde vorm aan of verdwijnen wanneer het IFC bestand geopend wordt. Wanneer een parametrisch model wordt uitgewisseld met een softwarepakket waarvan de IFC instellingen zo vorm gegeven zijn dat het de intelligentie van het IFC model kan lezen levert dit veelal voordelen op. Vertex is bijvoorbeeld een softwarepakket dat op basis van informatie uit de parameters bouwelementen herkent en om kan zetten naar geprefabriceerde houtskeletbouwelementen. Het coördinatiemodel is statisch en heeft daarmee niet de mogelijkheden zoals hiervoor beschreven. Echter is de IFC export van het coördinatiemodel opgebouwd als statische objecten die hun vorm grotendeels behouden. Dit heeft als voordeel dat er bij de export weinig tot geen bouwelementen verloren gaan. Veel 3Dbouwinformatiebronmodellen worden als coördinatiemodel gecommuniceerd en vervolgens als onderlegger gebruikt. Een voorbeeld hiervan wordt teruggevonden bij het vervaardigen van het 3D-installatieinformatiebronmodellen waarbij de installatie alleen in de juiste ruimtes gemodelleerd moet worden. De bijbehorende installatieberekeningen worden in losse software uitgevoerd. Het coördinatiemodel dat als IFC geëxporteerd wordt is statisch en daardoor zeer geschikt als onderlegger voor het modelleren van aspectmodellen. Nadeel daarin tegen is bijvoorbeeld de bouwfysische eigenschappen niet meegenomen worden. Dit heeft tot gevolg dat de informatie op een andere manier aangeleverd moet worden.

5.3 Ontwerpsessie 2 Om te komen tot een goede uitwisseling tussen Archicad18, Revit MEP en Vertex en de daarbij behorende informatiebehoefte van de architect, installateur, aannemer en houtskeletbouwmodelleur staan de bevindingen uit de voorbereiding de tweede ontwerpsessie centraal. Hierbij wordt expliciet gekeken naar het 3Dbouwkundiginformatiebronmodel, 3D-houtskeletinformatiebronmodel en 3D-installatieinformatiebronmodel. Om tezamen met de houtskeletbouwmodelleur een 3D-houtskeletinformatiebronmodel te kunnen maken zijn verschillende tests nodig geweest. De mogelijkheden van de Vertex ontwerpsoftware voor de houtskeletbouw elementen worden voor een groot deel bepaald hoe het IFC model aangeleverd moet worden is er vooraf aan het de ontwerpsessie onderzocht welke translator vanuit Archicad 18 het beste resultaat geeft. De verwachting was dat het coördinatiemodel de beste mogelijkheden zou bieden, maar om de volledige intelligentie van Vertex te gebruiken bood het parametrische model veel meer potentie. Vertex herkent de opbouw van de wanden en kan deze vervolgens omzetten naar Houtskeletbouwelementen met daarin de opgenomen de sparingen ten behoeve van ramen en deuren.

28

| BOUWCOMPONENTEN | Goede afspraken tussen de verschillende disciplines zijn hierbij van groot belang om het proces goed te laten verlopen. Deze afspraken hebben betrekking op: •

Overlegmomenten, wie moet op welk moment aanwezig zijn.

•

Softwaregebruik en de wijze van uitwisselen van 3D informatiebronmodellen (IFC).

•

Eisen waaraan de IFC modellen moeten voldoen.

•

Waar worden de IFC modellen voor ingezet (berekeningen, simulaties, productietekeningen).

•

Wie beheert het proces, wie is de BIMcoördinator?

•

Wanneer vinden de clashes plaats?

De bovengenoemde afspraken kunnen in een werkprotocol verder uitgewerkt worden. Het protocol geeft structuur aan het proces en laat heel duidelijk zien wie waarvoor verantwoordelijk is. De problemen die zich gedurende de ontwerpsessie voordeden hadden vooral betrekking op onderlinge afstemming tussen de verschillende softwarepakketten en onvolledige informatie over bijvoorbeeld de opstelplaats van de installatie. Als deze niet bekend is kan de installatiemodelleur niet verder. De volgende drie problemen zijn gedurende het experiment aan het licht gekomen. Het eerste probleem is terug te vinden in de referentielijn die in zowel Archicad als Vertex gebruikt wordt om de wanden te tekenen. In Archicad 18 worden de wanden standaard getekend met de referentielijn aan de buitenzijde van het element en in Vertex in het midden van het element. Dit is een belangrijk aandachtspunt, omdat bij het omzetten van de wanden uit het IFC model in Vertex fouten ontstaan, omdat de wanden verspringen. Hierdoor verandert de maatvoering van het gebouw. Een oplossing hiervoor kan gevonden worden in overleg voor af aan de start van het project waarbij met een klein model getest wordt hoe het IFC model en de daarbij horende referentielijnen getekend en geleverd moeten worden. Vervolgens wordt deze afspraak verwerkt in het samenwerkingsprotocol. Het tweede probleem betreft de openingen voor de ramen en deuren. In Vertex werd standaard een stelruimte van 50 mm aangehouden. Dat betekent dat stelruimtes evenals type kozijnen is vertex ingesteld moeten worden. Deze informatie is niet in het IFC model opgenomen. Concreet houdt dit in dat de software op basis van de eisen van de opdrachtgever correct ingesteld moet worden voordat hiermee een kloppend 3D-houtskeletinformatiebronmodel gemaakt kan worden. Het derde probleem dat aandacht behoefd is het nulpunt in de verschillende softwarepakketten. Binnen Archicad 18 wordt gewerkt met een peilmaat = 0. Dit is in overeenstemming met de praktijk waarbij veelal alles wordt gemeten vanaf de bovenkant afgewerkte vloer. In tegelstelling tot Vertex waarbij per element de hoogte wordt gerekend vanaf de onderkant van het element. Op figuur 11 is te zien dat de wand van vertex doorloopt in de fundering. Met de juiste afspraken kunnen de genoemde problemen voorkomen worden. FIGUUR 11

29

| BOUWCOMPONENTEN | Samengevat betekend dit dat er afspraken gemaakt moeten worden over: •

Het nulpunt.

•

Het plaatsen van de referentielijn, zodat deze in de verschillende softwarepakketten met elkaar overeenkomen.

•

Aansluitdetails, welke stelruimtes moet er aangehouden worden en he wordt dit gecommuniceerd tussen de verschillende projectleden uit het bouwteam?

Het experiment is uitgevoerd met de begane grond. Pogingen om de 1e en 2e verdieping om te zetten naar een aspect houtskelet 3D informatiebronmodel zijn mislukt. De oorzaak is terug te vinden in het feit dat de wanden die in Archicad 18 afgeschuind worden op de dakelementen niet goed vertaald worden naar IFC. Wanneer het IFC model in Vertex geopend wordt nemen de wanden hun oorspronkelijke vorm aan, wat tot gevolg heeft dat Vertex de wandelementen niet kan omzetten. Om te achterhalen of de fouten voort komen uit de import of de export van de gebruikte softwareprogramma’s is het IFC model herhaaldelijk met verschillende tranlators geëxporteerd vanuit Archicad 18 en geïmporteerd in Vertex. De resultaten waren erg wisselend met als gevolg dat er geen eenduidige instellingen gedaan kunnen worden voor het herhaaldelijk genereren van een kloppend IFC model vanuit Archicad 18. Hierin tegen leverde de export vanuit Revit een betere export. De wandelementen behielden de originele vorm, zoals deze is meegegeven vanuit Revit. Helaas was er te weinig tijd beschikbaar om tezamen met de softwareleverancier het probleem in de IFC export te analyseren.

Aspectmodel installatie: In samenwerking met Van der Sluis is onderzocht wat de meerwaarde van een 3D-installatieinformatiebronmodel kan zijn wanneer de productietekeningen van houtskeletbouwelementen onttrokken worden aan het 3D informatiebronmodel. Het geoptimaliseerde 3D informatiebronmodel van de IBEX woning vormde voor het te ontwerpen installatietechnische aspectmodel de basis. Om te komen tot een goede uitwisseling is eerst onderling afgestemd aan welke eisen het 3D informatiebronmodel moet voldoen wanneer er op basis van een vast energieconcept de installatie gemodelleerd wordt. Middels een klein experiment is gecontroleerd welke translatorsettings vanuit Archicad 18 de beste IFC output genereerd voor Revit. Daarbij zijn ook instellingen in REvit aangepast om de import te optimaliseren. Uit deze experimenten kwam naar voren dat een coördinatiemodel het meest geschikt is. Uit de tests kwam naar voren dat het coördinatiemodel betrouwbaarder is dan het parametrische model, omdat bij het parametrische IFC model veel elementen niet correct worden weergegeven of gewoon ontbreken. Wanneer de uitgangspunten van het installatieconcept leidend. Hoewel het 3D installatieinformatiebronmodel op basis van een vast energieconcept uitgewerkt moest worden ontbrak er veel belangrijke informatie in het IFC model. De installateur gaf aan dat er geen ruimtes gereserveerd waren voor het plaatsen van het verwarmingstoestel en de overige installatieonderdelen. Een voorbeeld hiervan is dat de installatie voor een raam gemodelleerd werd en door het ontbreken van de vlizotrap in het IFC model hiervoor te weinig ruimte gereserveerd is, zie figuur 12. FIGUUR 12

30

| BOUWCOMPONENTEN | Tijdens de experimentsessie zijn de bevindingen ervaringen voorkomend uit de experimenten besproken. Hieruit kwam naar voren dat afspraken in een veel vroeger stadium van het uitvoeringsproces gemaakt moeten worden. Dit omdat er nu nog te veel informatie te laat gecommuniceerd wordt met als gevolg dat er ad hoc oplossingen worden gezocht die beter doordacht kunnen worden. Een ander belangrijk aspect dat volgens de onderzoekspartners niet onderschat moet worden, zijn de 2D tekeningen die nodig zijn om met veel onderaannemers te communiceren. De meerwaarde van het 3D informatiebronmodel wordt herkend, maar men is ook nog sceptisch over de onnauwkeurigheden en de afstemming die nodig tussen de verschillende software. Als laatste gaf de installateur aan het bouwkundig 3D informatiebronmodel op een hoog niveau gedetailleerd moet worden evenals het 3D houtskeletinformatiebronmodel, omdat de installatie dat op basis van deze input ontwerpen kan worden. De bovengenoemde punten ziet men graag terug in een werkprotocol. De wijze waarop de informatie ten behoeve van de vervaardiging van de houtskeletbouwelementen aangeleverd moet worden is afhankelijk van het feit of de bouwmethode tot in detail vastligt of dat alleen de uitganspunten gegeven worden. In tabel 6 is het verschil in informatiebehoefte weergegeven wanneer het uitganspunt een tot in detail uitgewerkt wandelement is of een alleen de uitgangspunten gegeven worden waaraan het houtskeletbouwelement moet voldoen. TABEL 6 INFORMATIEBEHOEFTE Informatiebehoefte houtskeletbouwproducent Wandopbouw tot in detail uitgewerkt

Wandopbouw volgens vaste uitganspunten

-

-

Opbouw wandelement Geometrie van het wandelement Binnen en buitenafwerking Plaats en detaillering kozijnen Aansluitdetails liggen vast

-

Opbouw wandelement vrij mits wordt voldaan aan de eisen met betrekking tot geluid en RC waardes. Aansluitdetails vrij mits wordt voldaan met de eisen rondom luchtdichtheidseisen Plaats kozijnen ligt vast maar de aansluiting is vrij mits aan de wettelijke eisen wordt voldaan

5.4 Conclusies Het tweede ontwerpexperiment had als doel om de informatiebehoefte voor het produceren van houtskeletbouwelementen in kaart te brengen met behulp van 3Dinformatiebronmodellen. Hierbij is expliciet gekeken naar de mogelijkheden van Archicad, Revit en Vertex om op basis van IFC met elkaar te communiceren. Ter voorbereiding op de tweede experimentsessie hebben studenten samen met de projectleden van het deelonderzoek onderzocht welke problemen zich voordoen bij export en import van IFC modellen. Tijdens de ontwerpsessie zijn de bevindingen besproken en is vooruit gekeken naar het derde ontwerpexperiment. Naar aanleiding van de bevindingen worden de 3D informatiebronmodellen geoptimaliseerd, zodat het derde ontwerpexperiment inzicht geeft in de mogelijkheden en onmogelijkheden van de software. Uitwisseling op basis van IFC lijkt goed mogelijk mits er goede afspraken over de kwaliteit van het 3D informatiebronmodel worden gemaakt, en over de informatie die wel en niet meegegeven moet worden aan de uiteindelijke IFC export. Veelal blijkt dat simpele afspraken over bijvoorbeeld het nulpunt in de softwarepakketten waarop gemodelleerd moet worden resulteert in minder fouten. Om dit mogelijk te maken is het noodzakelijk dat er voldoende kennis aanwezig is van de softwarepakketten die worden ingezet. Dit is nodig, omdat de kwaliteit van de export afhankelijk is van specifieke software instellingen. Hoewel er bij de projectleden veel softwarekennis aanwezig, komt uit de experimenten naar voren dat er voor de specifieke instellingen extra expertise van de softwareleveranciers ingezet moet worden om te komen tot oplossingen. De belangrijkste problemen worden terug gevonden in de elementen die niet correct weergegeven worden wanneer deze geïmporteerd worden in de software. Zo wordt bij de import in Vertex de referentielijn waarover de houtskeletbouwelement is gemodelleerd verplaats en ontbreken ruimte benamingen bij de import van het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel in Revit MEP.

31

| BOUWCOMPONENTEN | De specifieke IFC software instellingen vanuit Archicad 18 hebben invloed op de bewerkingsmogelijkheden van het 3D informatiebronmodel, dat uitgewisseld wordt met de houtskeletbouwmodelleur en de installatiemodelleur. Er kan gekozen worden voor een parametrisch en coördinatiemodel. In een parametrisch IFC model is meer informatie opgeslagen die gebruikt kan worden voor het maken berekeningen en simulaties. Daarnaast worden codes en namen aan de bouwelementen meegegeven die bijvoorbeeld door VERTEX herkend worden. Binnen VERTEX kunnen de bouwelementen omgezet worden op basis van codes en namen naar houtskeletbouwelementen. Nadeel bij een parametrische modellen is de onbetrouwbaarheid. Informatie gaat verloren en bouwelementen worden niet altijd correct weergegeven, wat resulteert in miscommunicaties. Een coördinatiemodel is statisch en kan slechts als onderlegger worden ingezet. De voordelen van een coördinatiemodel worden bijvoorbeeld teruggevonden bij Revit MEP. Om de installatie te kunnen modelleren heeft de installatiemodelleur de vorm en de plaats van de bouwelementen nodig om de installatie te modelleren. Een nadeel hierbij is dat de ruimte indeling als 2D tekening aangeleverd moet worden, omdat de informatie in een coördinatiemodel verloren gaat. Daarnaast heeft het experiment inzichtelijk gemaakt dat het maken van 3D informatiebronmodellen op basis van vooraf aangeleverde informatie niet automatisch leidt tot een optimale uitwerking van de installatie en de houtskeletbouwconstructie. Aangezien elk gebouw qua vorm, locatie etc. anders is, moeten er vanaf de start van het project overlegmomenten zijn tussen de verschillende partners. Aandachtspunt hierbij is dat de installateur en de constructeur vanaf het begin betrokken zijn. Door op deze manier te werken wordt voorkomen dat er later in de uitvoeringsfase wijzingen moeten worden aangebracht, omdat de houtskeletbouwconstructie en de ruimte indeling niet zijn afgestemd op de gebouwinstallatie. In het derde en laatste ontwerpexperiment worden in de voorbereiding de bovengenoemde bevindingen meegenomen en verwerkt in het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel, 3D-houtskelet-informatiebronmodel en 3Dinstallatieinformatiebronmodel. Tijdens de ontwerpsessie wordt een ontwerpwijzing doorgevoerd en live de 3Dinformatiemodellen aangepast. Onderzocht wordt wat de mogelijkheden zijn van Arcicad, Revit MEP en VERTEX met betrekking tot IFC zijn, welke in-formatiebehoeftes er zijn en welke afspraken van belang zijn voor een optimaal proces van initiatiefase tot en met de uitvoeringsfase.

32

| BOUWCOMPONENTEN |

6 Experimentsessie 3 Invloed van ontwerpwijzigingen In het derde ontwerpexperiment is getest of eenvoudige ontwerpwijzigingen van het woningontwerp relatief gemakkelijk door middel van het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel verwerkt kan worden tot aangepaste 3Dbouwkundiginformatiebronmodel voor installaties en houtskeletbouw elementen. De ontwerpvariatie betreft het dak van de uitbouw en de bijbehorende installaties. Het doel van het ontwerpexperiment is om na te gaan of het efficiënt en gemakkelijk kunnen genereren van productielanden vanuit het 3D informatiebronmodel mogelijk is. Hierbij lag de focus op de ontwerpvrijheid, informatiebehoefte, rollen, interacties en de mogelijkheden van het 3D informatiebronmodel. Het gehele projectteam heeft deel genomen aan de ontwerpsessie. In bijlage 2 is terug te lezen hoe de ontwerpsessie is vormgeven.

6.1 Voorbereiding Ter voorbereiding op de experimentsessie hebben de studentonderzoekers veel experimenten uitgevoerd om te komen tot een goede uitwisseling van 3D informatiebronmodellen op basis van IFC. Het ging hierbij specifiek om de uitwisseling tussen het bouwkundig 3D informatiebronmodel, 3D houtskelet-informatiebronmodel en 3D installatieinformatiebronmodel. De focus lag vooral op informatiebehoefte en IFC instellingen in de software die een betrouwbare uitwisseling tot stand moeten brengen. Uit de experimenten is naar voren gekomen dat uitwisseling op basis van IFC redelijk goed mogelijk is, mits men beschikt over de juiste softwarekennis. Een van de belangrijkste problemen tijdens het exporteren en importeren werd gevonden in de schuine wanden die niet of gedeeltelijk meegenomen worden in de vertaling naar IFC vanuit Archicad 18. Wegens tijdsgebrek is hier geen oplossing voor gevonden. Zowel de softwareleveranciers als de specialisten bij bureau BIM konden niet direct de oorzaak aanwijzen. Hoewel er geen oplossing is gevonden heeft de projectgroep dit niet als een grote belemmering gezien om door te gaan, omdat de wand elementen voldoende informatie opleveren waaruit naar voren komt welke interacties, rollen en software instellingen nodig zijn om te komen tot goede productietekeningen met behulp van 3D-bouwwwerkinformatiemodellen. In de voorbereidingsfase op de experimentsessie is contact gezocht met Emergo Hout, omdat zij werken met een ander softwarepakket genaamd HSB CAD. Bij Emergo Hout worden prefab houtskeletbouwelementen vervaardigd. Aan de hand van een interview is onderzocht hoe HSB CAD wordt ingezet om het productieproces aan te sturen. Het gehele proces wordt aangestuurd door de tekenkamer die de productiebladen voor de houtskeletbouwelementen maakt. De tekenkamer werkt met HSB CAD. Het doel van het interview was gelegen in het feit dat de informatiebehoefte mede-afhankelijk is van de software die wordt gebruikt. Uit het interview kwam naar voren dat er belangrijke verschillen tussen Vertex en HSB CAD zijn gevonden, die van essentieel belang lijken te zijn wanneer men gaat samenwerken. In tabel 7 zijn de belangrijkste verschillen opgenomen die waarschijnlijk in het werkprotocol terug moeten komen, om ervoor te waken dat de benodigde informatie zo wordt aangeleverd dat de houtskeletbouwproducent zo efficiënt mogelijk kan werken. TABEL 7 INFORMATIEBEHOEFTE VERTEX VERSUS HSB CAD Vertex houtskeletbouw HSB CAD Werkt het beste op basis van een parametrisch IFC

Werkt het beste op basis van een IFC

model afkomstig uit Archicad 18

coördinatiemodel vanuit Archicad 18

3D informatiebronmodel kan omgezet worden naar

3D informatiebronmodel wordt als onderlegger

houtskeletbouwconstructie

gebruikt waarover de nieuwe Houtskeletbouwelementen worden gemodelleerd

Details worden opgenomen in Vertex en vervolgens

Details moeten in 2D aangeleverd worden om

automatisch opgenomen in het 3D

vervolgens verwerkt te worden in de productiebladen.

houtskeletinformatiebronmodel bij het omzetten van de Houtskeletbouwelementen.

33

| BOUWCOMPONENTEN |

6.2 Ontwerpsessie 3 Tijdens de werkveldsessie is besproken welke ontwerpwijzing gelijkwaardig zou zijn aan een praktijksituatie. Er is voor gekozen om de bijkeuken te voorzien van een schilddak dat doorloopt in de woning. Dit heeft tot gevolg dat de verwarmingsinstallatie verplaats moet worden, de vloeropbouw van het platte dak aangepast moet worden en er extra houtskeletbouwelementen voor de kopgevels moeten worden ontworpen (zie figuur 13). Deze wijziging heeft verschillende gevolgen voor het proces. Het 3D informatiebronmodel dat de basis vormt voor de aspectmodellen moet aangepast moeten worden, zodat de installateur en de houtskeletbouwmodelleur de aspectmodellen hierop kunnen aanpassen. FIGUUR 13

Op basis van het aangepaste bouwkundig 3D informatiebronmodel is geprobeerd het 3D-houtskeletinformatiebronmodel en 3D installatieinformatiebronmodel hierop aan te passen. Het aanpassen van de houtskeletbouwelementen in Vertex leverde goede resultaten op, mits het geen afgeschuinde wanden betrof, zie figuur 14. Omdat de export van de schuine wanden voor veel problemen zorgen is ervoor gekozen om alleen de begane grond verder uit te werken. Uit de uitgevoerde experimenten en de gesprekken met de houtskeletbouwmodelleur kwam naar voren dat een bouwconcept als IBEX heel goed uitgewerkt kan worden met een programma als Vertex. Wanneer de software instellingen ten behoeve van een goede export en import van het IFC modellen goed op elkaar is afgestemd kan op redelijk eenvoudige wijze het 3D informatiebronmodel omgezet worden naar een aspect houtskeletbouwconstructie (zie figuur 150. FIGUUR 14

FIGUUR 15

De aangepaste aspectmodellen moeten vervolgens opnieuw worden geclasht in Solibri en hierbij moeten veel keuzes gemaakt worden, waar moeten de collectoren geplaats worden, hoe worden de ruimtes ingedeeld en wat voor invloed heeft dit op de houtskeletbouwconstructie en de overige installatie? Uit het experiment komt naar voren dat het bijna van wezenlijk belang is om tijdens het doorvoeren van de wijzigingen bij elkaar aan de tafel te zitten. Doordat de afgeschuinde wanden voor veel vertraging zorgde is alleen de begane grond aangepast in het aspectmodel van de houtskeletbouwconstructie, zie figuur 15.

34

| BOUWCOMPONENTEN | Het 3D-installatieinformatiebronmodel is na de eerste experimentsessie volledig aangepast met als resultaat een volledig uitgewerkt installatieconcept in 3D (zie figuur 17). In figuur 16 is het 3D installatieinformatiebronmodel van de eerste experimentsessie weergegeven. Deze was onvolledig door het ontbreken van veel informatie en een foutief IFC model waarin geen goede exportsettings waren gebruikt. Hoewel het 3D-installatieinformatiebronmodel gemakkelijk gemodelleerd kon worden op basis van het bouwkundig 3D informatiebronmodel waarvan een IFC coördinatiemodel is gemaakt, deden zich verschillende problemen voor die gelegen zijn in een goede communicatie. Gedurende alle experimenten is naar voren gekomen dat het lastig is om kleine ontwerpwijzigingen terug te vinden in Solibri. Vervolgens roept dit de vraag op wie de wijzigen monitort en de verschillende disciplines aanstuurt, zodat de wijzigingen aangepast worden. FIGUUR 16

FIGUUR 17

6.3 Conclusies Het derde ontwerpexperiment had als doel om na te gaan of het efficiënt en gemakkelijk kunnen genereren van productiebladen vanuit het 3D informatiebronmodel mogelijk is. Hierbij lag de focus op de ontwerpvrijheid, informatiebehoefte, rollen, interacties en de mogelijkheden van het 3D informatiebronmodel. De ingezette 3D informatiebronmodellen die tijdens het experiment zij ingezet, zijn op basis van de bevindingen uit het tweede ontwerpexperiment geoptimaliseerd. De belangrijkst wijzigingen die gedaan zijn hebben betrekking op software instellingen die een betere IFC export en import garanderen. Daarnaast zijn er afspraken gemaakt over informatiebehoeftes die betrekking hebben op informatie die niet in het 3D informatiebronmodel opgenomen kan worden. Zo zijn ruimtebenamingen middels 2D tekeningen aangeleverd.

Goede samenwerking is cruciaal Uit de experimentsessie is naar voren gekomen dat de 3D informatiebronmodellen van meerwaarde zijn bij de totstandkoming van de productiebladen, waarbij ook direct sparingen ten behoeve van de installatie opgenomen worden. Dit lijkt enkel mogelijk wanneer de import en de export van de IFC bestanden geoptimaliseerd is. Hiervoor zijn modelleurs nodig die de gebruikte software goed beheersen. Tijdens de experimentsessie, waarbij iedereen gezamenlijk heeft gewerkt aan de verschillende aspectmodellen, kwam herhaaldelijk naar voren dat de samenwerking van cruciaal belang is om het proces te optimaliseren. Elk onderdeel binnen het proces vraagt om specialistische kennis. Dit komt terug in de uitwerking van de aspectmodellen. Hierin komt duidelijk naar voren dat de inbreng van iedere discipline waardevol is om te komen tot een perfecte uitwerking van het bouwconcept. Een voorbeeld hiervan is terug te vinden in de aansluitdetails van de houtskeletbouwelementen. In het geval van het IBEXwoningconcept heeft de aannemer op basis van ervaring het aansluitdetail ontworpen. Hierbij stonden uitvoeringsproces en de bouwfysische eisen centraal. Wanneer de houtskeletbouwmodelleur direct betrokken zou zijn bij het ontwerpen van de aansluitdetails hadden deze er waarschijnlijk anders uitgezien. Dit omdat de aannemer ontwerpt vanuit praktijkervaring bij het assembleren van de houtskeletbouwelementen op de bouwplaats en de houtskeletbouwmodelleer ontwerpt met het oog op een zo efficiënt mogelijk productieproces in de fabriek. Door de achterliggende gedachtes achter de totstandkoming van de details met elkaar in verband te brengen kunnen de aansluitdetails geoptimaliseerd worden.

35

| BOUWCOMPONENTEN | Hieruit kan geconcludeerd worden dat de discussie tussen de verschillende disciplines nodig is om het ontwerp te verbeteren. Pas wanneer de informatiebehoefte van een ieder in kaart is gebracht kan de volgende stap naar het werken met 3D informatiebronmodellen gemaakt worden. In tabel 8 is kort uiteengezet wat de verschillende informatiebehoeftes zijn wanneer de installateur en de houtskeletbouwmodelleur op basis het 3D informatiebronmodel aspectmodellen moeten ontwerpen waarmee uiteindelijk het productieproces wordt gestuurd. Hierbij vormt in dit geval het IBEX-woningconcept de leidraad. TABEL 8 Werkvelddiscipline

Informatiebehoefte op basis van IBEX-woningconcept Kaders met betrekking tot de ontwerpvrijheid. (maximaal aantal bouwlagen, maximale overspanningen,

Architect

materiaalgebruik, vormvrijheid van de constructie, mogelijke opstelplaatsen voor zonnecollectoren en de zonnepanelen op basis van overleg met de installateuretc.) Energieconcept, leverancier(s) installatie(s), mogelijke opstelplaatsen installaties, etc. Aansluitdetails

Installateur

doorvoeren in muren en daken moeten vooraf gecommuniceerd worden, zodat het leidingtracé hierop kan worden afgestemd. Werkvolgorde gedurende de assemblage van de Houtskeletbouwelementen. Uitgewerkte details op uitvoeringsniveau in 2D, zodat wanneer mogelijk deze omgezet kunnen worden

Houtskeletbouw

naar intelligentie bibliotheekobjecten. Opbouw wand, dak, vloeren en overige

producent/modelleur

Houtskeletbouwelementen. Plaats sparingen t.b.v. het leidingtracé van de installatie en riolering. Plaats stopcontacten en andere elektrische voorzieningen.

Aannemer

Volgorde assemblage Houtskeletbouwelementen op de bouwplaats, eisen hijsvoorzieningen t.b.v. de Houtskeletbouwelementen, etc.

Meerwaarde bouwinformatiemodel Met dit deelonderzoek zijn de mogelijkheden verkend om een bouwinformatiemodel te gebruiken voor het produceren van prefab houtskeletbouwelementen. De toepassing van het bouwinformatiemodel moet leiden tot een betrouwbare en efficiënte uitwisseling van informatie, waardoor een goedkoper en kwalitatief beter product kan worden geleverd. De vraag die leidend is voor dit deelonderzoek is daarbij of een bouwinformatiemodel kan worden gebuikt voor het efficiënt produceren bouwcomponenten. Het onderzoek laat zien dat het uitwerken van productiebladen voor het vervaardigen van houtskeletbouwelementen met behulp van 3D informatiebronmodellen een grote meerwaarde kent. De meerwaarde wordt alleen teruggevonden wanneer er op eenduidige manier vanaf de initiatiefase tot aan de uitvoeringsfase van het project met de architect, installateur, aannemer en houtskeletbouwproducent wordt gecommuniceerd. In de ontwerpexperimenten kwam duidelijk naar voren dat er onvoldoende afspraken worden gemaakt binnen het bouwteam. Gebrek aan vaste overlegmomenten zal resulteren in een onvolledige informatieoverdracht. Fouten op de productiebladen worden op de bouwplaats hersteld, maar niet of onvoldoende teruggekoppeld naar de tekenkamer. Gebrek aan afstemming tussen de verschillende software gebruikers leidt er toe dat aannames voor waar worden aangenomen met alle gevolgen van dien. Vaak is dit een kwestie van de juiste software instellingen. Hieruit volgt ook dat modelleurs over veel softwarekennis moeten beschikken om deze problemen het hoofd te bieden. Een bouwteam waarbinnen de marktpartijen samenwerken is uitermate geschikt als organisatievorm voor het volwaardig ontwerpen en realiseren met bouwinformatiemodellering, mits er duidelijke afspraken zijn gemaakt. De afspraken die gemaakt moeten worden hebben betrekking op vele verschillende aspecten. Per ontwerpexperiment zijn de belangrijkste conclusies gegeven, waarbij vier succesfactoren voor ontwerpen met bouwinformatiemodellering worden benoemd. Het eerste ontwerpexperiment maakte duidelijk dat er geen verplichte tekenconventies voor handen zijn wanneer men 3D informatiebronmodellen modelleert. Er worden handreikingen aangeboden, maar iedere partij is vrij in het gebruik hiervan. Wanneer men informatie gaat uitwisselen middels de 3D informatiebronmodellen op basis van IFC is het belangrijk dat hier duidelijk afspraken over worden gemaakt. Dit is de eerste succesfactor die benoemd kan worden. Hierbij moet bijvoorbeeld gedacht worden aan coderingen en naamgeving die aan de bouwelementen worden meegegeven, zodat iedere marktpartij de juiste informatie ontvangt.

36

| BOUWCOMPONENTEN | Een tweede succesfactor is een volledig bouwteam van de initiatiefase tot aan de uitvoeringsfase waarin de juiste marktpartijen zijn vertegenwoordigd. In dit geval betrof het de architect, installateur, aannemer en houtskeletbouwproducent/modelleur. Wanneer duidelijk is welke marktpartijen deelnemen aan het bouwteam en de processtappen zijn geoptimaliseerd, kunnen de 3D informatiebronmodellen hun intrede doen. Het tweede ontwerpexperiment laat zien dat het uitwisselen van 3D informatiebronmodellen op basis van IFC de beste mogelijkheden biedt, omdat iedere betrokken marktpartij met zijn eigen software kan blijven werken die hiervoor speciaal is ontwikkeld. Om goed samen te kunnen werken met behulp van IFC modellen zijn hele goede afspraken nodig. Deze afspraken hebben betrekking op de kwaliteit van de IFC modellen, modelafspraken en het type IFC file dat wordt geëxporteerd. De kwaliteit van de IFC export heeft betrekking op de software instellingen die vooraf aan de start van het project gemaakt moeten worden. Dit om te waarborgen dat de juiste bouwelementen met de juiste eigenschappen worden geëxporteerd. Uit de experimenten kwam herhaaldelijk naar voren dat simpele instellingen gedaan kunnen worden middels kleine experimenten. Door een klein referentiemodel herhaaldelijk te exporteren en te importeren kunnen de juiste instellingen gevonden worden. Raadzaam is om bij het ontbreken van de juiste kennis expertise van de softwareleveranciers in te schakelen. Zij zijn op de hoogte van de nieuwste ontwikkelingen en kennen de software goed. De derde succesfactor heeft betrekking op afspraken over het type IFC bestand dat geëxporteerd wordt. Vanuit Archicad 18 kunnen twee belangrijke exportmogelijkheden gekozen worden wanneer IFC bestanden gegenereerd worden. Er kan gekozen worden om de IFC te exporteren als parametrisch model en als coördinatiemodel. Aan een parametrisch IFC model kan veel informatie meegegeven worden. Hierbij moet gedacht worden aan bouwfysische materiaaleigenschappen, materiaalsoorten, hoeveelheden etc. Dit in tegenstelling tot een coördinatiemodel. Het coördinatiemodel dat als IFC geëxporteerd wordt is statisch en daardoor zeer geschikt als onderlegger voor het modelleren van aspectmodellen. Nadeel daarentegen is bijvoorbeeld de bouwfysische eigenschappen niet meegenomen worden. Dit heeft tot gevolg dat de informatie op een andere manier aangeleverd moet worden. Nadat de afstemming tussen de verschillende software heeft plaats gevonden is het belangrijk dat het 3Dbouwkundiginformatiebronmodel wordt geclasht met Solibri alvorens het met andere disciplines wordt gecommuniceerd. De fouten die met Solibri gevonden worden helpen miscommunicatie voorkomen. Ten behoeve van de productiebladen, verschillende software en de marktpartijen waarmee in het bouwteam wordt samengewerkt kan een “Solibri-regelset” geschreven worden. Hiermee kan het 3D-bouwkundiginformatiebronmodel, 3D-houtskelet-informatiebronmodel en 3Dinstallatieinformatiebronmodel op specifiek punten gecontroleerd worden. Tijdens de bouwsessies waarbij alle belanghebbende marktpartijen aanwezig zijn vindt de algehele modelcontrole plaats en worden de verschillende 3D informatiebronmodellen in Solibri samengevoegd en geclasht. Door de modellen van de verschillende partners in een vroeg stadium te ‘clashen’ wordt inzichtelijk gemaakt waar er knelpunten zich bevinden. Deze problemen worden nu in een vroeg stadium opgemerkt en aangepast, zodat het TO geoptimaliseerd is voordat het in de productie genomen wordt. Het derde experiment laat zien dat de 3D informatiebronmodellen van meerwaarde zijn bij de totstandkoming van de productiebladen, waarbij ook direct sparingen ten behoeve van de installatie opgenomen worden. Het onderstaande processchema geeft inzicht in de stappen die genomen moeten worden (zie figuur 18).

37

| BOUWCOMPONENTEN | FIGUUR 18

Een ander aandachtpunt heeft betrekking op de informatiebehoefte van iedere marktpartij binnen het bouwteam. In de basis is de informatiebehoefte veelal gelijk. Het onderscheid wordt gemaakt in de manier van werken. Elk bedrijfsproces is anders ingericht en heeft mede hierdoor een andere informatiebehoefte. Uit het onderzoek is naar voren gekomen dat iedere houtskeletbouwleverancier zijn productieproces anders aanstuurt. Waar de één alleen 2D CAD bestanden aangeleverd wil krijgen met losse documenten waarin de eisen zijn opgenomen wil de ander een parametrisch 3D informatiebronmodel hebben met zoveel mogelijk informatie. Veel marktpartijen die reeds ervaring hebben met 3D informatiebronmodellen hebben hiervoor een eigen BIM-protocol ontwikkeld waarin wensen en eisen zijn opgenomen. Een vierde succesfactor die veel invloed heeft op het efficiënt inzetten van 3D informatiebronmodellen voor het vervaardigen van houtskeletbouwelementen is de bouwmethodiek. Wanneer de kaders volledig zijn ingevuld en hier niet van mag worden afgeweken is het van essentieel belang dat dit voor iedere discipline duidelijk is vastgelegd. Het IBEXconcept is tot in detail uitgedacht en hierop moet de houtskeletbouwproducent zijn productieproces en bouwmethodiek afstemmen. IBEX staat voor Intelligent, Bijzonder, Ecologische en eXcellent. Het concept verenigt een aantal concepten en principes met als doel een Innovatief woningproduct op de markt te brengen dat aansluit bij de behoeften van de consument. Dit heeft tot gevolg dat de bestaande software die wordt gebruikt om productiebladen te genereren hierop moet worden afgestemd en het uitvoerende personeel op de werkvloer opgeleid moet worden. Dit is een kostbare inspanning, dat vraagt om vaste partners die hierop zijn ingespeeld.

38

| BOUWCOMPONENTEN | Wanneer de kaders ruimer zijn gesteld en alleen aan uiterlijke wensen en de bestaande wet en regelgeving moet worden voldaan, kan de houtskeletbouwleverancier makkelijker schakelen omdat de bestaande werkwijze niet ingrijpend hoeft te worden veranderd. Uit het onderzoek komt naar voren dat een volledig uitgedacht bouwconcept heel geschikt is om de meerwaarde van 3D informatiebronmodellen optimaal te gebruiken. Het verdient aanbeveling om enige flexibiliteit in te bouwen, zodat de kwaliteiten van de deelnemende marktpartijen optimaal kunnen worden benut. Door bijvoorbeeld aansluitdetails ter discussie te stellen kan hetzelfde doel bereikt worden, omdat de aanwezige kennis wordt gebundeld. Een BIM-protocol lijkt uitkomst te bieden (zie bijlage 1). Dit zal niet een statisch document kunnen zijn, maar moet een levend document zijn. Hierin worden aan de hand van een processchema de rollen en overlegmomenten vastgelegd en overbodige processtappen geëlimineerd. Daarnaast vormen specifieke afspraken gericht op softwaregebruik, doel van de 3D informatiebronmodellen en de informatiebehoefte per discipline een belangrijk onderdeel.

39

| BOUWCOMPONENTEN |

7 Literatuurlijst Onderliggende documenten en gebruikte literatuur

Achterberg, K., & Obers, G. (2012). Grip op processen in organisaties. Van Haren Publishing. Blauwhof, G., Spiering, B., & Verbaan, W. (2013). Samen sneller slimmer: Innoveren in de bouw. Amsterdam: Blauwdruk. Cats, K., & van Asselt, L. (2015). De structurering van informatiestromen met BIM. Zwolle: Hogeschool Windesheim. Chao-Duivis, M. (2012). Het bouwteam model: Een studie naar de juridische vormgeving en het functioneren in de praktijk. Instituut voor Bouwrecht. Debets, C. (2012). Grootste passiefhuisproject. Bureau Nieman. Het Nationaal BIM Platform. (2015). BIM Basics. Opgehaald van Het Nationaal Bim-Platform: http://www.hetnationaalbimplatform.nl/kenniscentrum/bim-basics/wat-is-bim/ Michels, W. (2010). Communicatie handboek. Groningen/Houten: Noordhoff Uitgevers . RRBouw. (2012). Aan de slag met BIM; gewoon doen! (2013). RVB BIM Norm. Den Haag: Rijksvastgoedbedrijf. Spekking, D. (2013). BIM protocol 2.0 . Stichting Pioneering. van den Berg, M. (2007). Mr. C. Asser's Handleiding tot de beoefening van het Nederlands Burgerlijk Recht. 5. Bijzondere overeenkomsten. Deel IIIC. Aanneming van werk. Deventer: Kluwer.

40

| BOUWCOMPONENTEN |

8 Bijlagen Bijlage 1: Mogelijke inhoud BIM-protocol Houtskeletbouwelementen Organisatie •

IBEX en BIM

•

Vaste uitgangspunten IBEX-concept

•

Gegevens projectpartners inclusief gebruikte software

•

Fasering op basis van processchema

BIM toepassingen •

Doelstelling BIM in dit project

•

Wijze van samenwerken

•

Uit te voeren simulaties en analyses

Specifieke modelleerafspraken •

Wat doet de architect wel en niet

•

Wat doet de aannemer wel en niet

•

Wat doet de installateur wel en niet

•

Wat doet de houtskeletbouwproduct wel en niet

•

Wat doet de constructeur wel en niet

IFC modellen •

Eisen en doelstelling IFC model architect

•

Eisen en doelstelling IFC model installateur

•

Eisen en doelstelling IFC model houtskeletbouwmodelleur

•

Eisen en doelstelling IFC constructeur

BIM coördinatie •

Uitwisselen (aspect) modellen

•

Uitwisselen BIM-data

•

Controlemomenten

•

Clashcontroles

41

| BOUWCOMPONENTEN |

Bijlage 2 Uitwerking ontwerpsessie 3 Het deelonderzoek bouwcomponenten heeft als oogmerk om de meerwaarde te benutten van een bouwinformatiemodel voor het effectief uitwisselen van informatie voor het maken van bouwcomponenten. De toepassing van het bouwinformatiemodel moet leiden tot nieuwe innovatieve oplossingen voor ontwerpvraagstukken, toepassing van vernieuwende materialen en processen. Binnen het laatste ontwerpexperiment ligt de focus op de op de ontwerpvrijheid met behulp van een Gebouw Informatie Model in de DO fase, die als input dient voor het productiemodel (TO). Het IBEX concept betreft een HSB constructie met een meerlaagse opbouw. Deze opbouw is op zich simpel, maar de detaillering behoeft extra aandacht i.v.m. het luchtdicht bouwen en de installatie die hierin wordt opgenomen. De keuze voor de opbouw behorend tot de het IBEX concept komt voort uit de verwachting dat deze complexere opbouw representatief is voor een meer traditionelere opbouw. Het doel van het experiment is tweeledig. Als eerste richt het experiment zich op het inzichtelijk maken van (benodigde) datatransfer tussen de verschillende disciplines wanneer er wijzigingen in het ontwerp worden aangebracht. Hierbij wordt er expliciet onderzocht aan welke minimale eisen het Bouw Informatie Model moet voldoen om voldoende input te leveren voor HSB constructiemodel dat vanuit Vertex (HSB constructieprogramma) wordt gegenereerd. Er wordt ingezoomd op de flexibiliteit van het HSB constructieprogramma wanneer er met een vooraf vastgelegd bouwconcept wordt gewerkt waarbij alles, waaronder ook de details voor de verschillende aansluitingen zijn vastgelegd. Als tweede richt het experiment zich op het installatieconcept dat in de inde IBEX woning is opgenomen. Hierbij ligt de focus op het inzichtelijk maken van (benodigde) datatransfer tussen de verschillende disciplines wanneer er wijzigingen in het ontwerp worden aangebracht. Hierbij wordt onderzocht wat de invloed op het constructiemodel is wanneer de installatie aangepast moet worden. De vraag is tot op welk complexiteitsniveau kan de constructiesoftware en de installatiemodelleer software hierin voorzien?

Vooronderzoek Ter voorbereiding op het experiment hebben de studentonderzoekers verschillende experimenten uitgevoerd t.b.v. een goede samenwerking tussen de verschillende softwarepakketten die ingezet gaan worden. Daarnaast hebben de kleinere experimenten inzichten opgeleverd die in een “werkprotocol” zijn opgenomen. Tijdens de experimentsessie zal het protocol leidraad vormen. De onderstaande experimenten hebben input gegeven voor de uiteenzetting van het experiment: •

Er is een Installatiemodel gemaakt op basis van het vooraf vastgestelde IBEX energieconcept. Hierbij is een IFC export vanuit Archicad gemaakt waarna van der Suis in Revit het installatiemodel in 3D heeft uitgewerkt.

•

Er is een Modelcontrole op IBEX woning uitgevoerd met behulp van Solibri en Navisworks. Hierbij zijn modelleerfouten geanalyseerd en waar nodig aangepast.

•

Er is een Modelcontrole op de drie verschillende aspectmodellen (DO model, Installatiemodel en HSB constructiemodel) uitgevoerd. De controle is uitgevoerd met Solibri.

•

De problemen met de IFC export naar REVIT zijn onderzocht. Hiervoor is contact gezocht met de helpdesk van de Cadac groep (Revit leverancier). Daarnaast is een bezoek gebracht aan bureau BIM.

•

Ter voorbereiding op het experiment zijn de modelleermogelijkheden van twee 3D HSB constructieprogramma’s onderzocht. Hierbij is gekeken naar VERTEX en HSB CAD. Hoewel tijdens het experiment gewerkt gaat worden met VERTEX is er contact gezocht met een HSB constructiebedrijf waar men werkt met HSB CAD. Deze keuze is gemaakt om de validiteit van het experiment te vergroten.

42

| BOUWCOMPONENTEN |

Opzet experiment De onderstaande bedrijven nemen deel aan het experiment in de discipline zoals hieronder weergegeven. Bedrijf

Discipline

Van Diepen en

Naam

Taak

Gekoppeld aan:

Architect

Gerard Smelt

Ontwerpen

Arjan

Van der Sluis

Installateur

Cor Hoffman

Installatie modelleur

Siebe

Trebbe

Aannemer

Edwin de Graaf

Solibri

n.v.t.

Smelt architecten

clashcontroleur George HSB

HSB modelleur

George Hoekstra

HSB modelleren

Matthijs

constructies Het onderstaande werkprotocol geeft het verloop van het experiment weer. Fase 1:

Vorderingen Casus Componenten deel 2 bespreken en doelstelling

Aanpassingen ontwerp bespreken en doorvoeren. Overige Fase 2:

Ontwerpwijziging

Installatiemodel

HSB

en DO model

clashen in Solibri

constructiemodel

doorvoeren en Gerard en

met DO model Cor en

clashen in Solibri George en

Aangepast DO model naar aanleiding van ontwerpwijziging exporteren als IFC en importeren in Revit en VERTEX, waarna de Fase 3:

Bevindingen rapporteren Gerard en

Installatiemodel

HSB

aanpassen en

constructiemodel

clashen in Solibri

clashen in Solibri

met Coraangepast en

met aangepast George en

Bevindingen bespreken met het ook op: Fase 4:

• • •

Ontwerpvrijheid m.b.t. mogelijkheden software Kwaliteit aspectmodellen Overige bevindingen Vragen en evaluatieformulieren invullen

43

| BOUWCOMPONENTEN |

Voorbereiding op experiment De onderstaande aspectmodellen zijn gemaakt ter voorbereiding op het experiment: •

Een op DO niveau uitgewerkte twee onder één kapwoning volgens IBEX concept met Archicad 18, waarbij een IFC bestand is gemaakt.

•

HSB constructiemodel met behulp van Vertex op basis van het op DO uitgewerkte IFC bestand vanuit Archicad 18

•

Installatiemodel t.b.v. verwarmingsinstallatie en op basis van een vooraf vastgesteld energie-concept. Hierbij is het op DO uitgewerkte IFC bestand als aspectmodel ingezet.

•

De detaillering is deels in Vertex opgenomen. Dit betekent dat er een aantal details, als een soort van bibliotheekobject zijn aangemaakt.

Centrale deelvragen casus De experimentsessie geeft antwoord op de onderstaande deelvragen. (de gearceerde deelvragen worden tijden de sessie niet of nauwelijks beantwoord) 1.

Met betrekking tot Houtskeletbouw elementen: a.

Welke informatie is nodig voor het produceren van HSB-elementen?

b.


c.

Aan welke eisen moet een bouwinformatieproduct (extract) voldoen om informatie effectief te kunnen uitwisselen?

2.

Met betrekking tot het bouwinformatiemodel: a.

Welke BIM-objecten en/of datalinken bevatten de benodigde informatie?

b.

Welk LOD niveau heeft het betreffende BIM-Object?

c.

Welke discipline levert de informatie?

d.


e.

Welke informatie kan niet aan een bouwinformatiemodel worden onttrokken?

f.

Wat is een effectieve manier om bouwelementen in een bouwinformatiemodel te detailleren en aan elkaar te relateren?

3.

Met betrekking tot uitwisseling van informatie: a.

Welk dataformat garandeert een eenduidige, betrouwbare uitwisseling van informatie?

b.


c.


d.

Wat is een modelleerprotocol dat leidt tot een bouwinformatiemodel waaruit het benodigde informatieproduct effectief kunnen worden onttrokken?

44

| BOUWCOMPONENTEN |

Actielijst Voorbereidende taak: Van Diepen en

Vooraf aan het experiment wordt nagedacht over de gewenste ontwerpvrijheid binnen de

Smelt architecten

vastgestelde kaders die voorvloeien uit het IBEX concept. Hierbij wordt rekening gehouden met de beschikbare tijd binnen het experiment. Grotere ontwerpwijzigingen kunnen buitenom het experiment onderzocht worden.

Van der Sluis

Maakt op basis van het IFC bestand het installatiemodel in 3D. Hierbij vormt het vooraf vastgestelde energieconcept de leidraad voor het model.

Trebbe

Controleert vooraf aan de aan het experiment samen met de studentonderzoekers de modellen met Solibri op modelleerfouten.

Voor elk gebouw dient bij de omgevingsvergunningaanvraag een berekening van de energieprestatie te worden ingediend. De energieprestatie wordt bepaald uit de fysieke gegevens van het gebouw en de in het gebouw aan te brengen gebouwinstallaties. Een logische veronderstelling is dat elk bouwinformatiemodel de benodigde gegevens voor deze berekening moet kunnen leveren. De berekening voor de EPG vergt veel gegevens. Dat maakt het onderzoek naar de mogelijkheden om dit volledig vanuit een bouwinformatiemodel uit te voeren complex. Om een overzichtelijk onderzoek te kunnen uitvoeren wordt het onderzoek uitgevoerd met behulp van het gebouwmodel van een eenvoudige, grondgebonden woning. Er zijn daardoor minder mogelijke variabelen in het gebouwmodel aanwezig en de berekening is eenvoudiger dan bij een utiliteitsgebouw. Dit bevordert de uitvoerbaarheid van het onderzoek. Het doel van het onderzoek is om een correcte energieprestatiecoëfficiënt te kunnen berekenen met behulp van invoerdata die via het IFC-protocol uit een bouwinformatiemodel worden ingelezen. Dit protocol wordt gebruikt om software-onafhankelijk gegevens te kunnen uitwisselen. Of een softwareprogramma hiervoor geschikt is blijkt uit het toekennen van een IFC-certificaat een het softwareprogramma. De software, die is gebaseerd op de berekening van de energieprestatiecoëfficiënt volgens NEN 7120, is op dit moment nog niet geschikt om gegevens via het IFC-protocol te ontvangen. De huidige rekensoftware voor het maken van een energieprestatieberekening kan wel gegevens importeren, maar dan in Excel- of gbXML-format. Een mogelijke methode om toch gegevens uit een bouwinformatiemodel, gemaakt met een willekeurig modelleerpakket, te verkrijgen is deze gegevens via het IFC-protocol te exporteren naar een clashcontrol-programma, zoals Solibri of Tekla Insight. Vanuit deze programma’s kunnen lijsten worden gegenereerd in Excel- of XML-format, die weer kunnen worden ingelezen in de rekenprogrammatuur voor de energieprestatieberekening. In dit onderzoek zal deze methode worden gebruikt. Om de berekening van de EPG op de manier te kunnen berekenen zoals die in de doelstelling voor dit is omschreven, moet het bouwinformatiemodel de juiste gegevens bevatten. Deze gegevens moeten door een modelleur op de juiste wijze worden toegevoegd. Dat is niet vanzelfsprekend, omdat er naast geometrische gegevens van het gebouw, er ook specifieke gegevens voor de energieprestatieberekening moeten zijn toegevoegd. De geometrische gegevens zijn per definitie in het gebouwmodel aanwezig. De IFC-parameters zijn voorgeprogrammeerd. Bij specifieke, vaak zelf toe te voegen gegevens, moeten de IFC-parameters door de modelleur worden toegevoegd Daarnaast moeten de gegevens ook herkenbaar en betrouwbaar zijn om in de volgende stap van het rekenproces te kunnen gebruiken.

45

Met dank aan de meewerkende partners in dit project:

Alferink-Schieveen, Arcadis, Balance & Result, BIMming Business HvA, Bouwbedrijf Broekman, Bouwen.nl, CAD Service Buro, Cadac Group, Dantuma Wegkamp, De Haan Ec, Goudstikker de Vries, Grontmij, Hogeschool Zeeland, Kubus, Meijer & Joustra, Nederlandse Installatie Adviesgroep, Nieman Raadgevende ingenieurs, Oadis BIMlab, Openbaar Belang, Pionplus, Roelofs, Rollecate, Schutte Bouwbedrijf, van der Sluis, Smelt Architecten, STUMICO, Syntens, Ter Steege Bouw, Trebbe, Unica Installatie Techniek, Veccins 3d, Witteveen en Bos, Zeep Architecten en Zehnder.

Postbus 10090 8000 GB Zwolle Bezoekadres Windesheim Campus 2-6 8017 CA Zwolle

Postbus 7000 7500 KB Enschede Bezoekadres M.H. Tromplaan 28 7500 KB Enschede

www.windesheim.nl/area-development

www.techforfuture.nl

Met TechForFuture maakt Oost-Nederland haar innovatie- en groeiambities in HTSM waar 48 •

TechForFuture, een initiatief van Saxion en Windesheim

Bouwcomponenten in het ontwerpproces met bouwinformatiemodellering

Recommend Documents