Od 2D do BIM – jak przyspieszyć projektowanie konstrukcji? Rozmowa z Pawłem Glinkowskim (KP PROBUD)

Cyfryzacja projektowania konstrukcji budowlanych staje się dziś standardem. O wdrożeniu nowoczesnych narzędzi, wyzwaniach projektowych oraz przyszłości branży konstrukcyjnej rozmawiamy z Pawłem Glinkowskim – właścicielem Pracowni Projektowej KP PROBUD.

R. (Redakcja): Czym zajmuje się Pracownia Projektowa KP PROBUD?

P.G. (Paweł Glinkowski): Firma powstała w 2010 roku i od początku specjalizuje się w projektowaniu konstrukcji budowlanych oraz optymalizacji projektów. Naszą rolą jest nie tylko zaprojektowanie konstrukcji, ale także znalezienie najbardziej efektywnych i ekonomicznych rozwiązań dla inwestora.

R.: Jakie typy projektów realizujecie najczęściej?

P.G.: Projektujemy praktycznie wszystkie rodzaje budynków. Najczęściej są to konstrukcje żelbetowe i stalowe – od budownictwa mieszkaniowego, przez obiekty usługowe i handlowe, aż po obiekty przemysłowe i konstrukcje inżynierskie.

R.: Jak zmieniły się oczekiwania inwestorów na przestrzeni ostatnich lat w kontekście projektowania konstrukcji?

P.G.: Inwestorzy stali się znacznie bardziej świadomi i wymagający. Kiedyś nie ingerowali bezpośrednio w proces projektowania konstrukcji. Dziś konstrukcja musi być przezroczysta finansowo. Inwestor chce już na etapie koncepcji wiedzieć na ile ekonomiczne będą zaproponowane przez nas rozwiązania. Inwestorzy potrafią również wprowadzać zmiany nawet na późnych etapach pracy nad projektem, co wymusza na nas posiadanie narzędzi pozwalających na sprawną aktualizację modelu.

R.: Czy zauważa Pan rosnącą presję na optymalizację kosztów materiałowych i czasu realizacji? Jak sobie z tym radzicie?

P.G.: To obecnie nasz chleb powszedni. Przy dzisiejszych cenach materiałów, „przewymiarowanie” konstrukcji o 10-15% dla „świętego spokoju” jest błędem biznesowym. Specjalizujemy się w optymalizacjach projektów technicznych dla Inwestorów. Stosujemy zaawansowane oprogramowanie, które pozwala nam na to, zachowując jednocześnie pełne bezpieczeństwo. Skrócenie czasu realizacji osiągamy poprzez wysoką jakość dokumentacji warsztatowej i wykonawczej, co eliminuje ewentualne przestoje na budowie, które mogłyby być spowodowane niejasnościami bądź pomyłkami w projekcie.

R.: Które projekty z ostatniego okresu są dla Pana szczególnie interesujące?

P.G.: Obecnie pracujemy nad rozbudową istniejącego zakładu przemysłowego w województwie łódzkim o halę magazynową o powierzchni 3800 m². Trwa również budowa retail parku o powierzchni około 3100 m² w województwie wielkopolskim na podstawie naszego projektu.

W obu przypadkach do obliczeń statycznych wykorzystaliśmy oprogramowanie CYPE 3D. Co ciekawe, rysunki wykonawcze niektórych elementów żelbetowych zostały wygenerowane bezpośrednio z modelu obliczeniowego. Rysunki warsztatowe konstrukcji stalowych powstały w oprogramowaniu StruBIM Steel.

Fot.: Retail, Piaseczno, źródło: KP PROBUD.

R.: Jak wyglądała praca przed wdrożeniem nowoczesnych narzędzi?

P.G.: Projektowanie w 2D było bardziej czasochłonne i obarczone większym ryzykiem błędów. Wiele czynności wykonywało się ręcznie, co utrudniało koordynację międzybranżową. Dzięki wdrożeniu pakietu CYPE możemy dziś precyzyjnie modelować i detalować konstrukcje stalowe oraz wymieniać pliki IFC z innymi branżystami.

R.: Czy modelowanie 3D zmieniło sposób komunikacji z inwestorem lub wykonawcą?

P.G.: 3D to język, który rozumie każdy. Inwestor często nie potrafi poprawnie czytać rysunków konstrukcji w formie rzutów bądź przekrojów, ale gdy pokażę mu model 3D hali z precyzyjnym detalem węzła stalowego lub rozmieszczeniem słupów w garażu podziemnym, decyzje zapadają natychmiast. Dla wykonawcy z kolei model 3D to „instrukcja obsługi”, która drastycznie zmniejsza liczbę potencjalnych błędów przy montażu konstrukcji stalowych. 

R.: Jak ważna jest dziś współpraca międzybranżowa już na wczesnym etapie projektu?

P.G.: To klucz do sukcesu. W projektach dla przemysłu potencjalne kolizje instalacji, fundamentów pod urządzenia oraz linii technologicznych z konstrukcją to klasyka gatunku. Dzięki pracy na wspólnym modelu (OpenBIM), instalatorzy i architekci widzą moją konstrukcję. Rozwiązanie kolizji „w komputerze” kosztuje nas często zaledwie kilkadziesiąt minut, na budowie – tysiące złotych i dni opóźnienia.

R.: Z jakimi wyzwaniami spotykacie się Państwo przy projektowaniu konstrukcji stalowych?

P.G.: Konstrukcje stalowe wymagają bardzo dużej precyzji – zarówno na etapie obliczeń, jak i sporządzania rysunków warsztatowych. Ważne jest, aby model obliczeniowy jak najdokładniej odwzorowywał rzeczywistą pracę konstrukcji. Wyzwaniem dla wielu inżynierów jest projektowanie połączeń w konstrukcjach stalowych. Odkąd dysponujemy oprogramowaniem CYPE Connect, proces ten jest znacznie prostszy – możemy wykonywać precyzyjne obliczenia dowolnie zamodelowanego połączenia metodą elementów skończonych. Program importuje siły w prętach bezpośrednio z modelu obliczeniowego, co pozwala unikać błędów i pomyłek.

R.: Czy korzystają Państwo z analiz wariantowych przy projektowaniu konstrukcji? Jak często inwestorzy decydują się na takie podejście?

P.G.: Tak, robimy to coraz częściej. Inwestorzy stają się coraz bardziej świadomi i na przykład pytają: „A co jeśli zmienimy rozstaw ram z 6 na 9 metrów? Ile zaoszczędzimy na fundamentach?”. Dzięki szybkiemu generowaniu modeli w CYPE jesteśmy w stanie przygotować dwa-trzy warianty w czasie, który kiedyś poświęcało się na jeden. Inwestorzy decydują się na to głównie w fazie koncepcji budynków biurowych i hal. 

Fot.: Model w CYPE, źródło: KP PROBUD.

R.: Co zdecydowało o wyborze oprogramowania CYPE?

P.G.: Duże znaczenie miała atrakcyjna cena oraz licencja wieczysta bez opłat Maintenance – było to rozwiązanie racjonalne biznesowo. Kluczowe były również takie czynniki, jak wszechstronność oprogramowania i jego możliwości obliczeniowe.

R.: Które funkcjonalności CYPE są dla Pana kluczowe w codziennej pracy?

P.G.: Naszą pracę nad projektowaniem konstrukcji stalowych bardzo usprawnił moduł CYPE Connect. Największą wartością w codziennej pracy jest dla nas automatyczne generowanie rysunków wykonawczych fundamentów, belek i słupów żelbetowych bezpośrednio z programu obliczeniowego CYPE 3D. Bardzo ważna jest także możliwość wymiany plików IFC z architektami i innymi branżystami.

R.: Czy wdrożenie usprawniło Państwa pracę?

P.G.: Zdecydowanie tak. Szczególnie w projektowaniu i detalowaniu konstrukcji stalowych oraz wymiarowaniu połączeń metodą elementów skończonych.

R.: Jakie elementy procesu projektowego są dziś najbardziej czasochłonne mimo zastosowania nowoczesnych narzędzi?

P.G.: Paradoksalnie, mimo BIM-u, najwięcej czasu pochłania zarządzanie zmianami i weryfikacja danych wejściowych. Narzędzia są szybkie, ale proces uzgodnień międzybranżowych i ciągłe zmiany w architekturze wymagają od projektanta konstrukcji ciągłej czujności. Również żmudne „czyszczenie” rysunków wykonawczych po automatycznym generowaniu z modelu zajmuje sporo czasu, by dokumentacja była czytelna dla pracowników na budowie.

R.: Jak wygląda integracja CYPE z innymi narzędziami?

P.G.: Pliki IFC z CYPE można łatwo integrować z modelami architektonicznymi innych producentów, co znacząco usprawnia pracę w środowisku BIM.

R.: Jeśli chodzi o proces wdrożenia nowego pracownika do pracy w środowisku CYPE – czy jest to duża zmiana względem tradycyjnych narzędzi CAD?

P.G.: Wdrożenie do CYPE (np. CYPECAD czy CYPE 3D) jest znacznie szybsze niż w przypadku tradycyjnych systemów CAD/MES. Dla młodego inżyniera, który naturalnie porusza się w 3D, CYPE jest bardzo przystępny, ponieważ modeluje się elementy rzeczywiste (słup, belka), a nie tylko abstrakcyjne linie i punkty. Największą zmianą względem tradycyjnego CAD jest przejście z „rysowania” na „definiowanie parametrów”. Młody pracownik musi zrozumieć, że błąd w parametrze elementu 3D niesie skutki w obliczeniach i zestawieniach, co wymaga większej odpowiedzialności niż przy kreśleniu kreską.

R.: Na jakich normach można pracować w programie?

P.G.: Oprogramowanie umożliwia pracę w oparciu o normy z całego świata (w tym normy z USA). Oczywiście jest również zintegrowane ze wszystkimi normami EUROKOD.

R.: Czy może Pan podać przykład projektu, w którym CYPE szczególnie pomógł?

P.G.: Dobrym przykładem jest budynek produkcyjno-magazynowy fabryki nawozów w województwie łódzkim. Ze względu na skomplikowaną technologię praca w środowisku BIM usprawniła procesy i przyspieszyła realizację.

R.: Czy zmniejszyła się liczba błędów projektowych?

P.G.: Zdecydowanie tak. Dzięki wymianie plików IFC mogliśmy łatwo uniknąć kolizji z urządzeniami i podkonstrukcjami technologicznymi.

R.: Jak narzędzie wpływa na współpracę z uczestnikami procesu budowlanego?

P.G.: Oprogramowanie umożliwia szybką wymianę danych z innymi projektantami. Daje możliwość przechowywania projektów w chmurze z dostępem dla wybranych osób. Dzięki wizualizacji konstrukcji 3D ułatwia komunikację z Inwestorem. Dużo łatwiej jest mu zapoznać się z modelem przestrzennym niż opierać się tylko na rysunkach 2D.

R.: Jaką radę dałby Pan biurom rozważającym wdrożenie CYPE?

P.G.: Biura projektujące w 2D powinny rozważyć wdrożenie pakietu CYPE. To realne przyspieszenie pracy, możliwość projektowania w 3D i wejście do środowiska BIM. Ze względu na dostępność cenową może być to dobre rozwiązanie szczególnie dla małych biur projektowych.

R.: Czego oczekuje Pan w przyszłych aktualizacjach?

P.G.: Automatyzacji detalowania konstrukcji stalowych w StruBIM Steel, parametrycznego projektowania połączeń oraz automatycznego generowania obciążeń wiatrem i śniegiem w CYPE 3D.

R.: Jakie znaczenie w Pana pracy ma automatyzacja i czy widzi Pan potencjał do dalszej robotyzacji procesów projektowych?

P.G.: Automatyzacja to nasza przyszłość. Już teraz automatyczne generowanie rysunków zbrojeniowych czy zestawień stali oszczędza nam około 30-40% czasu w fazie wykonawczej. Co do robotyzacji – widzę potencjał w algorytmicznym projektowaniu (generative design). Komputer może przeliczyć 1000 wariantów kratownicy, by znaleźć tę najlżejszą. Zadaniem inżynierów będzie jedynie nadzór nad tym procesem.

R.: Jak widzi Pan przyszłość projektowania konstrukcji stalowych?

P.G.: Narzędzia umożliwiające projektowanie parametryczne i rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji w najbliższych latach przejmą znaczną część procesów optymalizacji i detalowania konstrukcji. Po stronie doświadczonego projektanta pozostanie jednak proces koncepcyjny oraz koordynacja branżowa. Najbardziej zagrożone są w związku z tym posady juniorów. Istnieje ryzyko, że już niebawem AI znacznie ograniczy zapotrzebowanie na młodszych asystentów, ponieważ ich podstawowe zadania przejmie oprogramowanie.

R.: Jakie trendy technologiczne – poza BIM i AI – będą według Pana miały największy wpływ na branżę konstrukcyjną w najbliższych latach?

P.G.: Jednym z ciekawych zagadnień i wyzwań dla projektantów może być budownictwo cyrkularne – trend wynikający m.in. z dyrektyw unijnych i systemów certyfikacji typu BREEAM czy LEED. W praktyce oznacza to konieczność projektowania konstrukcji z myślą o jej demontażu (Design for Disassembly). Budynek przestaje być monolitem, a staje się bankiem materiałów. Jako projektanci będziemy wystawiać cyfrowe paszporty dla elementów konstrukcji, określające ich parametry, by później można je było bezpiecznie użyć w innej konstrukcji. Coraz większe znaczenie będzie miał też druk 3D betonu i metalu (3DCP), stosowanie prefabrykatów hybrydowych (np. łączenie drewna CLT i betonu w jednym prefabrykacie), czy korzystanie z rozszerzonej rzeczywistości (AR) zarówno w biurze projektowym, jak i na budowie.