Wat is BIM? Welke voordelen heeft BIM voor de bouwsector?

Afbeelding met dank aan Autodesk

Wat is BIM?

Wat is “building information modeling” exact, technisch gezien? Hier volgt de definitie van het US National Building Information Model Standard Project Committee:

Building Information Modelling (BIM) is een digitale weergave van fysische en functionele kenmerken van een gebouw. Een BIM is een gedeelde kennisbron voor informatie over een gebouw en hierdoor een betrouwbare basis voor beslissingen tijdens zijn levenscyclus; het wordt gedefinieerd als bestaand vanaf de vroegste conceptiefase tot de afbraak (NBIMS-US, 2016).

Deze definitie lijkt overeen te stemmen met wat de rest van de bouwsector wereldwijd erkent (Smith, 2014). Zoals eerder vermeld, dekt BIM meer dan enkel geometrie: het dekt “ruimtelijke relaties, lichtanalyse, geografische informatie, hoeveelheden en eigenschappen van bouwcomponenten” (Eastman, 2009).

BIM objecten en planning

Bij BIM wordt een ontwerp voorgesteld als combinaties van “objecten”, vaag en ongedefinieerd, generiek of productspecifiek, solide vormen of lege ruimte (zoals de vorm van een kamer), die hun geometrie, relaties en eigenschappen meedragen (Eastman, 2009)

Met de BIM-designtools kunnen verschillende gezichtshoeken van een model geëxtraheerd worden voor de productie van o.a. schetsen. Deze verschillende gezichtshoeken zijn automatisch consistent, vermits ze van één enkele definitie van elk “object”-geval komen (Eastman, 2009)

Objecten worden daarnaast ook gedefinieerd als parameters en relaties met andere objecten: als een gerelateerd object wordt gewijzigd, zullen objecten die ervan afhangen of eraan grenzen, zich op hun beurt automatisch aanpassen (Eastman, 2009). Elk element van een buildingmodel kan eigenschappen meedragen om deze automatisch te selecteren en te ordenen bij het opstellen van kostenramingen en bij de bestelling en tracering van materialen (Eastman, 2009).

Op deze manier, wordt het snel duidelijk dat BIM objecten en BIM, in het algemeen, hebben ook meerdere voordelen voor het planning aspect van een bouwproject. In het kort, er zijn drie kerngebieden waar BIM echt een verschil kan maken:

Visuele representatie en communicatie

BIM objecten hebben een grote impact op de inspanning om virtueel de levenscyclus van een gebouwde structuur te representeren. Dit realistische model van het gebouw kan het projectteam helpen om op dezelfde lijn te blijven en cruciale updates te communiceren op een tijdige en duidelijke manier wanneer nodig

Daarnaast, een goed gebouwd BIM-model kan bouwmanagers de mogelijkheid geven om een aantal alternatieve scenario’s uit te voeren om de geheel geplande sequentie van het project te visualiseren. Deze visuele representatie kan vervolgens weer gedeeld worden met de klant en overige stakeholders, en kan functioneren als een basis voor toekomstige actie. 

Desalniettemin, het is belangrijk om te vertellen dat de data altijd voorrang heeft op 3D. Want uiteindelijk is een visuele representatie slechts zo goed als de data die gebruikt is voor de creatie hiervan. Met dat gezegd te hebben, of plannen en blauwdrukken nu 2D of 3D zijn is niet het belangrijkste element om op dit moment op te focussen. Digitale adoptie op de werf is het probleem dat de bouwindustrie naar moet kijken vooraleer de sector overweegt om meer aandacht te investeren in de kansen die 3D representatie van het gebouwde structuur te bieden heeft. 

Simulatie en ontwikkeling

Terug naar de daadwerkelijke voordelen van BIM-objecten, het gebruik hiervan maakt het eenvoudiger voor projectmanagers om levensechte gebeurtenissen/condities toe te passen op het model. Op deze manier, kunnen de verantwoordelijke moeiteloos zien of het gebouw waar ze aan het werk zijn in nakoming is met de initiële standaarden en specificaties. 

Bijvoorbeeld, met de hulp van BIM objecten, kunnen de projectagenten de energie-efficiëntie niveaus van de gebouwde structuur onderzoeken en beslissen of er enige gebieden zijn die optimalisatie nodig hebben om verdere energieverspilling in de toekomst te vermijden. 

En dus kan het projectteam het gebruik van verschillende materialen simuleren en de juiste opties vinden voor hun project. 

Clash detectie (and resolutie)

Clash detectie en resolutie is nog een gebied waar BIM-objecten een erg positieve invloed kunnen hebben. Door in staat te zijn om verschillende projectdetails te visualiseren in een realistisch model, kunnen onderaannemers veel eenvoudiger pijnpunten voor het project detecteren en oplossen.

Bijvoorbeeld, locaties waar de loodgieterij aansluitingen clashen met elektrische aansluitingen kunnen eenvoudig gedetecteerd en opgelost worden door het uitvoeren van functionele designwijzigingen vooraleer het te laat en te duur is voor het project.

Daarnaast, naarmate het gebruik van BIM-objecten zich verspreid in en bouwproject, verhoogt ook de kwaliteit van de verzamelde data. Op lange termijn, kan dit enorm waardevol zijn voor zowel het plannings- als het rapporteringsproces van een project.

Afbeelding met dank aan Warren & Mahoney

Het 5D-model en diverse dimensies

De diverse BIM-subsets worden beschreven in termen van dimensies — 3D (objectmodel), 4D (tijd), 5D (kosten), 6D (operationaliteit), 7D (duurzaamheid) en zelfs 8D (veiligheid) (Smith, 2014).

Deze multidimensionale capaciteit van BIM wordt gedefinieerd als “nD”-modelling, omdat een nagenoeg onbeperkt aantal dimensies kan worden bijgevoegd in dit buildingmodel (Smith, 2014).

Afbeelding met dank aan Synchro Software

Het 4D-model linkt bouwactiviteiten aan tijdschema’s en 3D-beelden die resulteren in een realtime grafische simulatie van de voortgang in de bouw. De “tijd”-dimensie maakt de evaluatie van de “bouwbaarheid” mogelijk, met een workflowplanning van een project.

Al wie betrokken is bij het project kan de sequentiële, ruimtelijke en tijdsaspecten van de voortgang van het bouwproject vlot en effectief bekijken en analyseren, én wijzen op eventuele problemen. Dit leidt tot betere schema’s, site-inrichting en logistieke plannen die de productiviteit verbeteren.

Het 5D-model voegt de “kosten”-dimensie toe aan het BIM-model zodat instant kostenbegrotingen mogelijk zijn naast financiële kostenplaatjes van het model tegenover de tijd. Dit verbetert de nauwkeurigheid van ramingen, beperkt de geschillen en incidenten die CAD-data meestal meebrengen, en zorgt ervoor dat de kostenconsultants meer tijd kunnen besteden aan waardeverbetering.

Met het 6D-model wordt vervolgens het facilitymanagement toegevoegd aan het BIM. Het BIM is een perfecte databank voor facilitymanagement dankzij de toevoeging van omstandig beschreven bouwelementen en engineeringdiensten met grondige beschrijvingen van geometrie, relaties en mogelijkheden van de eigendom.

Het 7D-model voegt componenten inzake duurzaamheid toe aan het BIM zodat professionals en ontwerpers kunnen voldoen aan koolstofdoelstellingen voor een specifiek element van een project, beslissingen kunnen valideren of opties testen en vergelijken. 8D omvat veiligheidsaspecten in het ontwerp- en in het bouwproces.

BIM en daarmee verbonden kwantiteitstechnologieën schenken het project kansen maar tegelijk ook uitdagingen voor de projectmanager. Naarmate de bouwsector steeds meer automatisering gebruikt bij kwantificering, zullen BIM-modellen moeten mee-evolueren met meer gesofistikeerde beheercomponenten in deze 4D- en 5D-modellen (tijd, resp. kosten) om deze informatie met het projectteam te delen in een geïntegreerde aanpak van projectoplevering.

BIM staat echter voor veel meer dan nieuwe software en technologie. BIM eist een alternatieve manier van denken en een andere benadering van procurement en oplevering van projecten. Het is absoluut nodig de traditionele benadering van projectparticipatie met afzonderlijke informatiepools en incompatibele softwaretechnologieën te vervangen door een benadering die volledig geïntegreerd is met een gezamenlijk platform waar deelnemers dezelfde informatie delen en ermee werken. BIM is hiervoor de ultieme tool (Smith, 2014).

Een korte geschiedenis van BIM

Het BIM-concept kreeg vorm in de jaren 70 en werd oorspronkelijk het Building Description System (BDS) genoemd (Eastman et al., 1974). De term “building model” dook voor het eerst op in 1985 in een paper omtrent architecturaal design en meer bepaald computer-aided drawing en computer-aided design (Ruffle, 1985).

In 1992 werd de term “building information model” voor het eerst gebruikt in een paper over automatisering in de bouw (van Nederveen e.a., 1992). Toch duurde het nog 10 jaar vooraleer de termen building information modelling en building information model (en de afkorting BIM) algemeen gebruikt werden. In 2002 publiceerde Autodesk een paper met de titel “Building Information Modelling”.

Vele softwareontwikkelaars en -verkopers waagden zich op het terrein en de term werd een standaard en gebruikelijke naam voor digitale weergave van het bouwproces (Laiserin, 2008). Andere producenten stelden nog andere termen van vergelijkbaar formaat voor: “Virtual Building” van Graphisoft en “Integrated Project Models” van Bentley Systems.

Afbeelding met dank aan ConAppGuru

Graphisoft ontwikkelde al vroeg systeemoplossingen, vóór de concurrentie op de markt kwam, en was verantwoordelijk voor ArchiCAD, indertijd “een van de meest rijpe BIM-oplossingen op de markt” (Laiserin, 2003). Het werd beschouwd als eerste BIM-implementatie in 1987: het was het “eerste CAD-product (computer-aided design) dat in staat was om 2D- en 3D-geometrie te creëren op pc, en het eerste commerciële BIM-product voor pc’s” (Forbes e.a., 2010).

BIM-impact in de sector

Uit het rapport van een McKinsey-onderzoek blijkt dat 75% van de bedrijven die BIM gebruiken, een positieve return op hun investering melden, met kortere projectcycli en besparingen op papierwerk en materiële kosten. Gezien deze voordelen verplichten diverse overheden (Engeland, Finland, Singapore) het gebruik van BIM voor projecten rond openbare infrastructuur (Agarwal e.a. 2016).

Afbeelding met dank aan BluEnt.

In kleine gespecialiseerde onderzoeken blijkt BIM de productiviteit op het werk te verhogen. In een onderzoek met een klein aannemingsbedrijf werd de impact van BIM op de arbeidsproductiviteit gekwantificeerd: de slotsom was een verhoging van de arbeidsproductiviteit met 75% tot 240% voor gemodelleerde en geprefabriceerde zones (Poirier, 2015).

Voor de professionals (architecten, opzichters, ingenieurs) die betrokken zijn bij een infrastructuurproject, levert BIM een virtueel informatiemodel dat wordt gecommuniceerd vanuit het ontwerpteam naar de hoofd- en de onderaannemers en vervolgens naar de eigenaar/operator. Elke specifieke professional voegt specifieke data toe aan dat ene, gedeelde model. Het hele systeem is bedacht om de traditionele informatieverliezen telkens als een ander projectteam aan het werk gaat, maximaal te beperken. Het biedt ook extensieve informatie over complexe structuren (Eastman, 2009).

Cijfers met dank aan UK Government Cabinet Office BIM Strategy

Het gebruik van BIM-oplossingen in de bouwsector resulteert in werk van betere kwaliteit, meer snelheid en productiviteit, en lagere kosten voor bouwprofessionals in de segmenten van ontwerp, bouw en gebouwbeheer (Laiserin, 2002).

• Hogere kwaliteit. BIM laat flexibiliteit in de exploratie toe; in elke fase zijn veranderingen in projectontwerp of documenteringsproces mogelijk zonder het designteam op stang te jagen. Dit resulteert in kortere coördinatietijd en manuele checking zodat de ontwerpers meer tijd hebben om echte architectuurproblemen op te lossen. Gedeelde modellingtools bieden controle van nabij over technische en detailbeslissingen met betrekking tot de uitvoering van het ontwerp. Het digitale verslag van bouwrenovaties verbetert planning en management.
• Sneller. Dankzij BIM kunnen design en documentering simultaan in plaats van serieel plaatsvinden. Schema’s, diagrammen, schetsen, ramingen, waarde-engineering, planning en andere vormen van werkcommunicatie worden dynamisch opgezet terwijl het werk voortgaat. Met BIM kan het originele model worden aangepast aan wijzigingen zoals omstandigheden op de site enz.
• Minder kosten. Met BIM kan meer werk worden verricht door een kleiner team. Dit betekent minder kosten en minder misverstanden. Er gaat minder tijd en geld naar het proces en naar de administratie dankzij hogere documentkwaliteit en betere constructieplanning.

De opname van BIM gaat door digitale adoptie

Hopelijk is het nu duidelijk dat BIM een van de meest betrouwbare methodes is om data te delen in de bouw. Het kan dienen voor verschillende doeleinden, afhankelijk van de fase van een project (design, planning, uitvoering, etc…) en, indien regelmatig bijgehouden, kan het steeds meer data verzamelen van fase tot fase. 

Echter, veel stakeholders in de industrie snappen niet dat het unlocken van digitale adoptie in het veld de basis is voor het ontdekken van de volledige potentie van BIM. Dit begint vaak bij de foute veronderstelling dat Building Information Modeling vooral gaat over het 3D model, terwijl ze het verzamelen, analyseren en delen van de juiste data verwaarlozen. 

Dus vooraleer we verdwaald raken in de ‘mooie en spectaculaire’ functies, is het belangrijk om te begrijpen dat digitale adoptie op de werf de sleutel is voor een data-gedreven project in de bouw. Aan het einde van de dag, zijn het de werfteams die moeten bijdragen aan het model in een consistente en betrouwbare manier. 

Om dit te realiseren, zijn er een aantal parameters die in gedachten gehouden moeten worden. Werfteams kunnen net zo goed werken met een 2D representatie van het project, zonder dat ze verward raken in het voeden van het model met data. Hierdoor, is het op lange termijn beter om een eenvoudig te gebruiken applicatie introduceert dat de voorman of de onderaannemer eenvoudig in staat zal stellen om het BIM-model te updaten. 

Door dit te realiseren, geraakt u een stap dichter bij de standaardisatie van het bouwproces. Dit is een krachtige eerste stap als we in gedachten houden dat veel bouwbedrijven momenteel moeite hebben met het gebrek aan een goed gedefinieerd protocol voor hun werfopvolging. Het is redelijk voorkomend dat bedrijven gebruik maken van verschillende classificaties van project tot project, wat resulteert in grote verwarring en aanzienlijke tijds- en middelenverspilling.  

Het is niet al te moeilijk om te begrijpen dat de opstelling van een bepaalde set standaard interne classificaties, die gelinkt kunnen worden aan het ERP-systeem van een bedrijf, uiteindelijk zullen leiden tot een veel efficiënter constructieproces van begin tot eind. 

Dankzij deze aanpak, kunnen projectteams eenvoudiger dezelfde visie hanteren en hun systemen en processen organiseren in een digitale omgeving, om meer samen te werken, vertrouwen doorheen de supply chain te herstellen en meer data te verzamelen om hun besluitvorming te verbeteren.

Potentieel voor de toekomst

BIM is een relatief jonge technologie, vooral voor de bouwsector die typisch traag inpikt op veranderingen. Voorstanders van BIM claimen dat BIM in de nabije toekomst een massa waarde zal bieden (Rahmani Asl e.a., 2013):

Betere visualisering.

1. Betere productiviteit dankzij snel teruggevonden informatie.
2. Betere coördinatie van bouwdocumenten
3. Koppeling van essentiële informatie zoals verkopers van specifieke materialen, plaats van details en vereiste hoeveelheden voor offertes.
4. Snellere aflevering.
5. Minder globale kosten.

Building Information Modelling (BIM) en geautomatiseerde kwantiteitstechnologieën kunnen de sector een keten van opportuniteiten leveren om de kwaliteit naar een veel hoger en vernuftiger niveau te tillen. Dankzij het vermogen om een waaier van dataopties te simuleren met realtime kostenberekening en te werken aan de hand van een gedetailleerd ontwerp in de bouw- en de beheerfase, zal BIM de bouwpraktijken ongetwijfeld naar een hogere waarde doen evolueren.

Dit stuk is het eerste in een reeks over Building Information Modeling (BIM). Vul het aan met artikelen over de rollen in een BIM-projectcyclus. Download het ebook The Circle of Productivity en verrijk uw productiviteitsarsenaal.