לתכנן עם BIM

ענף הבנייה, על אף היותו אחד המגזרים הכלכליים החשובים והמשפיעים בעולם, מתקדם בצעדים איטיים והססניים לעבר אימוץ טכנולוגיות חדשות. תעשיות אחרות כגון רכב והייטק חוו קפיצות דרך ממשיות הודות לאוטומציה, בינה מלאכותית ושיטות ייצור חכמות, ואילו ענף הבנייה ממשיך להתבסס בעיקר על שיטות עבודה מסורתיות שתוכננו לפני עשרות שנים.

החדשנות בענף מתפתחת בקצב איטי בשל גורמים רבים. למרות זאת, בשנים האחרונות ניכרת עלייה במודעות לחשיבות הדיגיטציה בענף ולטכנולוגיות כגון BIM (Building Information Modeling).

טכנולוגיית BIM - מהפכה בתכנון וביצוע אדריכלי

BIM היא שיטת תכנון וניהול מבוססת-מידע המשמשת את ענף הבנייה לתכנון, לביצוע ולתחזוקה של מבנים ותשתיות. במקום להסתמך על שרטוטים דו-ממדיים נפרדים לכל דיסציפלינה, BIM מאפשרת ליצור מודל תלת-ממדי חכם המכיל את כל המידע הרלוונטי למבנה, כולל פרטים אדריכליים, הנדסיים, תשתיתיים ותפעוליים. מודל זה מתעדכן בזמן אמת ומשמש ככלי עבודה משותף לכל הגורמים המעורבים בפרויקט, בהם אדריכלים, מהנדסים, קבלנים ומנהלי פרויקטים.

באמצעות BIM אפשר לבצע ניתוחים מתקדמים כגון זיהוי התנגשויות בין מערכות, חישובי אנרגיה, הערכת כמויות חומרים ותכנון לוחות זמנים באופן יעיל ומדויק יותר. הטכנולוגיה מאפשרת חיסכון ניכר בזמן, בעלויות ובמשאבים, משפרת את תהליכי התכנון ומסייעת במניעת טעויות ותקלות בשלבי הביצוע והתחזוקה של המבנה לאורך מחזור חייו.

בשונה משיטות מסורתיות שבהן כל גורם בפרויקט עובד על סט תוכניות נפרד, BIM מאפשרת לכל המעורבים לעבוד על מודל אחד מאוחד המתעדכן בזמן אמת, לפיכך השינויים המתבצעים משפיעים מיד על התכנון ומונעים אי-התאמות יקרות בשלבי הביצוע.

מניעת טעויות ותיאום מערכות

אחד היתרונות המרכזיים של טכנולוגיית BIM הוא היכולת למנוע טעויות ולבצע תיאום אפקטיבי בין כל המערכות המרכיבות את המבנה. בפרויקטים מסורתיים, שבהם כל גורם עובד על תוכניות נפרדות, קיים סיכון גבוה לאי-התאמות בין מערכות כגון חפיפה בין תעלות מיזוג אוויר לבין צנרת אינסטלציה או התנגשות בין אלמנטים מבניים לבין תשתיות חשמל. טעויות מסוג זה מתגלות בדרך כלל רק בשלב הביצוע, והדבר מביא לעיכובים, לתוספות תקציב ולשינויים בלתי צפויים בשטח.

הטכנולוגיה מאפשרת לזהות התנגשויות פוטנציאליות בין מערכות כגון חשמל, אינסטלציה, קונסטרוקציה ומיזוג אוויר. באמצעות Clash Detection אפשר לזהות מוקדם בעיות תכנוניות כגון מעבר צינורות מים דרך קירות נושאים או התנגשות בין תעלות מיזוג לבין רשתות חשמל, וכך למנוע שינויים יקרים ומתישים בשלבי הביצוע. כאשר כל רכיב מתוכנן מראש בהתאמה מלאה לשאר המערכות, אפשר להפחית במידה רבה את התקלות הבלתי צפויות באתר הבנייה ולהימנע מעיכובים יקרים.

מאגר מידע חכם

מעבר להיותה כלי מידול תלת-ממדי, BIM היא מאגר מידע חכם המספק מעטפת שלמה לניהול הפרויקט על כל היבטיו, החל בשלבים הראשוניים של התכנון וכלה בתחזוקה ובהפעלה של המבנה לאורך מחזור חייו. המודל הדיגיטלי שנוצר באמצעות BIM אינו רק ייצוג גיאומטרי של המבנה, אלא פלטפורמה דינמית המכילה מידע רב-שכבתי על החומרים, המערכות, התשתיות והביצועים הפוטנציאליים של הפרויקט. באמצעות שילוב מאגר נתונים מפורט במודל, אפשר לבצע ניתוחים מתקדמים ולחזות מראש את התנהגות המבנה במגוון תנאים, והדבר מאפשר קבלת החלטות מושכלת ויעילה יותר.

חוויית לקוח משופרת

טכנולוגיית BIM אינה מיועדת רק לאנשי המקצוע. היא משפרת גם את חוויית הלקוח והופכת את תהליך הבנייה לשקוף, מובן ונגיש יותר. בניגוד לשיטות המסורתיות שבהן הלקוח היה נדרש להסתמך על שרטוטים דו-ממדיים, הדמיות כלליות או הדמיון האישי שלו, BIM מאפשרת המחשה תלת-ממדית מפורטת של המבנה, הכוללת את כל האלמנטים האדריכליים, העיצוביים והטכניים. באמצעות המודל הדיגיטלי, לקוח יכול לראות בדיוק כיצד ייראה הפרויקט, להסתובב בו באופן וירטואלי ולבחון כל פרט, החל במיקום הקירות והחלונות וכלה בגימורים ובשילוב הריהוט.

היתרון המרכזי של טכנולוגיה זו הוא מניעת אי-הבנות בין הלקוח לבין אנשי המקצוע המעורבים בתהליך. מאחר שהמודל מייצג את המבנה באופן ויזואלי ומדויק, אפשר לבצע שינויים ותיקונים בשלבי התכנון עוד לפני שהבנייה מתחילה. לקוחות יכולים לבדוק חלופות, להבין כיצד כל שינוי ישפיע על השימוש בחלל ולהימנע מהפתעות שאינן רצויות בשלב הביצוע. כך BIM תורמת לייעול תהליך קבלת ההחלטות ומאפשרת ללקוח להיות שותף פעיל יותר בפרויקט.

מעבר להמחשה החזותית, הלקוח מקבל נתונים טכניים מפורטים לגבי עלויות, לוחות זמנים וצריכת חומרים, והדבר מאפשר לו להבין את ההשלכות של כל החלטה תכנונית ולהימנע מהוצאות בלתי צפויות.

תחזוקת המבנה

השימוש בטכנולוגיית BIM מאפשר לא רק תכנון חכם יותר אלא גם ניהול מתקדם ומקיף של מחזור חיי המבנה לכל אורכו. בעבר, תהליך התכנון והביצוע היה מסתיים עם השלמת הבנייה, ואילו BIM מאפשרת להמשיך לעקוב אחר מצב המבנה, תפקודו ותהליכי התחזוקה שלו גם שנים לאחר מכן.

המודל הדיגיטלי המשמש בבנייה אינו רק כלי מידול אלא מאגר מידע חי המכיל נתונים מפורטים על כל מרכיבי המבנה כגון מערכות חשמל, אינסטלציה, מיזוג אוויר, חומרים ותשתיות אחרות. נתונים אלו מסייעים לנהל תחזוקה שוטפת, לזהות מוקדם כשלים אפשריים ולתכנן פעולות תחזוקה מונעת. בכך פוחת הצורך בתיקונים דחופים ופוחתות העלויות התפעוליות בטווח הארוך.

באמצעות מודלים מבוססי מידע אפשר לשלב חיישנים וטכנולוגיות IoT (האינטרנט של הדברים) בתוך המבנה. הדבר מאפשר לעקוב בזמן אמת אחר ביצועי המערכות. למשל, אפשר לזהות שינויים בלתי צפויים במערכות קריטיות כגון צריכת אנרגיה חריגה, לחצים בצנרת, תקלות חשמל או הצטברות עומסים חריגים בקונסטרוקציה, ולפעול מיידית לתיקונם, לפני שהם נהפכים לבעיות של ממש.

היכולת לשלוט במידע זה מסייעת לא רק לשימור איכות הבנייה אלא גם להארכת חיי המבנה ולשיפור הנוחות והבטיחות של הדיירים לאורך שנים.

אתגרי אימוץ הטכנולוגיה

למרות יתרונותיה הרבים, אימוץ טכנולוגיית BIM עדיין נתקל באתגרים מהותיים המונעים את חדירתו המלאה לכל ענף הבנייה. אחד האתגרים המרכזיים הוא העלות הגבוהה של רכישת ציוד ותוכנות מתקדמות הנדרשות לעבודה בסביבת BIM. חברות קטנות ובינוניות מתקשות להקצות תקציבים ניכרים לרכישת רישיונות לתוכנות מתקדמות כגון Revit, Tekla או ArchiCAD, וכן לציוד חומרה מתאים המאפשר עיבוד מודלים כבדים. כמו כן אימוץ הטכנולוגיה מצריך שינוי תשתיתי בארגונים, כולל מעבר למחשוב ענן ושימוש במערכות ניהול נתונים חכמות. גם כאן נחוצה השקעה נוספת ומשאבים רבים.

נוסף על כך קיים מחסור בכוח אדם מיומן שיודע לעבוד עם מערכות BIM באופן אופטימלי. שיטות העבודה הקלסיות בענף הבנייה מבוססות על סרטוטים דו-ממדיים ודיווחים ידניים, ולכן נדרשת הכשרה מקיפה למהנדסים, לאדריכלים, לקבלנים ולמנהלי פרויקטים כדי להכשירם לעבודה עם מודלים חכמים ומבוססי נתונים.

ככל שיותר יזמים, אדריכלים ומהנדסים נחשפים לפוטנציאל העצום של BIM בשיפור הדיוק, היעילות והאיכות בענף הבנייה, השימוש בטכנולוגיה הולך וגובר. ממשלות וארגונים בינלאומיים כבר החלו לקדם חקיקה המאפשרת - ואף מחייבת - שימוש ב-BIM בפרויקטים ציבוריים גדולים, מתוך הבנה שהטמעת הטכנולוגיה מביאה לחיסכון ניכר בעלויות ולמניעת טעויות קריטיות בתכנון ובביצוע. ככל שהטכנולוגיה תמשיך להתפתח ותיעשה נגישה יותר, צפוי כי טכנולוגיית BIM תיהפך לסטנדרט מחייב בענף הבנייה ותעצב את עתידו בעשורים הבאים.

עדי לבטון, משרד LVTN אדריכלים, adi@lvtn-arch.com