BIM-metodiken (Building Information Modeling) har etablerat sig som ett oumbärligt verktyg.
Den här artikeln beskriver hur BIM förändrar projekteringen av renrum genom att möjliggöra en mer samordnad, exakt och hållbar hantering av komplexa projekt. Fokus ligger på ett konkret exempel på hur BIM-verktyg används av ett specialiserat utvecklingsteam, utan ambitionen att täcka alla tillgängliga funktioner. Artikeln presenterar därför ett arbetssätt och en process för att förbättra precisionen, tillförlitligheten och flexibiliteten vid projektering av renrumsprojekt med hjälp av BIM-programvara som Revit, Stabicad och Dynamo.
Möjligheterna med dessa verktyg är mycket omfattande, och andra angreppssätt och arbetsprocesser är möjliga och kan i vissa fall vara ännu effektivare.
Vid projektering och byggnation av renrum och kontrollerade miljöer är precision och effektivitet avgörande för att säkerställa, upprätthålla och kontrollera luftkvaliteten samtidigt som gällande regulatoriska krav uppfylls. För att möta dessa utmaningar har BIM-metodiken blivit ett viktigt verktyg för branschens utveckling. Den bidrar till att optimera processerna och möjliggör en heltäckande kontroll som är avgörande för projektens framgång.
BIM-verktygen erbjuder en gemensam plattform för projektering och gör det möjligt att skapa en ”digital tvilling” som omfattar projektets samtliga faser, från det inledande anbudsskedet och detaljprojekteringen till uppföljningen under byggnationen och den efterföljande driften och underhållet av anläggningen under hela dess livscykel.
Denna digitala tvilling är en virtuell representation av anläggningen som gör det möjligt att simulera och samordna de olika disciplinerna före, under och efter byggnationen. På så sätt kan risker och kostnader minskas samtidigt som gällande regelverk och GEP (Good Engineering Practices) efterlevs.
1. Teknisk anbudsfas och grundprojektering
I varje nytt projekt inleds processen med konceptfasen (Front End) och/eller grundprojekteringen (APS eller Basic Design).
Detta är en avgörande del av arbetet med tekniska och kommersiella anbud. Under denna fas är det viktigt att BIM-teamet snabbt kan ta fram olika koncept och testa alternativa dimensioneringsscenarier för MEP (Mechanical, Electrical & Plumbing).
Det etablerade projekteringsverktyget Revit utgör grunden, men används inte ensamt. Med hjälp av Stabicad går det snabbt att ta fram inledande MEP-lösningar, vilket gör det möjligt för projektörerna att på kort tid skissa upp och visualisera den grundläggande systemdragningen.
Två funktioner i programvaran är särskilt användbara för detta ändamål: ”Solve Node” samt verktygen för beräkning och dimensionering.
[Bild 1. Projektering av kanalsystem. ”Översikt över ett kanalsystem”]
Beräkning och dimensionering av installationer: anbudsskedet
Projektörer och ingenjörer arbetar enligt BIM-metodiken och samarbetar för att uppnå bästa möjliga resultat.
Revit ger en stabil grund.
Stabicad underlättar 3D-modellering och beräkningar.
Dynamo automatiserar komplexa processer.
Dessa programvaror fungerar som stöd för beslutsfattandet vid beräkning och dimensionering av installationerna.
Redan i den inledande projekteringsfasen gör Stabicad det möjligt att modellera de komponenter som krävs för att fastställa dimensionerna på returluftsschakt och huvudkanaler, vilket ger underlag för en preliminär uppskattning av material och installationer. Ett enda objekt kan placeras i modellen och representera en kanalsektion, en volym, ett våningsplan eller till och med en hel byggnad.
På så sätt går det snabbt att fastställa utrymmesbehovet för kanalsystemet och samordna detta med renrummets arkitektur och övriga tekniska system för att säkerställa att nödvändiga installationsutrymmen reserveras. Vid senare ändringar kan modellen dessutom snabbt anpassas utan att ett stort antal detaljerade komponenter behöver bearbetas på nytt.
Visualisering i en gemensam miljö kopplad till en 3D-modell ger en tydlig bild av hur volymer och utrymmen används. Det gör det även möjligt att ta fram olika grafiska presentationer som ger kunden en tydligare bild och bättre förståelse av den föreslagna lösningen.
Det innebär också att en inledande MEP-projektering kan utvecklas som lägger grunden för ett optimerat projektgenomförande, identifierar potentiella framtida utmaningar, planerar samordningsprocessen och ger en preliminär bedömning av det föreslagna systemet när det gäller dimensionering, prestanda och kostnad.
”Solve Node”
Funktionerna ”Solve Node” och ”Solve Node with options” i Trimbles Stabicad är mycket effektiva verktyg. När de används från projektets tidiga skeden och genom hela projekteringsprocessen underlättar och automatiserar dessa funktioner hanteringen av kollisioner, gränssnitt och komplexa anslutningar i MEP-system.
Kommandot ”Solve Node” gör det möjligt att effektivt ansluta och optimera kanal-, rör- och elsystem. I projekten används funktionen för att automatiskt ansluta kanaler till terminalenheter, kanaler till varandra samt kanaler till utrustning. Därmed minskar den avsevärt den tid som annars krävs för att manuellt projektera ett komplett och korrekt kanalsystem.
[Bild 2. Funktionen ”Solve Node”. ”Exempel på användning för anslutning av kanaler”]
Funktionen ”Solve Node” justerar vid behov luftdonen och anpassar kanalernas anslutningskomponenter genom olika rotationer utifrån de definierade projekteringsparametrarna. Flexibla och styva kanaler placeras automatiskt med rätt längder. Komponenter som VCD-spjäll (Volume Control Damper) och anslutningsdetaljer läggs också till automatiskt.
Genom att säkerställa att samtliga anslutningar är korrekta och överensstämmer med tillverkarnas specifikationer bidrar funktionen till att standardisera arbetssättet för projektörer och ingenjörer. Den enkla användningen minskar risken för fel och onödigt dubbelarbete, vilket effektiviserar projekteringsprocessen.
Även om det automatiska kommandot ”Solve Node” lämpar sig mycket väl för generell användning, ger Stabicads ”Solve Node with options” ännu större flexibilitet och kontroll. Det möjliggör mer precisa lösningar som kan anpassas till projektets specifika krav.
[Bild 3. Alternativ för ”Solve Node”. ”Funktionen ‘Solve Node’ erbjuder flera olika alternativ.”]
Kommandot kan användas för att lösa kollisioner eller tillämpas på specifika delar av systemet. Det gör det möjligt att hantera komplexa projekt effektivt genom att fokusera på de områden som kräver särskild uppmärksamhet utan att påverka systemen i sin helhet.
[Bild 4. Lösning med ”Solve Node”.
”Stabicad genererar automatiskt de anslutningskomponenter som behövs utifrån det alternativ som projektören har valt.”]
Process för extraktion och bearbetning av data för anbud
Dynamo gör det möjligt att automatisera processer genom visuell programmering och därmed effektivisera återkommande arbetsmoment. Som exempel kan vi titta på en av de processer som har utvecklats och automatiserats för att extrahera data från kanalsystem i HVAC-system som modellerats i Revit.
Processen genomförs med hjälp av en Dynamo-rutin som är integrerad med ett dynamiskt Excel-kalkylblad. Detta underlättar integreringen och omvandlingen av extraherade data till exakta mängdberäkningar i enlighet med GEP (Good Engineering Practices). De regler och/eller standarder som tillämpas säkerställer att mängderna återspeglar projektets faktiska förutsättningar så exakt som möjligt, bland annat genom att ta hänsyn till kapning och materialspill som Revit inte kan förutse.
Metoden är anpassad till den ordinarie materialleverantörens arbetssätt och möjliggör därmed ett mer exakt tekniskt anbud som bättre motsvarar de verkliga förutsättningarna för materialleverans och användning.
Bilden nedan visar hur processen fungerar med en parametrisk komponent. I det här fallet kan Revit inte beräkna den totala ytan. Den utvecklade rutinen gör det däremot möjligt att exportera relevanta data till kalkylbladet.
[Bild 5. Dynamo-rutin. ”Exempel på en utvecklad rutin för dataextraktion.”]
2. Detaljprojekteringsfas
När kunden har godkänt anbudet går projektet vidare till nästa utvecklingsfas. Den godkända grundprojekteringen återanvänds i så stor utsträckning som möjligt och optimeras för att ta fram en detaljerad projektering av hela anläggningen.
I detta skede beaktas samtliga berörda parter och aspekter, från leverantörer och samordning med övriga discipliner som berörs av projekteringen till underhåll och särskilda lösningar för installation och montage. På så sätt säkerställs att varje del av projekteringen följer GEP (Good Engineering Practices) och tar hänsyn till den kontrollerade miljöns hela livscykel.
Ingenjörsteamet arbetar vidare med detaljerna och anpassar och optimerar varje komponent i systemet för att skapa en skräddarsydd lösning som uppfyller de specifika behoven för varje produktionsprocess i den kontrollerade miljön, samtidigt som gällande regulatoriska krav efterlevs.
I denna fas är precision, effektivitet och avancerade modelleringsverktyg avgörande för ingenjörsteamet. Stabicad är ett effektivt verktyg för exakta och tillförlitliga beräkningar, automatisk dimensionering av systemen och teknisk dokumentation. Detta bidrar till att säkerställa att de detaljerade MEP-lösningarna är korrekta, effektiva och väl samordnade med övriga discipliner.
Två andra viktiga funktioner i Stabicad är särskilt relevanta i denna fas: ”Calculations” och ”Sizing” för MEP-system i Revit. De säkerställer att MEP-systemen dimensioneras korrekt och fungerar optimalt.
Tack vare programvarans flexibilitet kan kanalernas utformning och dimensioner enkelt anpassas. Det går också att visualisera konsekvenserna av kritiska designval samtidigt som systemets utformning automatiskt verifieras mot relevanta beräkningar.
I detta skede är även det komponentbibliotek som Stabicad tillhandahåller en viktig del av arbetet. Biblioteket innehåller dimensionerade komponenter samt tekniska data från tillverkarnas produktkataloger. Anslutningspunkternas placering, komponenternas yttermått och informationen om samtliga relevanta parametrar överensstämmer därmed med tillverkarnas specifikationer. Detta säkerställer att modellen kan omsättas i en byggbar lösning i den verkliga anläggningen.
I kombination med funktionen ”Solve Node”, som beskrivits tidigare, går det snabbt att infoga rätt komponent för projektet och ansluta systemet med kommersiellt tillgängliga anslutningsdetaljer och utrustning.
[Bild 6. MEP Content.
”Stabicads plattform med komponentfamiljer som skapats av leverantörer och är tillgängliga för optimerade beräkningar.”]
Beräkningarna är avgörande för att korrekt fastställa HVAC-systemets prestanda och dimensionering. För kanal- och rörsystem kan Stabicad automatiskt beräkna flöden, hastigheter och tryckfall. Detta underlättar dimensioneringen av installationerna för att säkerställa en effektiv systemdrift och undvika onödigt hög energiförbrukning.
Det går även att definiera specifika projekteringsparametrar såsom:
- Dimensionering.
- Optimal form, längd, bredd och diameter.
- Maximala och minimala flödeshastigheter.
- Maximalt tryckfall per meter.
Därefter identifierar beräkningsfunktionen automatiskt den minsta tillgängliga dimension som uppfyller samtliga definierade kriterier och tillämpar den direkt i 3D-modellen.
[Bild 7. Kanalberäkning. ”Exempel på resultat från en kanalberäkning utförd med Stabicad.”]
Programvaran är kompatibel med flera standarder som används i olika europeiska länder, vilket gör den särskilt lämplig för internationella projekt. För brittiska standarder är beräkningsfunktionerna dessutom CIBSE-certifierade, vilket ger ytterligare säkerhet vad gäller precision och tillförlitlighet.
En av programmets främsta fördelar är slutligen möjligheten att automatiskt uppdatera beräkningar och dimensioner i takt med att ändringar görs i projekteringen. Denna dynamiska funktion säkerställer att projekteringen förblir korrekt och uppdaterad även när ändringar genomförs.
För projektörerna i teamet innebär Stabicad flexibilitet, kontroll och möjlighet att skapa detaljerade och exakta MEP-lösningar som är redo att omsättas på byggarbetsplatsen.
Användningen av 3D-programvara gör det möjligt att visualisera allt i en och samma modell, analysera komplexa gränssnitt mellan olika MEP-system och förstå konsekvenserna av olika projekteringsval. Det förbättrar också samarbetet och kommunikationen med kunden genom att den föreslagna MEP-lösningen kan presenteras i 3D, något som var betydligt svårare med traditionella 2D-ritningar.
Ett annat verktyg som kan vara mycket användbart i denna fas är Dalux. Programmet gör det möjligt att involvera samtliga projektaktörer redan från början, både internt – projektledare, platschefer och projektörer – och externt – kunden, leverantörer och övriga involverade discipliner.
[Bild 8. Kommunikationsdiagram mellan företag och kund.
”Internt och externt informationsflöde med Dalux.”]
Dalux-plattformen gör det möjligt att samla all teknisk information, BIM-modellen och den grafiska dokumentationen på ett och samma ställe. Plattformen samlar även interna och externa kommunikationskanaler, såsom e-post och möten, vilket effektiviserar arbetsflödena.
På så sätt kan kunden fokusera på att granska och verifiera den föreslagna projekteringen för att säkerställa att den uppfyller kundens behov och krav.
[Bild 9. Diagram över intern godkännandeprocess.
”Exempel på en intern kommunikationskanal för godkännande av versioner.”]
I den interna kommunikationen gör Dalux det enklare för teamet att prioritera och delegera uppgifter samt påskynda granskningen av dem. Med hjälp av färgkoder går det snabbt att identifiera statusen för varje uppgift.
[Bild 10. Uppgifter. ”Vy över uppgifterna i ett projekt: färgerna visar respektive status.”]
Användningen av flera kompletterande BIM-verktyg, såsom Revit, Stabicad, Dalux och Dynamo, under projekteringsfasen skapar synergier som bidrar till att optimera projektens effektivitet och kvalitet.
3. Byggfas
Under byggfasen fortsätter man att dra nytta av synergierna mellan etablerade BIM-verktyg som Revit, Stabicad och Dalux.
I detta skede blir den kontinuerliga uppdateringen av den digitala tvillingen avgörande. Varje justering och ändring för modellen närmare den slutliga, verkliga anläggningen och säkerställer att alla detaljer förblir under kontroll.
Med Dalux kan montörerna på byggarbetsplatsen få tillgång till projektdokumentationen direkt på plats. Via mobilappen kan driftsättningsteamen visualisera och digitalisera rutiner för driftsättning, inspektion och kontroll, samt hantera processer för C&Q (Commissioning & Qualification).
När informationen är lättillgänglig för alla berörda specialister skapas bättre förutsättningar för en smidig kommunikation mellan de olika team som arbetar både på byggarbetsplatsen och på kontoret.
[Bild 11. Dalux-gränssnitt i ett projekt. ”Navigeringsvy i Dalux.”]
Dalux innehåller den digitala modellen och samtliga projektdata. Plattformen ger teamen tillgång till de verktyg som är relevanta för deras respektive funktioner och möjliggör BIM-baserat samarbete i realtid, även utan internetanslutning.
[Bild 12. Exempelvy. ”Kombination av 3D-modell och 2D-information i Dalux.”]
Införandet av denna gemensamma samarbetsplattform för platschefer, projektledare, projekteringsteam och övriga berörda aktörer bidrar till ett smidigt projektgenomförande och gör det möjligt att framgångsrikt omvandla en vision till en färdig anläggning.
4. Driftsfas
Under anläggningens hela livslängd rekommenderas slutligen att den digitala tvillingen hålls uppdaterad och används som referens för övervakning, drift och underhåll av de kontrollerade miljöerna.
När kunden efterfrågar det implementeras lösningar med samma programvaror som används under byggfasen, däribland Dalux.
Programmet underlättar bland annat hantering och uppföljning av underhållsarbetet och möjliggör en effektiv och exakt överblick över samtliga aktiviteter. Genom att exempelvis förse utrustningen med QR-koder går det snabbt att få tillgång till information som genererats under tidigare projekterings- och genomförandefaser.
Utöver all information som har lagts till i modellen under projektets tidigare faser kan även data från den kontrollerade miljöns styr- och övervakningssystem integreras och registreras på plattformen. Underhållspersonalen kan därmed ta emot notifieringar direkt i sina mobiltelefoner.
Detta gör det möjligt att effektivisera underhållsarbetet, snabbt identifiera berörda komponenter och förenkla hanteringen av reservdelslager.
Detta arbetssätt bidrar till att säkerställa att den kontrollerade miljön bibehåller optimala driftförhållanden och uppfyller kraven på luftkvalitet och därmed även de krav som ställs på produktionsprocesserna.
[Bild 13. Underhållstekniker.
”Via Dalux får vi tillgång till de data från den digitala modellen som behövs för underhåll och drift av anläggningen.”]
Slutsats
Implementeringen av BIM-verktyg i varje fas av livscykeln för ett projekt inom kontrollerade miljöer underlättar inte bara projektering och byggnation, utan optimerar även kommunikationen och samordningen mellan de olika teamen för att säkerställa att kundens behov och förväntningar uppfylls.
Detta arbetssätt gör det möjligt för projektets digitala tvilling att utvecklas parallellt med själva projektet och skapar därmed en värdefull informationskälla för framtida underhåll och förvaltning av anläggningen.
Genom integrationen av Revit, Stabicad, Dynamo och andra applikationer skapas ett effektivt arbetsflöde som är anpassat till projektets tekniska och regulatoriska krav. Samtidigt finns flexibilitet att löpande genomföra anpassningar och förbättringar för att optimera projektets övergripande prestanda och slutliga kvalitet.
Förkortningar och referenser
BIM: Building Information Modeling
MEP: Mechanical, Electrical, and Plumbing
VCD: Volume Control Damper
HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning
ZAC: Zone d’Activité Contrôlée (kontrollerad miljö)
Stabicad: Stabicad för Revit är en kraftfull BIM-lösning för projektering av mekaniska och elektriska installationer.
https://mep.trimble.com/en/products/stabicad
Dynamo: Dynamo är ett verktyg för visuell programmering som används för att automatisera arbetsuppgifter och processer i BIM-programvara som Revit.
https://dynamobim.org/
Dalux: Programvara för hantering av projektets livscykel.
https://www.dalux.com/
