BIM a digitálne nástroje: Ich využitie pri výstavbe areálu technicko-hygienickej údržby vo Zvolene

Železničná spoločnosť Slovensko, a. s., (ZSSK) získala medzi rokmi 2021 a 2023 trojicu nových pracovísk na kontrolu a údržbu vozového parku železničnej osobnej dopravy. Projekt areálu technicko-hygienickej údržby vo Zvolene (THÚ Zvolen) zrealizovala spoločnosťSTRABAG, s. r. o. Rozsah projektu v blízkosti železničnej stanice Zvolen a rôznorodosť vyžadovaných činností vytvorili vhodnú príležitosť pre zhotoviteľa zapojiť do prípravnej aj realizačnej fázy projektu svoje portfólio digitálnych nástrojov a zužitkovať skúsenosti vlastného tímu zameraného na digitalizáciu.

Projekt THÚ Zvolen sa nachádza vedľa železničnej stanice Zvolen, osobná stanica. Čistenie a údržba koľajových vozidiel prebiehali doteraz v exteriéri, v často nevyhovujúcich podmienkach, pričom pracovisko nevyhovovalo súčasným štandardom.

Cieľom investora projektu, spoločnosti ZSSK, tak bolo najmä dosiahnuť:

• zvýšenie kvality čistenia, údržby a technickej kontroly železničných koľajových vozidiel,
• lepšie pracovné podmienky pre zamestnancov,
• sprístupnenie strediska všetkým osobným dopravcom na Slovensku, a tým pádom zvýšenie kvality cestovania vlakmi vo všeobecnosti.

Kľúčové objekty novovybudovaného areálu sú: hala prevádzkového ošetrenia súprav, hala stabilného umývača vozidiel, elektrifikované koľajisko s napojením na existujúcu koľajovú infraštruktúru, nové staničné zabezpečovacie zariadenie a novovybudované inžinierske siete.

Spoločnosť STRABAG, s. r. o., ako generálny dodávateľ zapojila vzhľadom na rôznorodosť výkonov do procesu výstavby okrem viacerých subdodávateľov aj tri vnútrokoncernové jednotky, a to:

• železničné staviteľstvo, ktorého tím zodpovedal za vedenie projektu a realizáciu železničného zvršku a trakčného vedenia,
• cestné staviteľstvo, ktorého realizačný tím zodpovedal za prípravu územia, zemné práce, železničný spodok, spevnené plochy a komunikácie,
•  pozemné staviteľstvo, ktorého úlohou v projekte bola realizácia najmä dvoch pozemných objektov, oceľových opláštených hál, súvisiacich pozemných stavieb, inžinierskych sietí a oplotenia areálu.

Ako býva štandardom, okrem zhotoviteľa a jeho dodávateľov boli do procesu výstavby zapojení aj technický dozor investora, projektantská spoločnosť, geodeti, interné projektové tímy investora a ďalší. Vzhľadom na vysoký počet zainteresovaných strán tak vznikla požiadavka na formalizáciu a sprehľadnenie systému digitálnych nástrojov a určenie cieľov spojených so zapojením interného oddelenia BIM a digitalizácie zhotoviteľa. Ciele boli určené ako:

• formalizácia pravidiel spolupráce s externou projektantskou spoločnosťou ako autorom použitého 3D BIM modelu,
• nasadenie CDE (Common Data Environment) platformy pre zdieľanú komunikáciu a spoluprácu,
• koordinácia jednotlivých profesií a včasná identifikácia problémov a kolízií,
• 4D simulácia ako podpora pre plánovanie a organizáciu výstavby,
• využitie dát založených na GIS a BIM (GeoBIM),
• sledovanie progresu na stavbe podložené dátami.

Pre tím BIM a digitalizácie bolo v rámci projektu THÚ Zvolen prvým krokom formálne nastavenie podmienok pre dodanie architektonicko-statického modelu hál. Vedenie tímu zadefinovalo požiadavky na grafické aj negrafické informácie BIM modelu, pravidlá manažmentu informácií, ako aj schvaľovacie procesy podľa normy ISO 19650.

Common Data Environment

Prostredie CDE systému Trimble Connect bolo na základe dohody projektového tímu následne určené ako jediný komunikačný kanál. Prístup doň mali realizačný tím STRABAG, projektant, subdodávatelia, geodet, investor a ďalší užívatelia.

Dáta, ktoré na tejto platforme vznikali, boli zálohované pomocou synchronizácie do systému SharePoint, ktorý je štandardom naprieč celým koncernom STRABAG. Zároveň boli tieto dáta synchronizované na interný GIS systém STRABAG-u, STRABAG.Maps, ktorý poskytuje široké možnosti najmä pre fotomanažment.

Interné modelovacie práce

Dôležitým aspektom zapojenia BIM tímu zhotoviteľa do tohto projektu boli interné modelovacie práce. Pomocou vlastných kapacít boli okrem iného modelované napríklad hrubé terénne úpravy, pričom dáta zo vzniknutých modelov slúžili na počítanie kubatúr, kontrolu kolízií s inžinierskymi sieťami a navádzanie stavebnej mechanizácie.

Tím STRABAG vytváral vlastné modely tiež pre samotné inžinierske siete, a to najmä areálovú zrážkovú kanalizáciu, areálovú splaškovú kanalizáciu a areálový vodovod. Ich kľúčovým prínosom bolo rovnako využitie modelu pri vytyčovaní a kontrole kolízií. Tím BIM a digitalizácie vytvoril v spolupráci s realizačným tímom priamo na stavbe aj modely železničného spodku a železničného zvršku vrátane 24 výhybiek a 91 stožiarov.

Tie sa využili pri koordinácii, vytyčovaní a pri navádzaní strojov. Internými kapacitami boli zároveň namodelované technické zariadenia budov (zdravotnotechnické inštalácie, vykurovanie a vzduchotechnika). Jedným z kľúčových cieľov zapojenia technológií do procesu výstavby bolo zlepšiť koordináciu jednotlivých profesií a kontrolu prípadných vzniknutých kolízií.

Počas trvania prípravnej a realizačnej fázy simuloval BIM tím STRABAG-u 12 testov pomocou systému Navisworks, ktorých výsledkom boli súbory typu *.BCF, teda Bim Collaboration Format, ktoré boli pomocou CDE zaslané projektantovi na zapracovanie zmien.

Monitoring staveniska a postupu výstavby

Jednou z hlavných úloh zapojenia BIM oddelenia do projektu bol progress monitoring počas realizačnej fázy výstavby. Hlavným nástrojom na sledovanie postupu výstavby bol Trimble Stratus – jeho základný princíp pozostáva z nahrania, zobrazenia a spracovania zameraní získaných pomocou náletu bezpilotného lietadla.

Softvér však dokáže spracovať aj ďalšie druhy podkladov, napríklad 3D modely, ale tiež klasickú 2D dokumentáciu v podobe situačných plánov. Dôležitým prínosom pre stavebný tím bolo súbežné zobrazenie dát vytvorených počas výstavby (napríklad georeferencovaná snímka z dronu) a zároveň tzv. jednotnej železničnej mapy zobrazujúcej staničenie infraštruktúry ŽSR.

Vďaka nej mohol stavbyvedúci jednoducho identifikovať presné kilometrové hodnoty, ktoré sú potrebné pre hlásenie stavebných prác investorovi a správcovi železničnej siete. Vďaka pravidelným náletom dronov vznikli aj zjednodušené a ľahko prezentovateľné ukážky staveniska pre kontrolné dni, ktoré tvorili zároveň dôkazový materiál o postupe výstavby.

Rozhranie platformy Trimble Stratus sa ukázalo vhodné aj na vypočítavanie kubatúr depónií, keďže po označení želaného polygónu umožňuje automatické vypočítanie objemu a jeho zdieľanie vo všetkých potrebných formátoch. Do projektového rozhrania mal prístup aj externý geodet, čo umožňovalo vzájomnú kontrolu a vyššiu transparentnosť.

Rozšírená realita so systémom SiteVision

V rámci realizačného tímu sa tešil veľkej obľube systém SiteVision, ktorý pozostáva zo zariadenia s GPS anténou a po pripojení smartfónu umožňuje prehliadať 3D modely priamo na stavenisku. Vďaka rozšírenej realite si jeho používateľ nemusí v smartfóne prezerať model zasadený len do svojho vlastného abstraktného virtuálneho prostredia, ale pomocou fotoaparátu v smartfóne (a systému rozšírenej reality) je model zasadený do reálneho prostredia priamo na stavenisku – je správne umiestnený, zarovnaný a zobrazený v reálnej mierke.

Projektovému vedeniu dokáže systém zjednodušiť kontrolu vykonaných prác, zefektívniť plánovanie výstavby, identifikovať prípadné kolízie s existujúcimi objektmi a v neposlednom rade ušetriť množstvo papiera.

„SiteVision sme naozaj používali prakticky každý deň – odkedy sme ho dostali až do ukončenia hlavnej časti výstavby – a účel plní na 100 percent,“ hovorí technická asistentka hlavného stavbyvedúceho Zuzana Mičová a dodáva: „Sme výrazne menej závislí od geodetov, čo nám prináša zaujímavú časovú aj finančnú úsporu, no hlavne vieme veľmi jednoducho skontrolovať práce zhotovené našimi internými pracovníkmi, rovnako ako subdodávateľmi.“

Medzi kľúčové prínosy využitia systému SiteVision v rámci predmetného projektu patrili:

• zlepšenie predstavy o umiestnení jednotlivých stavebných objektov v priestore staveniska (najmä pri plánovaní a obhliadkach staveniska),
•  možnosť kontroly hrúbky jednotlivých konštrukčných vrstiev komunikácií, spevnených plôch a telesa trate,
•  kontrola a predchádzanie kolíziám počas výstavby (inžinierske siete, zemné práce),
• kontrola polohy osi koľají a jednoduché vytyčovanie,
• jednoduchá kontrola práce subdodávateľov,
• dvojitá kontrola s geodetom.

Využitie geoinformačných systémov

Snahou tímu BIM a digitalizácie STRABAG-u bolo zároveň prepojiť „svet GIS“ a fotomanažmentu. Štandardným postupom bol preto zber dát pomocou aplikácie Survey123 a ich následné nahranie do rozhrania, ktoré užívateľom umožňovalo vidieť každý záznam georeferencovaný a umiestnený na ortofotografickej snímke. GIS platforma STRABAG.

Maps umožňuje okrem tradičných geoinformačných podkladov nahrať aj BIM modely s negrafickými informáciami a všetkými relevantnými parametrami. Ako dôležitá výhoda sa ukázala tiež možnosť sprístupniť rozhranie nielen členom projektového tímu, ale aj širokej verejnosti. To môže byť prínosné najmä pre investorov, keďže sa tým otvára možnosť interaktívne a pútavo komunikovať postup prác aj s netechnickým publikom.

Prínosy digitálneho stavebníctva

Prístup lokálnych stavebných tímov k portfóliu inovatívnych digitálnych nástrojov je základným stavebným kameňom pre naplnenie stratégie materského koncernu našej spoločnosti. Tá je zameraná na najdôležitejšiu výzvu, ktorej dnes stavebníctvo čelí: Ako stavať udržateľnejšie? Snahou našej spoločnosti je sprístupniť jej výrobným a operatívnym zložkám nástroje, vďaka ktorým môžu napĺňať vízie našich investorov bez devastačných dopadov na životné prostredie.

Uvedomujeme si totiž príspevok stavebného odvetvia ku klimatickej kríze – stavebníctvo spôsobuje až 38 % emisií CO2 na svete, preto toto odvetvie musí byť súčasťou riešenia.

Vzhľadom na objem stavebných prác, ktoré realizujú spoločnosti koncernu STRABAG SE na celom svete, majú na celkové environmentálne správanie veľký dosah aj zdanlivé maličkosti. Napríklad nepresné plánovanie vedie k zbytočnému plytvaniu nielen materiálom, ale aj palivom, a tiež k nákladným prestojom.

A práve systém digitálnych nástrojov, ktoré našim tímom umožňujeme na staveniskách využívať, nám pomáha nastaviť stavebné procesy a postupy čo najpresnejšie a najhospodárnejšie, aby boli materiály, stroje a ľudia vždy v správnom čase na správnom mieste. To nám umožní realizovať vízie našich klientov rýchlejšie, efektívnejšie a udržateľnejšie.

TEXT: Jakub Ducár, BIM špecialista spoločnosti STRABAG, s. r. o., Slovensko a Martin Červeňanský
FOTO: STRABAG, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise IS 1/2024