Update. special. Visie en praktijk. 3D-modelleren: december 2010

Transcriptie

1 Update december 2010 special Het wordt beschouwd als de meest ingrijpende innovatie van de laatste jaren in de bouw: 3D-modelleren, ook wel BIM-men genoemd. Een vakgebied dat volop in ontwikkeling is. SmitWesterman is ervan overtuigd dat Building Information Modeling (BIM) niet meer weg te denken is en grote voordelen biedt. Voordelen die vooral tot succes leiden wanneer aan randvoorwaarden wordt voldaan, zoals een transparant proces en heldere afspraken. In dit themanummer van Update kunt u lezen wat SmitWesterman daarmee bedoelt. Aan de hand van enkele projecten ziet u vervolgens hoe deze visie in de praktijk gestalte krijgt. 3D-modelleren: Visie en praktijk

2 3D-modelleren vraagt om intensief samenwerken Na een grondige oriëntatie is SmitWesterman in 2009 overgestapt van 2D AutoCAD-tekenen op 3D-modelleren. Niet alleen omdat de markt daar steeds meer om vraagt, maar vooral ook omdat het werken in 3D belangrijke voordelen biedt. Voor de constructeur én voor alle andere partijen in de bouwcyclus. Alle projecten voert SmitWesterman inmiddels uit in het 3D-modelleerprogramma Revit. Werken met een 3D-model is in feite virtueel bouwen. Alle relevante informatie wordt tijdens het gehele ontwerp- en bouwproces opgeslagen, gebruikt en beheerd in een digitaal 3D-model van het gebouw. Wanneer meerdere partijen die betrokken zijn bij het bouwproces gebruik maken van dit model, kan worden gesproken over Building Information Modeling (BIM). Voordeel van het toepassen van BIM is dat alle partijen werken met dezelfde informatie, die bovendien altijd actueel is. Minder faalkosten Een van de belangrijkste en meest genoemde voordelen van BIMmen is de aanzienlijke kostenbesparing die ermee kan worden gerealiseerd. De vermindering van faalkosten is direct merkbaar in het ontwerpproces. Waar een ontwerpfout op een 2D-tekening pas in de uitvoering naar voren komt, is deze in het 3D-model veel sneller zichtbaar. Omdat bij het bouwen van het 3D-model samen met de overige ontwerpteampartners goed over de uitvoering moet worden nagedacht, vindt in het voorontwerp meer overleg plaats over knelpunten en hoe deze op te lossen. Tijdens een clash-control, waarbij de modellen van meerdere disciplines over elkaar heen worden gelegd, komen fouten feilloos naar voren. Kortom: het aantal ontwerpfouten vermindert aanzienlijk. Beheersbaar bouwproces BIM maakt het complexe bouwproces beheersbaar. De grote hoeveelheid tekeningen in allerlei versies wordt gereduceerd tot één inzichtelijk 3D-model waar alle partijen mee werken. Men ziet van elkaar wat er gebeurt en kan effectief communiceren over verschillende opties en oplossingen. De constructeur kan aan de hand van het realistische model makkelijker duidelijk maken hoe de constructie die hij voorstelt, bedoeld is. Zeker bij meer complexe ontwerpopgaven is dit een groot voordeel. Het leidt tot betere afstemming tussen partijen. Snelheid en consistentie Het vervaardigen van het 3D-model kost weliswaar de nodige tijd, maar de uitwerking van bijvoorbeeld wandaanzichten gaat vele malen sneller dan in 2D. Bovendien is er consistentie in de tekeningen: de plattegronden komen overeen met de doorsneden, gevelaanzichten, details, etc. De onderdelen worden namelijk maar eenmaal gemodelleerd in plaats van meerdere malen getekend. Aanpassingen kunnen daarbij sneller worden doorgevoerd. Informatieuitwisseling Werken met een 3D-model dat alle relevante gegevens bevat, maakt een snellere, eenduidige en volledige overdracht van informatie mogelijk tussen partijen, zowel in de ontwerp- als in de uitvoeringsfase. In de ontwerpfase kan de informatie uit het model worden gebruikt voor kostenramingen en presentatiedoeleinden. Bij de overdracht van informatie van de ontwerpende partijen naar de uitvoerende partijen is veel minder kans op interpretatieverschillen. Tijdens de uitvoering kan de uitvoerende partij de informatie uit het model gebruiken voor inkoop, planning en werkplannen. Deze toepassing noemt men ook wel de vierde dimensie. Intensieve samenwerking Goede resultaten worden niet alleen met de 3D-software bereikt. Het op elkaar afstemmen van processen en werkmethoden is minstens zo belangrijk. SmitWesterman doet ervaring op met verschillende vormen van samenwerking met architecten. Hierbij wordt altijd samengewerkt aan één model. Uitgangspunt is dat SmitWesterman daarbij het model van de constructie bouwt. Voor partners die niet in 3D werken, worden 2D-tekeningen uit Revit gegenereerd. Hoe de samenwerking ook is georganiseerd, voorop staat dat werken in 3D vraagt om een transparant proces en heldere communicatie. Ook intern bij SmitWesterman geldt dat. Tekenaars en constructeurs worden modelleurs, ontwerp en uitvoering grijpen steeds meer in elkaar. Ondanks de vele handige mogelijkheden van 3D-modelleren blijft het zaak om helder te blijven nadenken over constructies en niet blind te varen op het programma. Smit- Westerman blijft dan ook de aandacht richten op het ontwerpen van slimme constructies. Hoe geweldig ook, BIM blijft slechts een tool.

3 Zicht op de constructie NL Development B.V. architectenbureau cepezed bv Nabij het Estec Space Center in Noordwijk laat het European Space Innovation Centre (ESIC) een bedrijfsverzamelgebouw bouwen voor bedrijven die actief zijn in de lucht- en ruimtevaart. Een industriële uitstraling waarbij de constructie in het zicht blijft, is een belangrijk uitgangspunt voor het ontwerp. De hoofddraagconstructie van dit transparante gebouw met een gebogen daklijn bestaat uit een staalskelet met toepassing van lichte staalplaatbetonvloeren. SmitWesterman heeft een 3Dmodel van de constructie gemaakt dat door cepezed is gebruikt voor het maken van een totaalmodel waarin de constructie en de bouwkundige afwerking volledig op elkaar zijn afgestemd. Het uiteindelijke resultaat is een goed geïntegreerd model. De installatieadviseur, die in Revit zelf ook een 3D-model heeft opgezet, gebruikte het model van cepezed en Smit- Westerman om een clash-control voor de installatie uit te voeren. Naast de algemene voordelen had het werken met een 3D-model in dit geval ook als voordeel dat de opdrachtgever al snel een realistisch beeld kreeg van de uitstraling die het gebouw heeft met de volledige constructie in het zicht. Artist impressions: architectenbureau cepezed bv Artist impressions: architectenbureau cepezed bv CHDR architectenbureau cepezed bv Stap voor stap naar een integraal ontwerp Voor het CHDR in Leiden werkt SmitWesterman samen met architectenbureau cepezed aan een integraal ontwerp. Het gebouw omvat onder meer kantoren, onderzoeksruimten, slaapzalen en een verdiepte parkeerlaag. Het ontwerpteam heeft een lichte constructie voorgesteld, volledig uitgevoerd in staal. Op de stalen kolomliggerstructuur komen kanaalplaatvloeren te liggen. Tussen de vloerplaten is ruimte vrijgehouden voor de installaties. SmitWesterman heeft in de ontwerpfase een constructief model opgezet en aangeleverd aan de architect. Vanaf het begin van de besteksfase is samengewerkt aan één model. Bij de start van deze fase zijn op schetsniveau alle details uitgewerkt. Deze zijn in het ontwerpteam besproken en beoordeeld. SmitWesterman heeft ze vervolgens in het constructieve model verwerkt en cepezed in het bouwkundige. Voordeel van deze werkwijze is dat in principe alles maar één keer hoeft te worden getekend. Tussentijds hebben de constructeur en architect steeds stapsgewijs modellen uitgewisseld. Juist voor een geïntegreerd ontwerp als dit heeft een 3D-model meerwaarde. Uiteindelijk is één model ontstaan waarbij de constructie en bouwkundige invulling naadloos op elkaar aansluiten. De installateur kan dit model gebruiken om te toetsen of de installatie past.

4 De constructeur en de architect over werken met een BIM: BIM is geen doel op zich Foto: Léon van Woerkom SmitWesterman werkt regelmatig samen met architectenbureau cepezed. Sinds beide kantoren in 3D werken, zijn de eerste ervaringen opgedaan met BIM-men. Hoe ervaren de partners dat? En wat is nu een handige werkwijze? Werken met een BIM is een groot verschil met traditioneel ontwerpen, vindt Ronald Schleurholts, partner en directielid van cepezed. De constructeur tekent nu namelijk mee in het ontwerptraject. Dan loop je tegen wat afstemmingsproblemen aan. We hebben voor een aantal projecten verschillende methoden gebruikt om te bekijken wat nu het beste werkt. Ik vind dat de architect in de eerste fase alles zelf moet modelleren. Met dit model en onze schetsen uit het voorlopig ontwerp kan de constructeur dan zijn constructief model opzetten. Directeur Rob Stark van SmitWesterman geeft aan: In het voorlopig ontwerp maakt de architect schetsen die vooral bedoeld zijn om ontwerpprincipes te bepalen. In de fase die daarop volgt, die van het definitief ontwerp, maken wij het constructieve model dat daarna uitgangspunt is voor verdere uitwerking door de architect. Ideaal In de ideale situatie werken alle betrokken partijen bij het ontwerp- en bouwproces in hetzelfde informatiemodel. Het grote voordeel daarvan is dat je allemaal aan dezelfde, actuele versie van een model werkt, stelt Schleurholts. Zover zijn we nog niet, maar we zitten er wel dicht tegenaan. We modelleren in Revit en halen daar tal van documenten uit zoals hoeveelheden- en materiaalstaten. Veel aspecten van BIM passen we dus al toe, maar je kunt nog verder gaan. Naast kostenramingen zou je vanuit een BIM-model straks ook bestekken kunnen genereren. Cepezed is nu ongeveer anderhalf jaar bezig met 3D-modelleren. Alle nieuwe projecten werken we uit in 3D, vertelt Schleurholts. De overgang was ingrijpend omdat 3D-modelleren wezenlijk anders is dan 2D-tekenen aangezien je niet langer lijnen trekt maar het ontwerp als objecten invoert. Een belangrijke reden om te BIMmen is dat het tekenwerk altijd consistent is. Vooral bij complexe projecten hebben we daar veel voordeel van. Een ander voordeel is dat met behulp van 3D-modellen vroegtijdig knelpunten opgelost kunnen worden. En je kunt de opdrachtgever voortdurend een model presenteren. Die kan het gebouw dan voor zich zien en gaat meedenken. Voor de communicatie is zo n model dus absoluut beter. Van grof naar fijn Rob Stark betwijfelt of het gelijktijdig werken in één model nu zo efficiënt werkt. Naar mijn idee ga je elkaar bezighouden met elke wijziging die je doorvoert. Ik denk dat je momenten moet afspreken waarop je elkaars modellen samenvoegt en controleert. Dat kan stapsgewijs, vindt Schleurholts. En afhankelijk van de complexiteit van het gebouw. Per stap zou je een moment van informatieuitwisseling moeten vaststellen. Stark beaamt dat de frequentie en intensiteit van afstemmen per project kan verschillen. Soms kan je het model in één keer met elkaar aftikken. Een andere keer passeren er tal van potentiële oplossingen per verdieping de revue. De uitgangspunten moeten wel helder zijn en daarover moet je dan ook goede afspraken maken met elkaar. En we moeten erop blijven letten dat we van grof naar fijn werken, valt Schleurholts bij. Eigenlijk moet je van tevoren bedenken welk informatieniveau je aan het einde van elke fase wilt hebben. Beide heren zijn het erover eens dat het vervaardigen van 3D-modellen geen doel op zich is. Uiteindelijk gaat het om de bestekstukken die je uit het model haalt, legt Schleurholts uit. Die vormen de basis voor de uitvoering. Een soepele overgang naar die uitvoering is trouwens ook een belangrijk aandachtspunt. In het ideale geval zal het BIM-model ook door de aannemer gebruikt kunnen worden voor de werkvoorbereiding en bouwvolgordebepaling. Mee-ontwerpen Voor een architectenbureau als cepezed, dat al een lange traditie en reputatie heeft op het gebied van integraal ontwerpen, betekent BIM-men dat het nog meer dan voorheen al vroeg in het ontwerptraject andere adviseurs betrekt. We zoeken in onze partners altijd meer dan een tekenaar of rekenaar. In feite zoeken we meeontwerpers met wie we samen slimme oplossingen bedenken. SmitWesterman is zeker zo n partner en heeft al veel alternatieve oplossingen helpen onderzoeken. We spreken dezelfde taal en willen samen een integraal ontwerp maken. Dat maakt het samenwerken niet alleen vruchtbaar, maar ook leuk.

5 Artist impression: Inbo en CVO t Gooi Inbo en Maximale controle op knelpunten Het nieuwe schoolgebouw voor College de OpMaat in Hilversum omvat lokalen die gesitueerd zijn rondom een centraal atrium. Op de eerste verdieping is een gymnastieklokaal gepland. Door deze functiestapeling zijn in het gebouw niveauverschillen noodzakelijk. De draagconstructie voor dit gebouw bestaat uit een combinatie van verschillende bouwsystemen, met recht een hybride-constructie te noemen. Voor de vloeren van de lokalen worden kanaalplaten toegepast met geïntegreerde stalen liggers. De vloer van de gymzaal wordt uitgevoerd met massieve breedplaatvloeren om de overdracht van geluid te beperken. In de ontwerpfase hebben de architect en SmitWesterman onafhankelijk van elkaar een model gebouwd. Aan het begin van de bestekfase zijn deze modellen samengevoegd. Daarna is afgesproken dat ieder verantwoordelijk is voor zijn eigen discipline. Wijzigingen in de constructie mogen dus alleen nog maar worden aangebracht door SmitWesterman. Het in 3D uitwerken van complexe elementen, zoals niveauverschillen op de eerste verdieping en de trap met diverse bordessen, bood maximale controle op eventuele knelpunten in het ontwerp. Deze konden direct worden geanalyseerd en opgelost. Helderheid in complexe vormen In de duinen bij Heemstede wordt Nieuw Overbos gerealiseerd, een zorgcomplex voor ouderen. Het gebouw bestaat uit drie vleugels die in hoogte verschillen. Onder het gehele complex is een parkeergarage gepositioneerd. Op de begane grond zijn verschillende functies bedacht zoals een wijkcentrum, winkels en een restaurant. Op de eerste verdieping komen gedeeltelijk kleinschalige groepswoningen met daarboven zelfstandige appartementen. De constructie bestaat uit betonnen vloeren en wanden, aangevuld met een kolomstructuur. Door stapeling van de gebruiksfuncties zijn verschillende constructies nodig. Zo zijn de parkeerkelder, begane grond en een deel van de eerste verdieping voornamelijk voorzien van een kolomstructuur. Daarboven staan de wanden op kolommen en fungeren daarmee als wandliggers. SmitWesterman stelde een constructiemodel op, dat door de architect verder in 2D werd uitgewerkt. De 3D-beelden boden in een vroeg stadium inzicht in de complexe vorm en de verticale draaglijnen. Vooral de wandaanzichten, die direct uit het model zijn te herleiden, geven goed inzicht in de mogelijkheden voor sparingen en kolomposities. Wijzigingen in de bouwkundige plattegrond, om te voldoen aan het programma van eisen, waren hierdoor vrij eenvoudig door te voeren. Ook vooruitdenken wordt makkelijker in 3D: samen met de architect bestudeerde SmitWesterman de mogelijkheid om van de groepswoningen op den duur weer gewone woningen te maken. AM Wonen Drost+van Veen architecten Artist impression: Drost+van Veen architecten

6 Nieuwe opdrachten Calvijn Christelijke Scholengemeenschap te Barendrecht bouwt een nieuwe school voor voortgezet onderwijs. Het gebouw is bedoeld voor maximaal 1372 leerlingen en krijgt een bvo van circa 8995 m 2. SmitWesterman heeft via een Europese aan- Het Gelders Archief te Arnhem wil graag een nieuwe behuizing Array Industries is gevraagd een 90 meter hoge flare-tower te ontwerpen en te leveren. Deze flare komt in de Caribbean te staan. SmitWesterman heeft gezamenlijk met Array Industries de engineering van de 90 meter hoge flare in zeer kort tijdbestek verzorgd. De toren is opgebouwd uit een stalen vakwerkconstructie met een basis van circa 11,5 meter in het vierkant. De staalconstructie wordt in containers naar de Caribbean verscheept en daar opgebouwd door FG International Holland. Europese aanbestedingen besteding opdracht gekregen het ontwerp van de constructie te verzorgen. De bouwbegeleiding is in handen van Hevo B.V. uit s-hertogenbosch. Het ontwerp is van Mecanoo en te Delft. en heeft voor de selectie van het ontwerpteam een Europese aanbesteding uitgeschreven. Smit- Westerman heeft deze als adviseur hoofddraagconstructie gewonnen. Het gebouw krijgt een oppervlakte van 9430 m 2 bvo met een mogelijkheid tot uitbreiding met 3500 m 2 bvo. Het projectmanagement wordt verzorgd door De Comme BV. Voor het ontwerp tekent enbureau De Twee Snoeken. Artist impression: Ton Voets en BV Start uitvoering De Proper-Stok Groep B.V. ontwikkelt samen met de gemeente Leusden project de Biezenkamp. Aannemer Vos & Teeuwissen uit Huizen is begonnen met de bouw van de eerste fase van dit project. Dit deel bestaat uit 60 appartementen, een gezondheidscentrum, winkels en een ondergrondse parkeergarage. De constructie is opgebouwd uit een in het werk gestorte kelderbak met daarop een skelet van beton. Buro van der Goes maakte het ontwerp. Ton Voets en BV ontwierp voor het Stanislascollege te Delft een uitbreiding van het gebouw aan het Westplantsoen. De eerste paal hiervoor werd eind september geslagen. Het bestaande gebouw wordt uitgebreid met een bouwdeel van circa 1900 m 2 dat ruimte biedt aan verschillende onderwijsfuncties en een centraal atrium verdeeld over vier bouwlagen. Kort Symposia TC3 helpt staal uit de brand, luidde het onderwerp van de avondsessie georganiseerd door Bouwen met Staal op 28 oktober jl. Centraal stonden de activiteiten van TC3, de Technische Commissie Brandveiligheid van Staalconstructies, met het doel de kennis op het gebied van brandveiligheid in relatie tot staal uit te dragen. Rob Stark (voorzitter TC3) van SmitWesterman verzorgde een presentatie, waarna de deelnemers een live brandproef ondergingen. Voor en door staalconstructeurs was het thema van het symposium dat Bouwen met Staal op 24 november jl. organiseerde. Constructeurs konden werk waar ze trots op zijn, delen met vakgenoten. SmitWesterman deelde de ervaringen die zijn opgedaan met het project ESIC te Noordwijk. Bij dit project maakten alle ontwerpteampartners gebruik van hetzelfde 3D-tekenpakket Revit. Lees voor meer informatie over ESIC de projectomschrijving in deze Update. Update is een uitgave van Ingenieursbureau SmitWesterman. Tekst Annemieke Bos tekst & concept, Gouda Vormgeving Frank A, Gouda Drukwerk Tromp Drukkerij, Rotterdam Stavorenweg PT Gouda Postbus AN Gouda T F E info@smitwesterman.nl