Lenyűgöző japán faépítészet példázza a BIM építőipari szerepét

• A japán Tokyu Construction Co. cég BIM-et (Building Information Modeling, épületinformációs modellezés) használt az ország egyik legnagyobb, fából készült tetőszerkezetének megépítéséhez.
• A BIM lehetővé tette a 128 panelből álló, rétegelt-ragasztott fa tetőszerkezet részeinek pontos ellenőrzését.
• 3D-s BIM adatok egyszerűsítették az építőcsapaton belüli kommunikációt, illetve az ügyféllel való együttműködést.

Az építészeti újítások általában futurisztikus felhőkarcolókat vagy éppen gravitációt meghazudtoló görbéket hívnak életre.  Ám olyan hagyományos anyagok esetén, mint a fa, az innovációk kicsit másképpen néznek ki.

A fő tervezési elemként faanyagot használó, japán Daito Trust Construction Company alternatív tervezési megoldások után kutatott a lakóépítészetben. Ebből a célból nyitotta meg futurisztikus bérlakás bemutatótermét, a ROOFLAG-et, amelynek gyönyörű központi eleme japán egyik legnagyobb fából készült tetőszerkezete. A tető építője, a Tokyu Construction Co., hatékonyan használta a BIM-et az építési folyamatok alatti digitális kommunikációhoz.

„Aki csak részt vett a ROOFLAG projektben, az ügyféltől a tervezőkig és építőmunkásokig, mindenki a nulláról kezdte” – kezdi Masaya Hayashi, a Tokyu Construction építési részlegének vezetője és egyúttal a BIM részlegének osztályvezetője. “A BIM használatával és a felmerülő problémák folyamatos kommunikációjával, és egyedi rendezésével, végül mindenki elégedett volt a projekt eredményével” – folytatja.

A bemtatóterembe lépve a háromszögletű rácsos tető az első, amelyet megpillanthatunk; 60 méter hosszan húzódik mindhárom irányban, látható támaszték nélkül. A masszív tetőszerkezet rétegelt fából (cross-laminated timber, CLT) készült, amelyet a kialakulóban lévő faanyagú építési technológia, vagy másnéven tömegfa (mass timber) technológia területén is előszeretettel alkalmaznak. Ez a környezetbarát eljárás a fa, mint erőforrás újrahasznosítását helyezi előtérbe.

A japán építési szabályzatok közelmúltbeli reformjai és más tényezők a CLT növekvő elterjedéséhez vezettek a japán építőiparban. A projekt előtt azonban a Tokyu Construction még nem használt CLT-t, vagy fejlesztett ki CLT-specifikus építési módszereket. A projektben használt CLT panelek óriási méretűek voltak – akár 2,3 méter magasak, 11,8 méter hosszúak és 270 mm vastagok, és darabonként 3 tonna súlyúak is lehettek. Mivel ez volt a Tokyu Construction első tapasztalata a CLT használatával, számos tényező ismeretlen volt a projekttervezés megkezdésekor.

„Egy hatalmas, pusztán a 2D-s tervekre támaszkodó fa tető építése rendkívül nehéz feladattá válik, ha figyelembe vesszük az építési módszereket és minőségellenőrzést” – jegyzi meg Hayashi, hozzátéve, hogy a csapat első feladata a falemezek összeszerelési és csatlakozási eljárásainak kialakítása volt. „Nehéz volt konkrétan elképzelni a munkát a 2D-s tervekkel, ezért a BIM-hez fordultunk, hogy jobban átlássuk az épület egészét”.

A BIM a precizitás lehetővé tételével segíti az építkezést

Az illesztésekméreteinek ellenőrzéséhez a modelleket először az Autodesk Revit-ben hozták létre; azután a csapat a modelleket felhasználva egy 3D nyomtató segítségével megalkotott egy  1/33-as méretarányú mintadarabot. A nagy pontosággal végzett összeszerelési eljárás után, az ellenőrzést eredeti nagyságú maketttel végezték.

Hayashi szerint a csapat tagjai aprólékos ellenőrzést és kísérletezést végeztek az építés megkezdése előtt, hogy olyan szintű precizitást biztosítsanak, amely lehetővé teszi például a munkások számára, hogy könnyedén elérhessék a meghúzandó csavarokat. „Mivel az adatokból rendkívül pontos modellt tudtunk létrehozni, gyorsan megállapíthattuk a CLT panel építési folyamatának különböző részeit – mint például a panelkötések felszerelése, az összeszerelési eljárások és a könnyű munkavégzés megerősítése - a kezdeti vizsgálati szakasztól a véglegesítésig" – mondja Hayashi.

A tető megépítéséhez összesen 128 CLT panelt használtak fel. A tető lejtése miatt a paneleket átlósan kellett összeszerelni, amely 2 mm-es vagy még kisebb gyártási pontosságot követelt meg. Ez a térbeli kapcsolatok és az adatkezelés meghatározását is rendkívül bonyolultá tette.  A méréseket speciális mérőállomással (total station) végezték, és az adatokat 3D-s építés-felmérési rendszerrel dolgozták fel. A mérések koordináta-adatai azonnal kiszámíthatók az Autodesk Dynamo segítségével, 80%-kal csökkentve a munkaidőt a manuális számításhoz képest, és biztosítva az összeszerelési folyamat pontosságát.

A fatető összeszerelése során a CLT paneleket az alattuk elhelyezett támasztékok tartották. Az ideiglenes struktúra eltávolítására irányuló emelési folyamatot a végrehajtás előtt BIM-mel elemezték. „A tartó teherbírásának eltávolításakor, ha a terhelés egyetlen pontra koncentrálódik, a CLT panelek megsérülhetnek" – mondja Hayashi. „Esettanulmányt végeztünk a tartók optimalizálási elemzésével, hogy meghatározzuk, hogy az eltávolítás sorrendje hogyan változtatná meg a súlyeloszlást. Elemeztük az eltolódott terhelések arányát is, amely igazolta a kérdés digitális megközelítését".

Ezekkel az érvényesítési eredményekkel felfegyverkezve – amely a tényleges munkaterület digitális másolat - a csapat gond nélkül elvégezte az emelési folyamatot, és a munka a szerkezeti kialakítás tűréshatárán belül befejezhető volt. Hayashi szerint ez a feladat aggasztotta leginkább az ügyfelet a kezdetektől fogva. „A digitális elemzés segített megnyugtatni az ügyfelünket, és elnyerni a bizalmát a folyamatainkkal kapcsolatban. Ez egy win-win helyzet volt".

A BIM a 3D-s kommunikáció  biztosításával segíti az építést

A projektnél a BIM-adatok 3D-s formátuma lehetővé tette a konszenzusépítéshez és az információmegosztáshoz vezető kommunikációt. „Cégünk különböző műszaki támogató részlegekkel rendelkezik, beleértve a technológiai kutatólaboratóriumokat is" – mondja Hayashi. „A projekt során ezek a részlegek BIM-adatokat használtak az intézkedések megvitatására és a nehéz építési feladatok vállalati szintű megközelítésének összehangolására."

A csapat ezután felhasználhatta a BIM-adatokat, amelyek segítették a tervezőkkel, gyártókkal és a helyszíni személyzettel kapcsolatos részletes tervek kidolgozását. „Véleményem szerint a BIM modellek használata segített konszenzust kialakítani az ügyféllel – és mivel megoszthattuk őket a helyszíni dolgozókkal, magas minőségi színvonalat eredményezett az építési folyamat során” – mondja Hayashi.

A csapat mobil eszközöket használt az adatok megosztására. Az Autodesk BIM 360 lehetővé tette a tervezők számára, hogy a BIM adatok  segítségével ellenőrizzék a tervezési adatokat és egyéb információkat. Egyeztetni tudták a munkafolyamatokat és az összeillesztési műveleteket a telephelyen dolgozókkal. „BIM modellek segítségével nyomon követhettük a helyszíni munka előrehaladását, és fejlettkommunikációs  eszközöket használhattunk a munkával kapcsolatos feladatok végrehajtásához”, teszi hozzá Hayashi.

Ezen koordináció révén a projektben részt vevő minden érintett ugyanazonzadatokat használta a munkaterületen, összehasonlította a folyamatban lévő munkával, és megerősítette az építésirányítási folyamaton belüli összhangot. „A kivitelezéshez való hozzáállásunk legfontosabb szempontjait – vagyis a minőség, költség, szállítás, biztonság és környezetvédelem szempontjait – a korábbinál szélesebb körben alkalmazhattuk”, nyilatkozik Hayashi.

Hayashi szerint a vevők elégedettsége, fokozott termelékenység, és környezettudatosság összes projektjének fő céljai közé tartozik. „Ahhoz, hogy a következő szintre lépjünk, a BIM-et használó alaposabb kommunikáció és a jobb helyszíni jelenlét lehetővé teszi, hogy új értéket nyújtsunk ügyfeleinknek" – mondja. „Cégünk küldetése, hogy segítsük az emberek álmait valóra váltani azáltal, hogy biztonságos és kényelmes lakókörnyezetet biztosítunk számukra. Ami a jövőt illeti, ez csak egy a projektek hosszú sorából, amelyek segítenek elérni ezt a célt”.

Yasuo Matsunaka

(X)