uporaba tehnik algoritemskega · razlaga genetskega algoritma. v praktičnem delu so opisani...
TRANSCRIPT
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO
EKONOMSKO-POSLOVNA FAKULTETA
Tamara Arcet
UPORABA TEHNIK ALGORITEMSKEGA
NAČRTOVANJA IN INFORMACIJSKEGA
MODELIRANJA GRADBENIH OBJEKTOV (BIM) PRI
IZDELAVI VARIANT OBČINSKEGA PODROBNEGA
PROSTORSKEGA NAČRTA (OPPN)
Magistrsko delo
Tamara Arcet
UPORABA TEHNIK ALGORITEMSKEGA
NAČRTOVANJA IN INFORMACIJSKEGA
MODELIRANJA GRADBENIH OBJEKTOV (BIM) PRI
IZDELAVI VARIANT OBČINSKEGA PODROBNEGA
PROSTORSKEGA NAČRTA (OPPN)
Magistrsko delo
Maribor, september 2018
Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija
UPORABA TEHNIK ALGORITEMSKEGA NAČRTOVANJA IN INFORMACIJSKEGA
MODELIRANJA GRADBENIH OBJEKTOV (BIM) PRI IZDELAVI VARIANT OBČINSKEGA
PODROBNEGA PROSTORSKEGA NAČRTA (OPPN)
Magistrsko delo
Študentka: Tamara Arcet
Študijski program: magistrski študijski program 2. stopnje
GING
Smer / modul: Gradbeništvo
Mentor na FGPA: doc. dr. Andrej Tibaut, univ. dipl. inž. rač. in inf.
Mentor na EPF: doc. dr. Igor Perko
Lektorica: Martina Cizl, mag. prof. slov. jez. in knj.
Maribor, september 2018
I
II
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorjema dr. Andreju Tibaut in dr. Igorju Perko za pomoč in vodenje pri pisanju magistrskega dela.
Hvala Ireni Kac in Tjaši Marko, ki sta bili med študijem zmeraj razumevajoči in potrpežljivi.
Posebna zahvala za vso podporo in spodbudo pri študiju pa gre tudi staršem in fantu Maticu.
III
Uporaba tehnik algoritemskega načrtovanja in informacijskega modeliranja gradbenih objektov (BIM) pri izdelavi variant občinskega podrobnega prostorskega načrta (OPPN)
Ključne besede: algoritemsko načrtovanje, informacijsko modeliranje gradbenih
objektov (BIM), parametričnost, genetski algoritem
UDK:
Povzetek
V magistrskem delu je obravnavana izdelava dveh različnih variant razporeditve gradbenih
parcel po treh različnih postopkih na območju, kjer je predviden občinski podrobni prostorski
načrt - OPPN. Predstavljena je definicija OPPN-ja, lastnosti in pomen BIM-modeliranja s
primeri uporabe v praksi, zgodovina razvoja in pomen algoritemskega načrtovanja, ter
razlaga genetskega algoritma.
V praktičnem delu so opisani postopki izdelave variant po treh pristopih, ki so klasičen CAD-
pristop, BIM-pristop ter združitev algoritemskega načrtovanja z BIM-modelom. Izmed vseh
treh pristopov nas je zanimalo kateri je najboljši s časovnega vidika izdelave variant, koliko
informacij je možno vnesti v model in kateri pristop ponuja najbolj kvaliteten končni izdelek.
Ugotovili smo, da algoritemsko načrtovanje omogoča najhitrejšo izdelavo variant, vendar pa
je njegova uporaba ekonomična le ob izdelavi velikega števila variant, ob uporabi
obstoječega algoritma ali ob reševanju zahtevnejšega problema. Vnos informacij je bil možen
le v drugem in tretjem pristopu, kjer smo izdelali interaktiven BIM-model. Kvalitete končnih
rešitev so bile zelo podobne, vendar algoritem omogoča najboljšo optimizacijo.
IV
Application of algorithmic design techniques and
building information modelling (BIM) for variant
design of a detailed municipal spatial plan
Keywords: algorithmic design, building information modelling, parametric, genetic
algorithm
UDK:
Abstract
The master's thesis elaborates the production of two different variants of the distribution of
building plots according to three different approaches in the area where the municipal
detailed spatial plan - OPPN is needed. In the theoretical part, the definition of OPPN,
characteristics and meaning of BIM modelling with examples of application in practice, the
history of development and the meaning of algorithmic design are presented, as well as the
explanation of the genetic algorithm is presented.
In the practical part, we examine the process of producing variants according to three
approaches: CAD-approach, a BIM-approach, and a combination of algorithmic design with a
BIM-model. The evaluation criteria of the three approaches is focused to determine the best
time perspective, the quantity and variety of information that can be entered into the model
and which approach offers the highest quality of the end product.
Algorithmic planning enables the fastest variant production, but its use is economical only
when a large number of variants are produced, when an existing algorithm is used or when
solving a challenging problem. The input of information was possible only in the second and
third approach, where the interactive BIM-model was designed. The quality of the final
solutions was very similar, but the algorithm approach provides the best optimization.
V
VI
VII
Kazalo vsebine
ZAHVALA ............................................................................................................................... II
POVZETEK ............................................................................................................................ III
ABSTRACT ............................................................................................................................ IV
KAZALO VSEBINE ................................................................................................................. VII
KAZALO SLIK......................................................................................................................... IX
KAZALO TABEL ...................................................................................................................... X
UPORABLJENI SIMBOLI IN KRATICE ..................................................................................... XI
1 UVOD ............................................................................................................................ 1
1.1 Opredelitev problema ............................................................................................ 1
1.2 Cilji in raziskovalne hipoteze magistrskega dela...................................................... 2
1.3 Predpostavke in omejitve ....................................................................................... 3
1.4 Metode dela .......................................................................................................... 3
2 OBČINSKI PODROBNI PROSTORSKI NAČRT ................................................................... 4
2.1 Namen OPPN-ja ..................................................................................................... 4
2.2 Vsebina OPPN-ja .................................................................................................... 5
3 ODPRTI BIM-MODEL...................................................................................................... 7
3.1 Splošno o BIM ........................................................................................................ 7
3.2 Lastnosti BIM-modela ............................................................................................ 8
3.3 Odprti BIM-model .................................................................................................. 9
3.4 Primer uporabe BIM-pristopa................................................................................. 9
3.4.1 Prvi primer ....................................................................................................... 10
3.4.2 Drugi primer ..................................................................................................... 10
3.4.3 Neto prihranki in dobiček na investicijo ............................................................ 10
4 ALGORITEMSKO NAČRTOVANJE.................................................................................. 12
4.1 Splošno o algoritemskem načrtovanju .................................................................. 12
4.2 Zgodovina algoritemskega načrtovanja ................................................................ 12
4.3 Programska oprema ............................................................................................. 16
4.3.1 AutoCAD........................................................................................................... 16
4.3.2 Rhinoceros 3D .................................................................................................. 17
4.3.3 Grasshopper 3D ................................................................................................ 18
4.3.4 ArchiCAD .......................................................................................................... 19
4.3.5 Grasshopper-ArchiCAD Live Connection ............................................................ 20
VIII
5 PRAKTIČNI PRIMER ..................................................................................................... 21
5.1 Opis projekta........................................................................................................ 21
5.2 Projektna dokumentacija ..................................................................................... 23
5.3 Izdelava variant OPPN-ja: CAD-pristop ................................................................. 23
5.4 Izdelava variant OPPN-ja: BIM-pristop .................................................................. 25
5.5 Izdelava variant OPPN-ja: BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem.................. 28
6 ANALIZA IN VREDNOTENJE REZULTATOV .................................................................... 36
7 ZAKLJUČKI ................................................................................................................... 39
VIRI IN LITERATURA ............................................................................................................ 41
PRILOGE .............................................................................................................................. 43
IX
Kazalo slik
Slika 4.1: Model stadiona N arhitekta Luigi Moretti (Davis, 2018) ........................................ 13
Slika 4.2: Gaudijev obešen verižni model cerkve Sagrada Família (osebni arhiv) .................. 14
Slika 4.3: Delovno okolje programa AutoCAD 2018 .............................................................. 16
Slika 4.4: Delovno okolje programa Rhinoceros 3D .............................................................. 17
Slika 4.5: Delovno okolje programskega vtičnika Grasshopper ............................................. 18
Slika 4.6: Delovno okolje programa ArchiCAD ...................................................................... 19
Slika 4.7: Delovno okolje povezava Grasshopper-ArchiCAD Live Connection ........................ 20
Slika 5.1: Prikaz širšega območja predvidene ureditve(Atlas okolja, 2018) ........................... 21
Slika 5.2: Prikaz dveh novih parcel za povezovalni cesti ....................................................... 22
Slika 5.3: Varianta 1 - CAD-pristop ....................................................................................... 24
Slika 5.4: Varianta 2 - CAD-pristop ....................................................................................... 24
Slika 5.5: Dodajanje IFC lastnosti za steno ............................................................................ 25
Slika 5.6: Dodajanje IFC lastnosti za streho .......................................................................... 26
Slika 5.7: Dodajanje IFC lastnosti za cesto ............................................................................ 26
Slika 5.8: Varianta 1 - BIM-pristop........................................................................................ 27
Slika 5.9: Varianta 2 - BIM-pristop........................................................................................ 27
Slika 5.10: Varianta 1 - 3D pogled ........................................................................................ 28
Slika 5.11: Definiranje krivulj v programu Rhinoceros 3D ..................................................... 29
Slika 5.12: Definiranje linij, ki delijo pomožno krivuljo ......................................................... 30
Slika 5.13: Razdelitev celotne površine v parcele ................................................................. 30
Slika 5.14: Prikaz genov ....................................................................................................... 31
Slika 5.15: Galapagos gradnik .............................................................................................. 31
Slika 5.16: Izvajanje optimizacije v Galapagos Editor-ju ........................................................ 32
Slika 5.17: Definiranje geometrije in pozicije stanovanjskih objektov ................................... 32
Slika 5.18: Definiranje geometrije cest ................................................................................. 33
Slika 5.19: Prikaz celotne programske kode (algoritma) v programu Grasshopper ............... 34
Slika 5.20: Prikaz izrisa variante v programu Rhinoceros ...................................................... 34
Slika 5.21: Prikaz izrisa variante v programu ArchiCAD ......................................................... 35
Slika 5.22: 3D prikaz izrisa variante v programu ArchiCAD ................................................... 35
X
Kazalo tabel
Tabela 3.1: Neto BIM prihranki in BIM ROI (Salman Azhar M. H., 2018) ............................... 11
Tabela 6.1: Primerjava pristopov glede na porabljeno število ur in vsebnost informacij....... 37
XI
UPORABLJENI SIMBOLI IN KRATICE
Simboli
% - procent
$ - ameriški dolar
ha - hektar
m2 - kvadratni meter
Kratice
2D - dvodimenzionalna predstavitev elementov
3D - tridimenzionalna predstavitev elementov
4D - tridimenzionalna predstavitev elementov s časovno komponento
5D - tridimenzionalna predstavitev elementov s časovno in stroškovno komponento
6D - tridimenzionalna predstavitev elementov z naborom informacij, potrebnih za
vzdrževanje in upravljanje objekta
BIM - ang. Building Information Modelling
CAD - ang. Computer aided design
DGD - dokumentacija za pridobitev gradbenega dovoljenja (bivši PGD - projekt za
pridobitev gradbenega dovoljenja)
IDP - idejni projekt
IFC - ang. Industry Foundation Classes
LOD 100 - stopnja razvitosti modela za idejno zasnovo
LOD 200 - stopnja razvitosti modela primerna za dokumentacijo za pridobitev gradbenega
dovoljenja (približne dimenzije, količini, orientacije)
LOD 300 - stopnja razvitosti modela primerna za dokumentacijo za pridobitev gradbenega
dovoljenja (natančne dimenzije, količine, orientacije, elementi v klasifikacijskem
sistemu)
LOD 350 - stopnja razvitosti modela primerna za dobavitelje in proizvajalce
LOD 400 - stopnja razvitosti modela primerna za projekt za izvedbo
LOD 500 - stopnja razvitosti modela primerna za projekt izvedenih del
XII
NURBS - ang. Non-uniform rational basis spline
OPPN - občinski podrobni prostorski načrt
PID - projekt izvedenih del
PZI - projekt za izvedbo
ROI - ang. Return on Investment, slo. dobiček na investicijo
1
1.1 Opredelitev problema
Načrtovanje grajenega okolja se začne s prostorsko in arhitekturno konceptualno zasnovo (npr. enodružinska hiša z garažo) ali t.i. idejno zasnovo (IDZ), ki je na začetku odvisna predvsem od želja investitorjev in prostorsko-gradbene zakonodaje. Konceptualna zasnova gradnje je osnovni digitalni informacijski model namenjen prvim usklajevanjem z investitorjem in kasnejši vključitvi projektantov iz področja gradbeništva, strojništva in elektrotehnike. Na zasnovo gradnje lahko vplivajo tudi drugi deležniki, kot so lokalne skupnosti, nosilci urejanja prostora in drugi. Prvotna zasnova se lahko torej kar nekajkrat spremeni, čeprav nekatere začetne omejitve (npr. število objektov, število etaž, dostop do objekta, odmik od roba parcele itd.) ostanejo nespremenjene. V fazi načrtovanja tako nastane več variantnih rešitev, ki so posledica sprememb v prostoru (npr. pozicija in orientacija hiše na parceli) in/ali sprememb v arhitekturi gradnje (npr. hiša z dvokapnico, hiša z ravno streho). Izdelava različnih variantnih rešitev je kreativno, a do neke mere ponavljajoče se delo, ki lahko zahteva zelo velik časovni vložek. Zato je smiselno razmišljati ali je spričo uporabe BIM-pristopa možno proces izdelave variantnih rešitev do neke mere avtomatizirati. V BIM-modelu so namreč elementi (npr. okno) medsebojno povezani in soodvisni. To pomeni, da sprememba parametra določenega elementa (npr. dimenzija okna) vpliva na spremembo sosednjega elementa (npr. samodejno se spremeni odprtina v steni). Avtomatizacija izdelave variantnih rešitev bi lahko pomenila, da: (a) variantno rešitev do neke mere parametriziramo (npr. odmiki od robov parcele, faktor zazidave itd.) in vrednosti teh vhodnih parametrov uporabimo v algoritmu za kreiranje BIM-modela, (b) izdelamo program za načrtovanje variantne rešitve na osnovi algoritma iz (a) kar lahko poimenujemo algoritemsko načrtovanje
(c) variantno rešitev izdelano s pomočjo algoritemskega načrtovanja optimiziramo s spreminjanjem parametrov iz (a).
Zaradi tega bomo v nalogi raziskali možnosti uporabe algoritemskega načrtovanja (imenovanega tudi generativno načrtovanje ali parametrično modeliranje) v povezavi z modelirniki za informacijsko modeliranje gradenj (BIM). Z BIM-modelirnikom, ki omogoča algoritemsko načrtovanje bomo definirali metodologijo za izdelavo variant razporeditve parcel za gradnjo enostanovanjskih objektov in cest na območju, kjer je predviden
1 UVOD
2
občinski podrobni prostorski načrt (OPPN). Pri pripravi OPPN-ja je potrebno upoštevati številne tehnične, ne tehnične (neoprijemljive) in ekonomske parametre, ki jih narekuje zakonodaja, zahteve lokalne skupnosti, prostorske značilnosti, arhitekturni koncepti in zahteve investitorjev, ki so v večini usmerjene k ekonomski učinkovitosti ter zahtevam potencialnih kupcev. Raziskali bomo tudi ekonomski vpliv takšnega pristopa glede na klasičnega (CAD-risanje).
1.2 Cilji in raziskovalne hipoteze magistrskega dela
Namen magistrske naloge je raziskati metode algoritemskega načrtovanja, izdelati več
parametrični računski model, ga implementirati s pomočjo metod vizualnega
programiranja ter ga nadgraditi v informacijski model gradnje oziroma v preprosti BIM-
model.
Cilji naloge so torej:
izdelati model na klasičen 2D način,
izdelati preprosti BIM-model,
raziskati tehnike algoritemskega načrtovanja in izdelati BIM-model z uporabo
algoritemskega načrtovanja,
analizirati tehnične in ekonomske prednosti in slabosti algoritmičnega modeliranja
glede na klasičen način in BIM način modeliranja,
vse našteto uporabiti na konkretnem primeru OPPN-ja.
Hipoteze magistrskega dela so:
H1 Algoritemsko načrtovanje je komplementarni pristop k BIM-modeliranju.
Hipotezo bomo preverili tako, da bomo najprej raziskali obstoječe pristope, ki
vključujejo algoritemsko načrtovanje v BIM. Izdelali bomo lasten model za
algoritemsko načrtovanje in ga povezali z BIM-modelom. Pri tem bomo ugotavljali
prednosti in slabosti takšnega hibridnega pristopa.
H2 Z uporabo algoritemskega načrtovanja je mogoče izdelati BIM modele.
Izdelali bomo prototip BIM-modela z uporabo algoritemskega načrtovanja.
H3 Uporaba algoritemskega načrtovanja vpliva na učinkovitost izdelave variant
prostorskega načrta in na njihovo kvaliteto, kar lahko vpliva na končno ceno.
Primerjali bomo čas izdelave in kvaliteto dveh različnih variant, po treh pristopih.
Prvi pristop bo klasičen CAD-pristop, drugi bo BIM-pristop in tretji BIM-pristop
izdelan z uporabo algoritemskega načrtovanja.
3
1.3 Predpostavke in omejitve
V magistrskem delu bomo obravnavali del območja, kjer je predviden OPPN. Pri tem se
bomo omejili le na izdelavo grafičnega predloga za parcelacijo in umestitve cest ter
stanovanjskih objektov. Ostalih grafičnih prikazov in tekstualnega dela ne bomo izdelali.
Pri izdelavi variant se bomo omejili na prostorske parametre, ki bodo iztočnica za
oblikovanje algoritma. Predpostavljamo, da bomo s pomočjo algoritma, ob spremembi
parametrov, lahko hitreje analizirali variante.
V praktičnem delu magistrskega dela bo uporabljen digitalni zemljiški kataster za
obravnavan del območja. S pomočjo povezave programskega orodja za algoritmično
modeliranje bomo izdelali BIM-model.
1.4 Metode dela
Magistrsko delo je razdeljeno na dva dela. Prvi del je teoretični, drugi pa praktični.
V teoretičnem delu bomo malo bolj poglobljeno raziskali pojma algoritemsko načrtovanje
in odprti BIM, ter poskušali najti primere uporabe BIM-pristopa. Dotaknili se bomo tudi
teorije načrtovanja občinskih podrobnih načrtov. Metoda raziskovanja bo obsegala
pregled obstoječe literature, ki sestoji iz knjig, priročnikov in člankov.
V drugem delu bomo s pomočjo teorije podkrepili praktični del in poskušali dokazati vse
hipoteze, ki smo si jih zastavili na začetku. Za načrtovanje bomo uporabili več različnih
programov, ki bodo omogočali navadno načrtovanje, načrtovanje BIM-modelov in
algoritemsko načrtovanje.
4
Občinski podrobni prostorski načrt ali krajše OPPN, je prostorski akt, ki podrobneje
načrtuje prostorsko ureditev na nekem območju.
2.1 Namen OPPN-ja
Namen OPPN-ja, kot ga določa 116. člen Zakona o urejanju prostora:
"(1) OPPN je prostorski akt, s katerim se podrobneje načrtuje prostorske ureditve na
območjih in za namen:
notranjega razvoja ali prenove določenih delov naselja,
kompleksne stanovanjske in poslovne gradnje,
gospodarske javne infrastrukture,
intenzivne kmetijske proizvodnje,
turističnih in rekreacijskih dejavnosti v krajini,
prostorskih ureditev lokalnega pomena, ki se načrtujejo zaradi posledic naravnih in
drugih nesreč,
izkoriščanja mineralnih surovin in njihove sanacije,
izvedbe ukrepov s področja varstva okolja in ohranjanja narave ali
urejanja drugih problemsko ali prostorsko zaključenih območij v naseljih in krajini,
če je to strokovno utemeljeno.
(2) OPPN se pripravi za območja, za katera je z OPN predvidena njegova priprava, lahko pa
tudi na območjih, kjer z OPN ni predviden, če se za to pokaže potreba ali pobuda po tem,
ko je bil sprejet OPN.
(3) Območje urejanja z OPPN je praviloma sklenjeno območje, lahko pa se z OPPN ureja
tudi prostorsko nepovezana območja, če se ga pripravlja za urejanje istovrstne, a
prostorsko razpršene problematike.
(4) OPPN lahko sprejme tudi več občin skupaj, če je to zaradi funkcionalne in prostorske
povezanosti prostorskih ureditev smiselno.
2 OBČINSKI PODROBNI PROSTORSKI NAČRT
5
(5) OPPN je podlaga za izdajo predodločb in gradbenih dovoljenj v skladu s predpisi, ki
urejajo graditev, ter določa pogoje za izvedbo drugih posegov v prostor."(Zakon o
urejanju prostora (ZUreP-2), 2018)
2.2 Vsebina OPPN-ja
Vsebina OPPN-ja, kot ga določa 117. člen Zakona o urejanju prostora:
"(1) Glede na namen in območje OPPN se z njim podrobneje določijo:
urbanistične, arhitekturne in krajinske rešitve prostorskih ureditev;
načrt gradbenih parcel;
etapnost izvedbe prostorske ureditve, če je ta potrebna;
pogoje glede gradnje gospodarske javne infrastrukture in priključevanja objektov
nanjo;
rešitve in ukrepe za varovanje zdravja;
rešitve in ukrepe za celostno ohranjanje kulturne dediščine;
rešitve in ukrepe za varstvo okolja ter ohranjanje narave;
rešitve in ukrepe za obrambo;
rešitve in ukrepe za varstvo pred naravnimi in drugimi nesrečami, vključno z
varstvom pred požarom;
rešitve in ukrepe za varstvo in ohranjanje kmetijskih zemljišč ter druge vsebine
glede na namen in območje, za katerega se OPPN pripravi.
(2) Vsebinske rešitve OPPN predstavljajo celotno izvedbeno regulacijo prostora na
njegovem območju urejanja, razen če se izrecno določi hkratna uporaba posameznih
elementov izvedbene regulacije iz OPN.
(3) V OPPN se prikažejo tudi vplivi in povezave načrtovanih prostorskih ureditev s
sosednjimi območji.
(4) Če je OPPN namenjen prenovi dela naselja, ki vsebuje objekte ali območja kulturne
dediščine, je za njegovo pripravo obvezna predhodna izdelava strokovnih podlag za
prenovo območij s kulturno dediščino.
(5) Občina lahko z OPPN spremeni na delu ali celotnem območju urejanja tudi namensko
rabo prostora in prostorske izvedbene pogoje brez poprejšnje spremembe OPN, če je taka
sprememba:
potrebna za izvedbo občinskega razvojnega programa ali drugega razvojnega
projekta v skladu z regionalnim razvojnim programom,
skladna s cilji prostorskega razvoja občine,
skladna s pravnimi režimi in
6
gre za spremembo iz bolj v manj intenzivne namenske rabe prostora.
(6) Če se z OPPN spreminja namenska raba prostora, vsebuje sklep o njegovi pripravi tudi
ugotovitev, da so izpolnjeni pogoji iz prejšnjega odstavka.
(7) Občina po sprejetju OPPN, na podlagi katerega so nastale spremembe namenske rabe,
te spremembe vnese v OPN po postopku, kot je določen za njegovo revizijo.
(8) Minister s podzakonskim aktom iz 48. člena tega zakona podrobneje predpiše
možnosti spreminjanja podrobnejše namenske rabe prostora z OPPN."(Zakon o urejanju
prostora (ZUreP-2), 2018)
7
3.1 Splošno o BIM
BIM je kratica za informacijsko modeliranje gradenj oziroma angleško Building
Information Modelling. V zadnjih letih se ta koncept modeliranja uporablja vse pogosteje.
Njegov primarni namen je digitalizacija gradbene industrije iz trenutno statičnih 2D
načrtov na papirju, v interaktivni 3D BIM-model.
Slabost klasičnega 2D projektiranja je, da so vsi načrti - tlorisi, pogledi in prerezi med
seboj nepovezani. Ob spremembi na enem izmed teh načrtov je potrebno preveriti in
spremeniti tudi vse druge načrte, na katere sprememba vpliva, kar vzame veliko časa, saj
so elementi opisani s črtami, krivuljami in krogi. Nadalje je potrebno prilagoditi tudi popis
materialov in del ter terminski plan. Pri večjih spremembah je treba opraviti tudi ponovne
statične in druge izračune oziroma analize. Rezultat ročnega popravljanja načrtov, popisov
in planov je velika verjetnost pojavljanja napak, kar vodi do slabe projektne
dokumentacije.
Interaktivni 3D BIM-model opisuje objekt z elementi in sistemi, kot so stene, plošče,
stebri, okna, prostori itd. Vsi načrti - tlorisi, pogledi in prerezi so med seboj povezani, saj
izhajajo iz 3D modela. To omogoča takojšen odziv na vsako spremembo v vseh pogledih,
tlorisih, prerezih, kot tudi v popisih materialov in del, terminskem planu itn. Samodejno se
ob spremembi opravijo tudi statični izračuni in analize. V takem modelu so informacije
zapisane le enkrat, načrti so zmeraj usklajeni, projektna dokumentacija je kvalitetnejša.
Za izmenjavo podatkov sta možna dva pristopa - zaprti BIM-model in odprti BIM-model.
Več o tem je napisano v poglavju 3.3 (Odprti BIM-model).
3 ODPRTI BIM-MODEL
8
3.2 Lastnosti BIM-modela
BIM-model ima lahko različne dimenzije in različne stopnje razvitosti. Dimenzije BIM-
modela se prikazujejo v nD dimenzijah (n = število). Stopnja razvitosti BIM-modela (ang.
Level of Development), ki jo označujemo z LOD n, se uporablja za lažje in poenoteno
razumevanje informacijskih zahtev v različnih fazah projektiranja. Pri tem se razvitost
modela definira z določeno natančnostjo tako geometrijskih kot tudi ne geometrijskih
atributov BIM-modela.
Dimenzije BIM-modela so:
BIM 3D - je 3D model objekta, ki vsebuje informacijo o medsebojni povezanosti
geometrije in posameznih gradnikov (npr. zid, plošča, vrata, okna, steber itd.).
Omogoča vizualizacijo objekta, zaznavanje napak in izdelavo specifičnih
prefabriciranih gradnikov.
BIM 4D - je nadgradnja BIM 3D-modela s časovno dimenzijo, kar pomeni, da
model vsebuje tudi terminski plan izgradnje gradnikov BIM-modela. Omogoča
vizualizacijo terminskega plana gradnje in simulacijo gradnje.
BIM 5D - je nadgradnja BIM 4D-modela s stroški; vsebuje določene vrednosti oz.
cene tako posameznih gradnikov kot tudi celotnega modela in stroškov dela.
Vsebuje popis količin in omogoča sprotno vrednotenje stroškov elementov in
celotne gradnje.
BIM 6D - imenovan tudi informacijski model - vsebuje vse informacije, ki so
potrebne za lažje upravljanje in vzdrževanje objekta.
Stopnje razvitosti BIM-modela so:
LOD 100 - idejna zasnova objekta (IDP), ki podaja osnovne informacije o objektu,
kot so lokacija, orientacija objekta, površina in prostornina.
LOD 200 - model vsebuje arhitekturne gradnike, kot so plošče, zunanje in notranje
stene, osnovno stavbno pohištvo, streho ipd. Ti gradniki imajo približne dimenzije
in količine ter ne vsebujejo podrobne sestave, kot na primer armatura v plošči ali
podrobna sestava strehe. Stopnja razvitosti takšnega modela je primerna za
pridobitev gradbenega dovoljenja (DGD).
LOD 300 - model vsebuje arhitekturne gradnike, ki se jih pridobi iz knjižnice BIM-
gradnikov. Ti vsebujejo že točne količine in orientacijo ter podajajo informacije
(npr. nosilna zunanja stena, predelna notranja stena ipd.). Stopnja razvitosti
takšnega modela je primerna za pridobitev gradbenega dovoljenja (DGD).
9
LOD 350 - model vsebuje detajlne gradnike in je primeren za dobavitelje in
proizvajalce teh gradnikov. Stopnja razvitosti takšnega modela je primerljiva s
projektom za izvedbo (PZI).
LOD 400 - model in njegovi elementi vsebujejo natančne oblike, velikosti, količine,
lokacije in vse potrebne informacije za izdelavo in vgradnjo. Stopnja razvitosti
takšnega modela je primerljiva s projektom za izvedbo (PZI).
LOD 500 - model vsebuje vse informacije, ki so potrebne za vzdrževalna dela in
obratovanje objekta. Stopnja razvitosti takšnega modela je primerna za projekt
izvedenih del (PID).
3.3 Odprti BIM-model
Za izmenjavo podatkov in modelov sta možna dva pristopa. Prvi je zaprti BIM-pristop
(ang. Closed BIM), drugi pa odprti BIM-pristop (ang. Open BIM).
Zaprti BIM-pristop omogoča izmenjavo podatkov in modelov le v izbranem programu in s
tem zgolj v izbranem formatu. Izmenjava ni možna z drugimi programi, ki niso združljivi z
izbranim programom. (Ksenija Marc, 2018)
Za razliko od zaprtega BIM-pristopa je bistvo odprtega BIM-pristopa interoperabilnost
(ang. interoperability). Ta izraz opisuje možnost izmenjave podatkov od enega sistema
oziroma programa do drugega in ni odvisen od specifičnega programa oziroma formata.
Njegova prednost je detekcija nepravilnosti oziroma kolizij v modelu z uporabo
programskih orodij za sodelovanje in koordinacijo, kot na primer Solibri Model Checker.
(Zapiski predavanj)
Standard, ki omogoča izmenjavo podatkov in modelov med različnimi programi se
imenuje IFC (ang. Industry Foundation Classes).
Zapis IFC vsebuje geometrijske in ne geometrijske informacije gradnikov modela in
povezavo med njimi ter vse informacije komponent v različnih stopnjah življenjskega cikla
objekta.
3.4 Primer uporabe BIM-pristopa
Za lažjo predstavo koliko časa in denarja je možno prihraniti pri projektiranju z BIM-
pristopom, sta spodaj opisana dva realna projekta.
10
3.4.1 Prvi primer
V prvem primeru je opisan projekt, ki ga je izdelalo podjetje Holder Construction
Company, Atlanta, Georgia z nazivom Hilton Aquarium, Atlanta, Georgia.
Pri projektiranju so uporabili BIM-pristop pri koordinaciji dizajniranja objekta, pri detekciji
nepravilnosti in pri planiranju del. Izdelali so tri podmodele, in sicer arhitekturni model,
statični model in model strojnih inštalacij. Za deljenje datotek in preverjanje načrtov so
uporabljali brezplačno spletno platformo Navisworks, kar jim je omogočilo hitro
zaznavanje napak, ki so jih lahko odpravili že v fazi projektiranja. S tem so se izognili
velikim stroškom in zamudam, ki bi jih prineslo odkrivanje napak na gradbišču. Skupno so
odkrili 590 kolizij med gradbenimi in strojno inštalacijskimi komponentami. Ocenili so, da
jim je uspelo prihraniti $200.000 in se posledično izogniti nekaj-mesečnim zamudam.
Strošek, ki je nastal z uporabo BIM-pristopa je znašal $90.000, kar predstavlja 0,2 %
celotnega proračuna projekta.
Uporaba brezplačnega pregledovalnika je omogočila investitorjem in vsem ostalim
deležnikom projekta, ki niso poznali oziroma uporabljali programske opreme za BIM-
pristop, ogled vizualizacije modela. Posledično je bila boljša tudi njihova komunikacija s
projektanti, kar je omogočalo hiter sprejem odločitev že v začetnih fazah projektiranja
(Salman Azhar M. H., 2018).
3.4.2 Drugi primer
Drugi primer je projekt, ki ga je izdelalo podjetje Gammon Construction Limited, Hong
Kong in se imenuje One Island East, Hong Kong, Kitajska.
Pri tem projektu so uporabili BIM-pristop za optimizacijo funkcionalne in stroškovne zveze
med zasnovo, konstrukcijo in upravljanjem objekta. To jim je omogočilo, da so odkrili več
kot 2000 kolizij v času projektiranja in ne na gradbišču, kar jim je prineslo ogromen
prihranek tako v času kot v denarju (Salman Azhar A. N., 2018).
3.4.3 Neto prihranki in dobiček na investicijo
Podatki desetih projektov, izdelanih v Združenih državah Amerike, prikazujejo neto
prihranke in dobiček na investicijo (ROI) z uporabo BIM-pristopa (Tabela 3.1).
11
Tabela 3.1: Neto BIM prihranki in BIM ROI (Salman Azhar M. H., 2018)
projekt leto stroški
($1.000.000)
BIM stroški
($)
direktni BIM
prihranek ($)
neto BIM prihranek
($)
BIM ROI (%)
Ashley Overlook 2005 30 5.000 135.000 130.000 2.600
Progressive Data Center 2006 54 120.000 395.000 232.000 140
Raleigh Marriott 2006 47 4.288 500.000 495.712 11.560
GSU Library 2006 16 10.000 74.120 64.120 640
Mansion on Peachtree 2006 88 1.440 15.000 6.850 940
Aquaruim Hilton 2007 47 90.000 800.000 710.000 780
1515 Wynkoop 2007 58 3.800 200.000 196.200 5.160
HP Data Center 2007 82 20.000 67.500 47.500 240
Savannah State 2007 14 5.000 2.000.000 1.995.000 39.900
NAU Science Lab 2007 32 1.000 330.000 329.000 32.900
Kot je razvidno iz zgornje tabele je prihranek na dobiček, ki ga prinese BIM-pristop, velik
in sicer od 140 % pa vse do 39.900 %. Razlog za tako velik razpon je različen obseg
uporabe BIM-pristopa med projekti. Prikazani rezultati oziroma prihranki pri nekaterih
projektih izhajajo iz detekcije kolizij pri različnih konstrukcijskih fazah, pri drugih projektih
pa so bili izračunani iz faze planiranja ali analize vrednosti (Salman Azhar M. H., 2018).
12
4 ALGORITEMSKO NAČRTOVANJE
4.1 Splošno o algoritemskem načrtovanju
Algoritemsko načrtovanje omogoča opis algoritma za izdelavo BIM-modela z definiranim
naborom parametrov in dopolnjuje oziroma izboljšuje klasično BIM-modeliranje. BIM-
modeliranje z uporabo algoritemskega načrtovanja nam omogoča večjo svobodo pri
spreminjanju parametrov, ki opisujejo geometrijo elementa, število elementov, višino,
širino, dolžino, itd.
Pojem »parametrično« izhaja iz matematike, v kateri parametri označujejo niz količin,
izraženih kot eksplicitna funkcija številnih neodvisnih parametrov.
V gradbeni stroki pa parametrični modeli omogočajo izdelavo in analizo variant. Slednjega
je možno spreminjati tako s spremembo modelnih parametrov kot s spremembo
modelnih razmerij.
4.2 Zgodovina algoritemskega načrtovanja
Pojem »parametrično« ima dolgo zgodovino v matematični stroki. Prvič je bil ta pojem
uporabljen za opisovanje tridimenzionalnih modelov. Eden od primerov sega v leto 1837,
ko je James Dana v svojem zapisu O risanju slik kristalov (ang. On the Drawing of Figures
of Crystals) pojasnil postopek za izris kristalov in določitev enačb, ki omogočajo izris
mnogih variant, odvisnih od parametrov, spremenljivk in razmerij. Danove enačbe so
podobne tistim, ki so jih začeli uporabljati arhitekti za razvoj parametričnih modelov
arhitekture 175 let kasneje (Davis, 2018).
Luigi Moretti je bil leta 1940 prvi, ki je pojem »parametrično« uporabil v arhitekturi. S
pojmom parametrična arhitektura je želel definirati razmerje med dimenzijami, ki so
odvisne od različnih parametrov. Na primeru dizajna stadiona (Slika 4.1) je razložil, kako
13
njegova oblika izhaja iz devetnajstih parametrov, ki upoštevajo poglede iz različnih kotov
in ekonomsko ceno betona (Davis, 2018).
Slika 4.1: Model stadiona N arhitekta Luigi Moretti (Davis, 2018)
Španski arhitekt Antoni Gaudi je konec 19. stoletja s poglobljenim matematičnim znanjem
nadgradil svojo arhitekturo, ko je matematično definirane površine, krivulje in loke opisal
s parametričnimi enačbami. Ta uporaba je najbolje vidna pri njegovem obešenem
verižnem modelu (Slika 4.2). Z uporabo neodvisnih parametrov (dolžina vrvi, lokacija
sidrne točke, teža uteži) je tvoril željeno obliko in kot rezultat dobil vozlišča na vrveh. Tako
je lahko namesto ročnega izračuna konstrukcijo analiziral s pomočjo vrvi in uteži ter
gravitacije.
Bistvo obešenega verižnega modela je, da definira obliko, ki bo statično ustrezna. To
pomeni, da se z vsako spremembo, ki jo naredimo, model temu prilagodi. Ko model
obrnemo "na glavo" vidimo, kako bo objekt izgledal, ko bo zgrajen.
14
Slika 4.2: Gaudijev obešen verižni model cerkve Sagrada Família (osebni arhiv)
Nedolgo zatem so se začeli pojavljati tudi računalniški programi. Prvi računalniško podprt
parametrični program za dizajniranje, imenovan Sketchpad je leta 1963 razvil Ivan
Sutherland. Program je s posebnim svinčnikom omogočal risanje črt in krivulj
dvodimenzionalne geometrije, ki so bile med seboj povezane, kar je Sutherland imenoval
atomska odvisnost in ne parametričnost. Vendar pa ima atomska odvisnost vse glavne
značilnosti parametrične enačbe. Program je omogočil arhitektom, da so lahko raziskali
več različnih možnih variant, pri čemer so spremenili parametre, računalnik sam pa je
model ponovno izračunal in narisal. Omogočal je tudi spreminjanje razmerij med
parametri.
V obdobju med leti 1960 in 1970 je bilo razvitih kar nekaj programov, vendar pa mnogim
ni uspelo popularizirati svojega delovanja med arhitekti. Prav tako je bila težava finančne
narave, saj so bili v teh letih računalniki in računalniški sistemi zelo dragi. Stanje se je
spremenilo okoli leta 1980, ko so se cene osebnih računalnikov znižale. Avgusta 1982 se je
tako pojavil program AutoCAD, ki je omogočal dvodimenzionalno risanje le z uporabo
tipkovnice in ne svinčnika. Program je postal zelo priljubljen, vendar pa na začetku še ni
omogočal parametričnega modeliranja. To se je spremenilo šele z verzijo AutoCAD2010
(Davis, 2018).
Prvi uspešni komercialni program za parametrično modeliranje, imenovan
Pro/EGINEERING, se je pojavil leta 1988. Ustvaril ga je Samuel Geisberg. Za razliko od
programa Sketchpad je Pro/ENGINEERING omogočal izdelavo tridimenzionalne
15
geometrije. Njegovi najbolj pomembni značilnosti sta bili omogočanje raziskovanja več
različnih variant modela z manipulacijo parametrov in njegovih povezav ter možnost
kasnejšega spreminjanja modela (Davis, 2018).
Parametrične značilnosti programa Pro/ENGINEERING so bile uporabljene pri izdelavi
programa CATIA v4, leta 1993. Enajst let kasneje pa je nastal program Digital Project, ki je
prilagodil CATIA v5 do te mere, da je ustrezal arhitekturnemu načrtovanju in sicer na
podoben način, kot je to že omogočal program Pro/ENGINEERING (Davis, 2018).
Digital Project se med arhitekturno stroko ni razširil, saj je v tem času večina arhitektov
uporabljala AutoCAD-u, nekateri arhitekti pa so že začeli uporabljati specializirano
programsko opremo za modeliranje stavb, kot sta Revit in ArchiCAD (Davis, 2018).
Sprva so avtorji Revita promovirali parametričnost svojega programa na pozdravni strani
spletne strani tako, da so napisali njegovo definicijo. Pri tem so pojem parametričnost
definirali kot objekt, ki temelji na parametričnih enačbah, ki jih lahko načrtovalci po
potrebi prilagajajo. V kasnejši verziji spletne strani pa so razložili, kako se ob spremembi
naklona strehe temu samodejno prilagodijo vsi tlorisi, prerezi, pogledi, terminski plani,
dimenzije in drugi parametri. Za razliko od drugih, prej omenjenih programov, ima Revit
parametrične enačbe skrite, tako da jih uporabnik ne rabi ustvarjati, temveč jih samo
uporablja. Zaradi te razlike se je začelo uporabljati ime »informacijsko modeliranje
objektov«, ang. Building Information Modelling (BIM) (Davis, 2018).
Številni programi vsebujejo prikrite parametrične enačbe, ki pa uporabnikom zmeraj ne
zadostujejo – predvsem takrat, ko se ustvarjajo specifične ali nenavadne oblike. Tako so
bili razviti vtičniki za programe, ki omogočajo programiranje v skriptah.
Ipek Dino je trdil, da so v bistvu skripte same po sebi parametri in da parametrični sistemi
temeljijo na algoritmičnih načelih. Pri tem algoritem vzame eno ali več vrednosti kot
vhodne podatke, izvede vrsto računskih korakov, ki transformirajo vhodne podatke in na
koncu poda rezultat kot eno ali več vrednosti (Davis, 2018).
Skripte se od začetka niso kaj dosti razvile. Vendar pa se je po letu 2000 začelo uporabljati
nov način programiranja v skriptah in sicer vizualni način. Prvi vizualni vtičnik je nastal leta
2003 in se je imenoval Generative Components, štiri leta kasneje se mu je pridružil vtičnik
Grasshopper. Oba temeljita na vizualnem prikazu grafov, ki prikazujejo razmerja
parametrov preko definiranih funkcij. Spremembe parametrov ali povezav tako povzročijo
spremembe eksplicitnih funkcij, ki nadalje povzročijo preoblikovanje geometrije (Davis,
2018).
16
4.3 Programska oprema
Na trgu obstaja velik nabor programske opreme za parametrično modeliranje. V
nadaljevanju so opisani programi, ki smo jih uporabili v praktičnem delu.
Za izdelavo variante na klasičen način smo uporabili programsko opremo AutoCAD, za
izdelavo BIM-modela smo uporabili programsko opremo ArchiCAD, za izdelavo
parametričnega modela sta bila uporabljena programa Rhinoceros in ArchiCAD ter
vtičnika Grasshopper in Live Connection.
4.3.1 AutoCAD
AutoCAD je program podjetja Autodesk za računalniško podprto načrtovanje. Omogoča
2D in 3D risanje. Uporabljajo ga različni strokovnjaki iz celega sveta, kot so arhitekti,
inženirji, grafični oblikovalci in drugi.
Program se lahko nadgradi z mnogimi dodatki oziroma nadgradnjami, kot so AutoCAD
Architecture za arhitekturo, AutoCAD Electrical za električne inštalacije, AutoCAD Civil 3D
za projektiranje infrastrukturnih objektov in druge.
Datotečni zapis, ki ga uporablja AutoCAD je .dwg in .dxf. Ta zapisa sta neformalno postala
standard za CAD programiranje (Wikipedia, 2018).
Slika 4.3 prikazuje delovno okolje programa AutoCAD 2018.
Slika 4.3: Delovno okolje programa AutoCAD 2018
1 - glavni meni
2 - orodna vrstica z ikonami za risanje
1
2
3
4
5
6 7
17
3 - meni z lastnostmi
4 - delovni prostor
5 - vrstica za podajanje ukazov
6 - zavihki do modela in pogledov
7 - ikone za hitre nastavitve
4.3.2 Rhinoceros 3D
Rhinoceros 3D (krajše Rhino ali Rhino 3D) je program podjetja Robert McNeel &
Associates. Namenjen je konstruiranju in 3D modeliranju. Njegova geometrija temelji na
matematičnem modelu, imenovanem NURBS (ang. Non-uniform rational basis spline). Ta
model, za razliko od poligonskih mrežnih aplikacij, omogoča natančno izdelavo krivulj in
površin (Wikipedia, 2018).
Program podpira dva programska jezika, ki se imenujeta Rhinoscript in Python. Omogoča
tudi nadgradnjo z raznimi vtičniki in dodatki, ki se uporabljajo za analize, izdelavo
renderjev, animacij, prototipov, arhitekturnih modelov, 3D tiskanje in drugo. Eden izmed
vtičnikov, ki podpira parametrično modeliranje, se imenuje Grasshopper (več o vtičniku v
naslednjem poglavju).
Z vsemi svojimi vtičniki in dodatki je uporaba programa razširjena v različnih panogah, od
arhitekture, industrijskega modeliranja in modeliranja proizvodov do multimedije in
grafičnega oblikovanja.
Datotečni zapis, ki ga uporablja program je .3DM, podpira pa tudi preko 30 CAD formatov
za uvoz in izvoz.
Slika 4.4 prikazuje delovno okolje programa Rhinoceros 3D.
Slika 4.4: Delovno okolje programa Rhinoceros 3D
1 2
4
5
3
18
1 - glavni meni
2 - vrstica za podajanje ukazov
3 - orodna vrstica z ikonami za risanje
4 - delovni prostor
5 - meni z lastnostmi
4.3.3 Grasshopper 3D
Grasshopper 3D je vtičnik za program Rhinoceros 3D, z isto-imenskim vizualnim
programskim jezikom. Razlika med vizualnim in klasičnim programiranjem je ta, da se pri
klasičnem programiranju koda podaja v tekstualni obliki, pri vizualnem pa z grafičnimi
komponentami, ki se jih med seboj poveže. Poleg tega se za vizualno programiranje ni
potrebno naučiti programskega jezika (Wikipedia, 2018).
Primarno je Grasshopper namenjen modeliranju 3D modelov s pomočjo generativnih
algoritmov.
Datotečni zapis, ki ga uporablja Grasshopper je .ghx.
Slika 4.5 prikazuje delovno okolje programskega vtičnika Grasshopper 3D.
Slika 4.5: Delovno okolje programskega vtičnika Grasshopper
1 - glavni meni
2 - orodna vrstica z ikonami za vizualno programiranje
3 - delovni prostor
3
1
2
19
4.3.4 ArchiCAD
ArchiCAD je 3D arhitekturni BIM CAD program podjetja Graphisoft. Gre za prvi program za
osebne računalnike, ki je omogočal 2D in 3D modeliranje ter prvi komercialni BIM produkt
za osebne računalnike (Wikipedia, 2018).
Program omogoča uporabniku delo s 3D parametričnimi objekti. Tako lahko z virtualnimi
konstrukcijskimi elementi, kot na primer stena, ustvari virtualni 3D objekt. Pri tem pa vsi
elementi vsebujejo informacije - geometrijske in ne geometrijske. Prve opisujejo
dimenzije elementa, druge pa material, ceno, funkcijo in podobno. Prednost nabora
informacij v elementih je hiter popis dimenzij, materialov, stroškov, kreiranje terminskega
plana in druge, ki se z vsako spremembo v modelu avtomatsko posodobijo.
Uporabnik lahko v programu dela v 2D ali v 3D načinu, pri tem pa se v vsakem primeru
kreira virtualni 3D model objekta, iz katerega je na enostavne način možno pridobivanje
tlorisov, pogledov in prerezov. Poleg tega se le-ti ob vsaki spremembi avtomatsko
posodobijo.
Datotečni zapis, ki ga uporablja ArchiCAD je .pln, .pla in .bpn in omogoča izvoz v .dwg, .def
in .ifc formate.
Slika 4.6: Delovno okolje programa ArchiCAD
1 - glavni meni
2 - vrstica za izbiranje pogleda
3 - orodna vrstica z ikonami za risanje
4 - delovni prostor
1
2
3
4
20
4.3.5 Grasshopper-ArchiCAD Live Connection
Povezava Grasshopper-ArchiCAD Live Connection povezuje vtičnik Grasshopper,
programa Rhinoceros 3D, z ArchiCAD-om. Ta povezava omogoča prenos poljubne
geometrije izdelane v Rhinoceros-u s pomočjo Grasshopperja v BIM konstrukcijski
element v ArchiCAD-u. Zaradi tega uporabniki niso omejeni le na elemente, ki so prisotni v
ArchiCAD knjižnici, temveč lahko s pomočjo Grasshopperja enostavneje in hitreje kot v
ArchiCAD-u izdelujejo poljubne oblike, ki se avtomatsko ustvarijo v ArchiCAD-u. Prednost,
ki jo prinaša povezava, je ta, da za izmenjavo podatkov med programi datotek ni potrebno
izvažati in uvažati, saj se z vsako spremembo v algoritmu spremeni tudi element v
ArchiCAD-u.
Slika 4.7 prikazuje povezavo med vtičnikom Grasshopper (rdeči kvadrat) in programoma
Rhinoceros (rumeni kvadrat) ter ArchiCAD (zeleni kvadrat).
Slika 4.7: Delovno okolje povezava Grasshopper-ArchiCAD Live Connection
21
5 PRAKTIČNI PRIMER
5.1 Opis projekta
V praktičnem delu magistrskega dela smo za razvojni projekt izbrali območje, kjer je
predviden OPPN. Podatke o območju smo pridobili iz Sklepa o začetku priprave postopka
občinskega podrobnega prostorskega načrta za stanovanjsko - obrtno zazidavo Hrastnik
na Zgornji Polskavi, ki je bil 17.11.2017 objavljen v Uradnem glasilu slovenskih občin, št.
64/2017. Iz sklepa smo povzeli samo območje obdelave, vse ostale parametre smo
določili sami.
Območje obdelave v skupni velikosti obsega približno 2 ha in se nahaja na treh parcelah s
parcelnimi številkami 295/13, 295/14 in 303/2, vse k.o. 742 - Zgornja Polskava, v občini
Slovenska Bistrica ter poteka ob regionalni cesti - Mariborski ulici (Slika 5.1).
Slika 5.1: Prikaz širšega območja predvidene ureditve(Atlas okolja, 2018)
22
Predvidena ureditev obsega:
izgradnjo nove ceste na zahodnem delu območja,
izgradnjo dveh povezovalnih cest med vzhodnim in zahodnim delom območja,
izgradnjo enostanovanjskih objektov.
Pri izdelavi variant smo cestno infrastrukturo vnaprej določili in je zmeraj ostala ista,
spreminjale so se le oblike, velikosti in število parcel, kjer so predvideni enostanovanjski
objekti.
Na območju smo predvideli 3 nove ceste. Prva poteka na zahodnem delu območja in
povezuje obstoječo cesto z regionalno cesto. Drugi cesti pa potekata vzporedno z
regionalno cesto in se na vzhodu pravokotno priključujeta na že obstoječo cesto in na
zahodu na novo predvideno cesto. Za prvo cesto je že v obstoječem stanju določena
parcelna meja, ki je nismo spreminjali. Pri drugih dveh cestah pa smo širino parcele
določili na 6,00 m. Pri izrisu cest nismo upoštevali pravil za projektiranje cest, kot so radiji,
prehodnice in priključevanje na ceste. Prikaz cest je zgolj informativne narave.
Zaradi novo nastalih parcel za povezovalne ceste, smo dobili tri vzporedne pasove, ki jih
bomo nadalje razdelili na manjše parcele, namenjene gradnji enostanovanjskih objektov.
Predpostavili smo, da so enostanovanjski objekti lahko maksimalnih tlorisnih dimenzij
10,00 m x 10,00 m, ter da je najmanjša dopustna oddaljenost objekta do meje sosednje
parcele 4,00 m. Iz teh dveh pogojev izhaja, da je najmanjša možna dimenzija parcele
18,00 m x 18,00 m. Pri izdelavi variant bomo upoštevali samo širino parcele, saj je dolžina
parcele že optimalna zaradi razdelitve območja na tri vzporedne pasove, kot je razvidno s
slike (Slika 5.2), kjer so z modro prikazane nove parcelne meje.
Slika 5.2: Prikaz dveh novih parcel za povezovalni cesti
23
Začetni parametri, ki se nanašajo na parcele in so v obeh variantah isti so:
vse parcele morajo vsaj z eno stranico mejiti na eno izmed novo predvidenih cest,
najmanjša širina parcele je 18 m,
parcele morajo imeti najmanj 4 stranice,
za vse točke se upošteva povprečna kota nadmorske višine, glede na vse
geodetske točke celotnega območja.
Pri študiji variant smo upoštevali dva različna razpona velikosti parcel:
pri prvi varianti od 500 m2 do 800 m2 in
pri drugi varianti od 800 m2 do 1100 m2.
Variante OPPN smo izdelali s tremi različnimi pristopi:
1. CAD-pristop
2. BIM-pristop
3. BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem
Pri analizi rezultatov nas bo zanimala tudi informacijska vrednost modela.
5.2 Projektna dokumentacija
Projektna dokumentacija, ki je bila osnova za izdelavo variant, je bil geodetski načrt
(Priloga A), iz katerega smo uporabili zemljiški kataster in vanj vrisali parceli za predvideni
povezovalni cesti.
5.3 Izdelava variant OPPN-ja: CAD-pristop
Pri prvem pristopu smo za izdelavo variant uporabili program Autodesk AutoCAD 2018.
Najprej smo ustvarili nov projekt in vanj dodali zemljiški kataster z že vrisanima parcelama
za obe povezovalni cesti. Nato smo se lotili izrisa parcel za prvo varianto (Slika 5.3). Delo
je potekalo predvsem s poskušanjem. Narisali smo nove parcelne meje (oranžne črte) in
pri tem pazili, da so bili medsebojni odmiki vsaj 18,00 m. Vsako novo dobljeno parcelo
smo nato izmerili s pomočjo ukaza površina (area), ročno napisali njeno velikost in ji
vrisali gradbeno mejo (svetlo siva črta), ki prikazuje štiri-metrski odmik od parcelne meje.
Znotraj te meje smo nato umestili objekte, ki so prikazani kot črni kvadrati.
24
Ker program ne nudi možnosti zapisa informacij v modelu, se je na tej točki naša izdelava
variante zaključila.
Slika 5.3: Varianta 1 - CAD-pristop
Pri izrisu druge variante je bil postopek enak (Slika 5.4).
Slika 5.4: Varianta 2 - CAD-pristop
Modela obeh variant sta sestavljena iz črt in opisov površin posameznih parcel. Sam
model torej ne vsebuje drugih informacij.
Skupni čas, ki smo ga potrebovali za izris variant je bil 2 uri za prvo varianto in 1,5 ure za
drugo varianto.
25
5.4 Izdelava variant OPPN-ja: BIM-pristop
Pri drugem pristopu smo za izdelavo variant uporabili program Graphisoft ArchiCAD 21.
Ko smo ustvarili nov projekt smo v program uvozili dwg-datoteko, ki je vsebovala zemljiški
kataster in parceli za obe povezovalni cesti. Izdelave variant smo se lotili podobno kot pri
CAD-pristopu, to je s poskušanjem.
Za izris parcel smo uporabili ukaz zone, ki je avtomatsko vseboval podatek o velikosti
parcele, dodali pa smo mu še podatek, da je najmanjši možni odmik objekta od parcelne
meje 4,00 m. Pri razporejanju parcel smo sproti preverjali najmanjšo širino parcele in se
temu tudi prilagajali. Za lažjo vizualno predstavo smo dodali tudi črto, ki je predstavljala
gradbeno mejo, vendar pa ji nismo mogli dodati informacij, saj črta ni gradnik. Prav tako
smo vsako parcelo obrobili z ograjo, ki omogoča jasen pregled parcel tudi v 3D pogledu.
To smo storili zato, ker con ni mogoče prikazati v 3D pogledu, zato se mej med parcelami
ne bi videlo.
Izrisom parcel je sledila izdelava modela enostanovanjske hiše, katerega glavni namen je
vnos informacij. Model je tlorisnih dimenzij 10,00 m x 10,00 m, etažnosti P+M in ima
dvokapno streho z naklonom 35°.
Informacije, ki smo jih dodali elementom, so bile v elementu »stena« pogoja za etažnost
(P+M) in maksimalno tlorisno velikost (10 x 10 m) - Slika 5.5 ter v elementu »streha«
pogoja o dovoljenem naklonu strehe (25° - 40°) in maksimalen napušč (0,5 m) - Slika 5.6.
Zapisane so bile pod kategorijo IFC lastnosti, saj je tako omogočen prenos informacij med
drugimi programi, ki podpirajo IFC format.
Slika 5.5: Dodajanje IFC lastnosti za steno
26
Slika 5.6: Dodajanje IFC lastnosti za streho
Izdelali smo tudi model vseh treh cest s pomočjo ukaza slab, saj ArchiCAD ne ponuja
možnosti ceste. V modele smo tako dodali informacije, prav tako v kategorijo IFC
lastnosti, o širini ceste (4,00 m oziroma 6,00 m) in o številu pasov (2 pasova) - Slika 5.7.
Slika 5.7: Dodajanje IFC lastnosti za cesto
Skupni čas, ki smo ga potrebovali za izdelavo variant je bil uro in 45 minut za prvo varianto
(Slika 5.8) ter uro za drugo varianto (Slika 5.9).
27
Slika 5.8: Varianta 1 - BIM-pristop
Slika 5.9: Varianta 2 - BIM-pristop
Možnost, ki jo ponuja ArchiCAD je 3D pogled (Slika 5.10), kar omogoča investitorjem lažjo
predstavo o končnem izdelku in lažjo komunikacijo med investitorjem in arhitektom
oziroma inženirjem.
28
Slika 5.10: Varianta 1 - 3D pogled
5.5 Izdelava variant OPPN-ja: BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem
Pri tretjem pristopu smo za izdelavo variant uporabili programa Rhinoceros 3D in ArchiCAD 21, vtičnik Grasshopper ter povezavo Grasshopper-ArchiCAD Live Connection. Najprej smo odprli programa in vtičnik ter zagnali povezavo med njimi. Nato smo v ArchiCAD uvozili dwg-datoteko, ki je vsebovala zemljiški kataster in parceli za obe povezovalni cesti. Izrisa parcel smo se tokrat lotili drugače. S pomočjo vtičnika Grasshopper smo izdelali vizualni algoritem, ki je nato optimiziral razporeditev parcel. Pri tem smo uporabili evolucijski (genetski) algoritem. Genetski algoritem sodi v skupino tako imenovanih evolucijskih algoritmov, ki se uporabljajo za iskanje optimalne rešitve problema. Skupna značilnost evolucijskih algoritmov je ta, da izhajajo iz evolucijske teorije Charlesa Darwina, po kateri je naravna selekcija tisti mehanizem, ki se lahko v tehniki uporabi pri iskanju najboljše rešitve izmed množice kandidatov. Genetski algoritem lahko zapišemo v obliki algoritma na sledeč način: ZAČETEK Kreiraj začetno populacijo Ocenitev posameznika PONAVLJAJ Selekcija Reprodukcija Mutacija Ocenitev posameznika DOKLER - populacija je konvergirala (posamezniki v populaciji so si podobni) KONEC
29
Algoritem se skozi iteracijo približuje končni rešitvi pri čemer pa ga ne vodi vnaprej določena končna množica pravil, kot to velja za empirične algoritme. Zaradi koraka mutacije je to dejansko neusmerjen proces, v katerem se populacija razvija iz generacije v generacijo. Vsaka generacija je boljša od predhodne. Iskanega posameznika ali več posameznikov, ki ustrezajo iskani rešitvi, torej slej kot prej najdemo v neki generaciji. Populacija ima konstantno število posameznikov, pri čemer posamezniki, ki ne prestanejo ocenitve odmrejo in prepustijo mesto novim, boljšim posameznikom, ki nastanejo z reprodukcijo in mutacijo. Na začetku algoritma ustvarimo množico posameznikov (začetno populacijo), ki so v odvisnosti od narave problema lahko elementi, ki predstavljajo števila, besede, itd. Posamezniki so sestavljeni iz genov (npr. besede iz črk, števila iz števk itd.). Posamezniki v populaciji imajo torej že format rezultata, le da optimalnega posameznika še nismo našli oz. ta še ne obstaja (še ni bil ustvarjen). V koraku selekcije izberemo posameznike z najboljšo oceno, sledi reprodukcija, med katero kombiniramo pare preostalih posameznikov po določenem pravilu (npr. zamenjamo določena števila posameznika), da dobimo nove posameznike. Sledi mutacija (npr. vnos naključne spremembe nekaterih genov), katere cilj je zagotavljati raznovrstnost znotraj populacije in preprečiti prehitro konvergenco populacije. Začeli smo z definicijo krivulje v ArchiCAD-u. Ta krivulja je ponazarjala enega od treh območij, kjer so predvidene nove parcele. V Grasshopperju smo z vizualno kodo 2D curve, ki je gradnik ArchiCAD-a, vnesli krivuljo, ki smo jo prej narisali in ta se je pojavila v programu Rhinoceros (siva krivulja - Slika 5.11). Tako sta geometriji v obeh programih postali povezani in lahko samo začeli z delitvijo na parcele. V Rhinoceros-u smo narisali pomožno krivuljo, ki je potekala po sredini območja (rdeča krivulja - Slika 5.11).
Slika 5.11: Definiranje krivulj v programu Rhinoceros 3D
Nadaljevali smo z izdelavo vizualne kode, ki je definirala razdelitev pomožne krivulje na linije s pomočjo vektorjev, kar je prikazano na spodnji sliki (Slika 5.12). Pri izdelavi kode so
30
bili neprecenljiv vir znanja o uporabi algoritemskega načrtovanja s pomočjo Rhino - Grasshopper - ArchiCAD informacije in primeri, objavljeni v različnih spletnih komunah (https://discourse.mcneel.com/), kjer se združujejo razvijalci in podporniki takšnega pristopa k modeliranju.
Slika 5.12: Definiranje linij, ki delijo pomožno krivuljo
S pomočjo linij smo nato celotno površino razdelili na več majhnih in s tem dobili parcele, ki smo jih izrazili kot cone (zone), ki so gradniki v ArchiCAD-u. To je omogočilo hkraten izris in posodabljanje parcel v ArchiCAD-u.
Slika 5.13: Razdelitev celotne površine v parcele
31
Na koncu smo uporabili še gradnik za genetski algoritem, ki omogoča definicijo genov (Slika 5.14) in funkcije za fitnes. To smo naredili zato, da bi s pomočjo programa kar najbolje optimizirali velikosti parcel, za razliko od postopka v drugih dveh pristopih, kjer smo velikost parcel optimizirali s poskušanjem.
Slika 5.14: Prikaz genov
Optimizacijo smo izvedli s pomočjo Galapagos Editor-ja (Slika 5.16), kateremu smo morali določiti fitness vrednost. Galapagos (Slika 5.15) uporablja vzhodno-izhodno razmerje, kar je značilno za genetske algoritme. Fitness funkcijo definira kot cilj, ki ga je potrebno rešiti, razmerja med spremenljivkami pa kot izhode. Funkcija fitnes je ena spremenljivka, parametrični izidi (genomi) pa so lahko večdimenzionalni. Iskanje rešitve se lahko določi z iskalnimi kriteriji, ki iščejo največjo ali najmanjšo vrednost, ali pa točno določeno numerično vrednost. Genome so izhodna razmerja, ki so omejena na parametrično funkcijo genov (Climate Facade, 2018).
Slika 5.15: Galapagos gradnik
32
Slika 5.16: Izvajanje optimizacije v Galapagos Editor-ju
Za modeliranje enostanovanjskih objektov smo v programu Rhinoceros narisali kvadrat, velikosti 10 x 10 m. Dobljeno krivuljo smo uporabili za izdelavo ArchiCAD gradnikov - sten, plošč in strehe. Enostanovanjske objekte smo nato dodelili vsaki parceli (Slika 5.17). IFC informacije steni in strehi smo dodeli na enak način, kot pri drugem, BIM-pristopu.
Slika 5.17: Definiranje geometrije in pozicije stanovanjskih objektov
33
Vse IFC informacije, ki smo jih dodali v model po prejšnjem pristopu, smo naredili na enak
način.
Na koncu smo definirali še vse tri ceste. Najprej smo v ArchiCAD-u narisali krivulje, ki smo
jih nato z ukazom 2D curve v Grasshopperju povezali s programom Rhinoceros. Kot
gradnik za cesto smo uporabili ukaz slab, saj ArchiCAD ne omogoča gradnika cesta (Slika
5.18).
Slika 5.18: Definiranje geometrije cest
Napisana programska koda oziroma algoritem (Slika 5.19) je podala rešitve za prvo
varianto in kasneje še za drugo. Grafični prikazi izrisa prve variante so prikazani na
spodnjih treh slikah (Slika 5.20, Slika 5.21 in Slika 5.22).
Za razliko od ostalih dveh pristopov, smo pri BIM-pristopu z algoritemskim načrtovanjem
posebej vrednotili čas za pripravo in čas za izdelavo variant. Čas, ki smo ga potrebovali za
pripravo je bil 8 ur in je obsegal izdelavo lastnega modela za algoritemsko načrtovanje in
vzpostavitev povezave z BIM-modelom. Čas, ki smo ga potrebovali za izris prve variante je
bil 20 minut, za drugo pa 15 minut.
34
Slika 5.19: Prikaz celotne programske kode (algoritma) v programu Grasshopper
Slika 5.20: Prikaz izrisa variante v programu Rhinoceros
35
Slika 5.21: Prikaz izrisa variante v programu ArchiCAD
Slika 5.22: 3D prikaz izrisa variante v programu ArchiCAD
36
6 ANALIZA IN VREDNOTENJE REZULTATOV
Postopek izdelave variant je bil pri vsakem pristopu drugačen, saj so si programska orodja,
s katerimi smo delali, med seboj zelo različna.
Pri prvem, CAD-pristopu, je izdelava variant potekala s pomočjo izrisa dvodimenzionalnih
črt, ki niso vsebovale nikakršnih informacij. Črte tudi niso bile povezane v nekem
medsebojnem razmerju, kar pomeni, da je bilo potrebno ob spremembi ene črte
spremeniti tudi drugo in na novo izmeriti površino obeh površin. Končen rezultat je bila
risba, ki je prikazovala situacijo z novo pridobljenimi parcelami in tlorisnim izrisom
enostanovanjskih objektov ter cest. Vsak preostali pogled, ki bi ga želeli prikazati (npr.
prerez, pogled), bi morali sami izrisati, kar bi pomenilo, da bi porabili več časa. Prav tako
bi za vsako naslednjo varianto porabili približno uro in pol.
Pri drugem, BIM-pristopu, je izdelava variant potekala s pomočjo ArchiCAD gradnikov, ki so vsebovali standardne informacije in informacije, ki smo jih vnesli sami. Končni rezultat je bil interaktivni model, ki je omogočal sprotno avtomatsko spreminjanje tlorisov in pogledov ob vsaki spremembi. Dodatna prednost, ki jo ponuja program, pa je 3D pogled za lažjo predstavo. H1 Algoritemsko načrtovanje je komplementarni pristop k BIM-modeliranju.
Pri zadnjem, BIM-pristopu z algoritemskim načrtovanje, je izdelava variant potekala s pomočjo vizualne programske kode oziroma algoritma. Ker nismo imeli predznanja, je izdelava algoritma zahtevala kar nekaj časa. Kljub temu pa je čas izdelave obeh variant neprimerljivo krajši od časa izdelave variant po prejšnjih dveh metodah. Izdelali smo torej lasten model za algoritemsko načrtovanje in ga povezali z BIM-modelom, s čimer smo potrdili prvo hipotezo. H2 Z uporabo algoritemskega načrtovanja je mogoče izdelati BIM modele.
Nadalje smo izdelali tudi prototip BIM-modela z uporabo algoritemskega načrtovanja in ugotavljali, kakšne prednosti in slabosti prinaša takšen hibridni pristop, s čimer smo potrdili drugo hipotezo. Prednosti takšnega hibridnega pristopa so:
hitrejša izdelava variantnih različic,
zaradi povezave med programoma se vsaka sprememba avtomatsko izvede v obeh programih,
37
možnost uporabe ArchiCAD gradnikov v vizualnem programiranju,
možnost izdelave veliko različnih variant v relativno kratkem času,
možnost uporabe iste programske kode tudi za reševanje problemov na drugih projektih,
izris poljubnih, kompleksnejših oblik. Slabost takšnega hibridnega pristopa je predvsem velik časovni vložek za pisanje
programske kode oziroma algoritma, še posebej v primeru, ko je potreben čas za učenje.
Vendar pa je ta slabost odvisna predvsem od zahtevnosti projekta in od projektanta ter
njegovega predznanja oziroma od njegove zavzetosti za učenje in iznajdljivosti.
H3 Uporaba algoritemskega načrtovanja vpliva na učinkovitost izdelave variant
prostorskega načrta in na njihovo kvaliteto, kar lahko vpliva na končno ceno.
Čas izdelave variante in bogatost končnega modela s podatki je prikazan v spodnji tabeli
(Tabela 6.1).
Tabela 6.1: Primerjava pristopov glede na porabljeno število ur in vsebnost informacij
pristop porabljeno število ur model
vsebuje informacije
časovna učinkovitost 1. varianta 2. varianta skupaj
CAD 2 h 1,5 h 3,5 h x x
BIM 1 h 45 min 1 h 2h 45 min
BIM z algoritemskim načrtovanjem
8 ur 20 min 15 min 8 ur 35 min
pri več ponovitvah
Če primerjamo čas, porabljen za izdelavo variant, je algoritemsko načrtovanje neprimerno boljše od ostalih dveh pristopov. Vendar pa za razliko od ostalih dveh, algoritemski pristop zahteva tudi začetno pripravo, ki obsega izdelavo algoritma in povezavo slednjega z BIM-modelom. To lahko, glede na izkušenost projektanta in zahtevnost projekta, vzame zelo veliko ali pa zelo malo časa. Pri primerjavi informacijske vrednosti modela sta nedvomno boljši varianti, ki smo ju izdelali po BIM-pristopu, saj sta za razliko od CAD-pristopa vsebovali informacije. Kvaliteto pa lahko merimo tudi glede na boljšo razporeditev parcel oziroma glede na boljšo končno rešitev. V tem merilu so si rešitve po vseh treh pristopih zelo blizu, vendar pa BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem najbolj optimizira končno rešitev, kar bi ob kompleksnosti problema še bolj izstopalo.
38
Glede na časovno učinkovitost je v našem primeru najprimernejši BIM-pristop. Če pa pristope primerjamo bolj splošno, lahko rečemo, da je s svojim potencialom najboljši BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem, saj omogoča hitro izdelavo variant in analizo rezultatov. Primeren je tako za inovativne projekte, kot tudi za načrtovanje podobnih projektov z manjšimi modifikacijami. S tem smo potrdili tretjo hipotezo.
39
7 ZAKLJUČKI
Na trgu obstaja veliko različnih programskih orodij, ki projektantom omogočajo
projektiranje na več različnih načinov. Kateri način projektiranja bo izbran je odvisno
predvsem od predznanja, možnosti in volje do učenja novih načinov projektiranja, želj
investitorjev ter zahtevnosti in kompleksnosti projekta. Kljub temu pa se celotno
gradbeništvo počasi digitalizira in izpodriva klasične 2D načrte. Novi gradbeni zakon celo
predpisuje, da bo s 1. januarjem 2021 v uporabo stopilo elektronsko poslovanje, kar
pomeni, da se bo vsa projektna dokumentacija digitalizirala.
V magistrskem delu je najprej povzeta definicija občinskega podrobnega načrta, ali krajše
OPPN, nato pa podrobneje pregledana definicija informacijskega modeliranja gradenj
oziroma ang. Building Information Modelling (BIM) in njegovih lastnosti. Predstavljeni so
tudi primeri uporabe BIM-modeliranja v praksi, s prednostmi in slabostmi tako s tehnične
kot tudi ekonomske plati. Nadalje je podrobno opisano tudi algoritemsko načrtovanje.
V teoretičnem delu je bilo obravnavano območje, kjer je predviden občinski podrobni
prostorski načrt. Njegov namen je razdeliti tri obstoječe parcele na več manjših gradbenih
parcel, ki so primerne za izgradnjo stanovanjskih objektov. Po določitvi začetnih
parametrov smo izvedli dve varianti razporeditve parcel, po treh različnih pristopih. Prvi
pristop temelji na klasičnem 2D projektiranju, drugi prikazuje izdelavo BIM-modela, tretji
pa združuje algoritemsko načrtovanje z izdelavo BIM-modela.
Pristope smo med seboj primerjali in sicer glede na čas izdelave prve in druge variante,
vsebnost informacij v modelu ter splošno kvaliteto končnega izdelka.
Časovno najugodnejši je bil tretji, BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem. Po tem
postopku smo izdelali prvo varianto v 20 minutah, drugo pa v 15 minutah. Vendar pa je
izdelava programske kode oziroma algoritma od nas zahtevala veliko časa in sicer kar 8 ur,
saj smo se s tem načinom načrtovanja srečali prvič.
Po drugih dveh pristopih smo za izdelavo variant porabili precej več časa, in sicer smo po
BIM-pristopu za izdelavo prve variante porabili uro in 45 minutah, ter za drugo varianto
40
pa uro. Po klasičnem CAD-pristopu pa smo za izdelavo prve variante porabili dve uri, za
drugo pa uro in pol.
V našem primeru je s časovnega vidika najboljši BIM-pristop, vendar pa bi ob izdelavi
večjega števila variant BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem kmalu postal veliko
boljši. Njegova velika prednost je tudi možnost uporabe iste programske kode pri ostalih,
podobnih problemih ter boljša optimizacija pri zahtevnejših projektih.
Informacije smo lahko dodajali samo BIM-modeloma, ki smo ju izdelali po drugem in
tretjem pristopu, saj klasično 2D načrtovanje te možnosti ne ponuja. Zaradi tega je končni
izdelek slednjega le navadna risba, ki je sestavljena iz črt in teksta.
Glede na kvaliteto razporeditve gradbenih parcel so si vsi pristopi zelo blizu, vendar pa
BIM-pristop z algoritemskim načrtovanjem najbolj optimizira končno rešitev. Prav tako
predvidevamo, da bi ob kompleksnejšem problemu nedvomno prednjačil, saj genetski
algoritem skozi iteracijo poišče najboljšo možno rešitev.
Če povzamemo ugotovitve primerjav lahko zaključimo, da je BIM-pristop z algoritemskim
načrtovanjem najbolj primeren za kompleksnejše projekte ali ko želimo izdelati in
analizirati veliko število variant. Prav tako pa omogoča izdelavo modelov kompleksnejših
oblik.
41
VIRI IN LITERATURA
[1] Atlas okolja. (30. avgust 2018). Pridobljeno iz Agencija RS za okolje:
http://gis.arso.gov.si/atlasokolja/profile.aspx?id=Atlas_Okolja_AXL@Arso
[2] Climate Facade. (6. september 2018). Pridobljeno iz The Design Environment:
Genetic Algorithm Solver: http://climatefacade.com/genetic-algorithm-solver-
galapagos/
[3] Davis, D. (24. junij 2018). Daniel Davis. Pridobljeno iz A History of Parametric:
http://www.danieldavis.com/a-history-of-parametric/
[4] Ksenija Marc, S. P. (10. marec 2018). www.izs.si. Pridobljeno iz www.izs.si:
http://www.izs.si/fileadmin/dokumenti/publikacije-
IZS/Prirocniki_IZS/IZS_prirocnik_MSG_BIM_pristopa_za_gradnje_www.pdf
[5] Salman Azhar, A. N. (5. avgust 2018). Building Information Modeling (BIM): A new
paradigm for visual interactive modeling and simulation for construction projects.
Pridobljeno iz
https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/35698780/045.pdf?AWSAc
cessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1533472096&Signature=BNbz3hO
uhA1YNwCbBRBYm6oSFTI%3D&response-content-
disposition=inline%3B%20filename%3DBuilding_Information_Modeling_BIM_A_N
ew.pd
[6] Salman Azhar, M. H. (5. avgust 2018). Pridobljeno iz
https://pdfs.semanticscholar.org/f06d/49120df6b73e1a43008edd3c89141e91dbe
3.pdf?_ga=2.102666121.908656251.1533468005-2034885649.1533468005
[7] Uradni list Republike Slovenije. (5. avgust 2018). Pridobljeno iz Sklep o začetku
priprave postopka občinskega podrobnega prostorskega načrta za stanovanjsko -
obrtno zazidavo Hrastnik na Zgornji Polskavi: https://www.uradni-list.si/glasilo-
uradni-list-rs/vsebina/2017-01-3057/sklep-o-zacetku-priprave-postopka-
obcinskega-podrobnega-prostorskega-nacrta-za-stanovanjsko-obrtno-zazidavo-
hrastnik-na-zgornji-polskavi
[8] Wikipedia. (1. avgust 2018). Pridobljeno iz AutoCAD:
https://en.wikipedia.org/wiki/AutoCAD
[9] Wikipedia. (1. avgust 2018). Pridobljeno iz Rhinoceros 3D:
https://en.wikipedia.org/wiki/Rhinoceros_3D
[10] Wikipedia. (1. avgust 2018). Pridobljeno iz Grasshopper 3D:
https://en.wikipedia.org/wiki/Grasshopper_3D
42
[11] Wikipedia. (1. avgust 2018). Pridobljeno iz ArchiCAD:
https://en.wikipedia.org/wiki/ArchiCAD
[12] Zakon o urejanju prostora (ZUreP-2). (9. julij 2018). Pridobljeno iz Uradni list RS, št.
61/2017 z dne 2.11.2017: https://www.uradni-list.si/glasilo-uradni-list-
rs/vsebina/2017-01-2915
[13] Zapiski predavanj
43
PRILOGE
A GEODETSKI NAČRT
284.98
285.25
285.39
285.57
285.45
284.65
284.27
283.91
283.74
283.29
283.44
284.85
285.38
285.64
285.43
285.43
285.24
283.57
283.57
285.47
285.27
285.10
285.05
284.98285.10
285.00
285.04
284.83
285.10
285.10
285.17
285.23
285.29
285.07
284.06
283.81
283.84
283.95
283.72
284.64
284.65
285.01
284.42
285.15
285.27
285.08
285.58
285.94
285.78
285.80
285.98
285.64
285.32
285.17
284.69
285.30
285.32
285.10
285.10
285.40
285.98
286.26
285.85
286.38
286.42
285.91
285.54
285.46
285.15
285.53
285.79
285.40
285.64
285.82
286.18
286.52
286.35
286.75
286.81
286.51
286.19
286.07
285.72
286.19
286.52
285.98
286.36
286.53
286.77
287.08
286.93
287.26
287.40
287.25
287.01
286.92
286.53
287.01
287.59
287.01
287.54
287.62
286.88
287.71
287.76
287.92
288.10
287.99
288.43
288.48
288.41
288.28
288.29
287.61
288.03
288.55
288.11
288.86
288.94
289.06
289.11
288.72
288.30
289.65
289.70
289.72
289.64
289.55
288.70
289.29
289.89
289.50
290.17
290.26
290.39
290.43
290.29
291.03
291.04
291.15
291.06
290.91
290.40
290.83
290.91
290.53
291.02
290.98290.91
291.27
291.20
291.66
291.30
291.90
292.00
292.01
291.92
291.82
292.28
292.69
292.83
292.22
292.87
292.92
292.92
292.88
292.76
293.04
293.05
293.05
292.91
292.95
292.48
291.58
292.13
292.15
292.15
291.44292.12
291.66
292.04
290.78
290.33
290.83
291.10
290.59
290.75
290.33
290.83
290.64
290.41
291.05
290.59
290.97
290.95
290.98
291.09
291.13
291.27
291.38
291.07
291.82
291.79
291.74
291.71
291.80
292.49
293.01
293.06
293.01
293.23
293.03
292.80
292.35
290.04
289.71
290.23
289.36
288.60
289.22
289.70
289.54 289.40
288.75
287.99
288.61
288.56
287.80
288.49
288.35
287.64
288.40
288.03
287.43
288.03
288.05
287.44
287.76 287.80
287.33
287.83
287.72
287.15
287.70
287.87
287.44
287.96
287.69
287.66
286.84
287.36
287.51
286.89
287.43
287.57
287.39
287.49
287.20
286.92
287.35
287.01
286.70
287.15
286.92
286.51
286.82
286.72
286.43
287.06
286.85
286.73
286.27
286.50
287.13
287.63
287.83
287.98
287.94
287.89
287.95
287.90
288.03
287.86
288.16
288.24
288.12
288.44
288.45
288.46
288.20
288.05
287.96
288.13
287.87
287.87
287.82
287.47
287.49
286.97
286.58
286.58
286.58
286.37
286.54
286.40
286.40
286.35
286.28
285.91
285.53
285.79
286.12
286.08
285.95
285.62
285.71
285.70
285.24
284.99
285.16
284.94
284.64
285.01
285.15
285.28
285.24
286.40
292.65
292.22
291.48
291.57
291.77
291.85
290.35
290.57
290.92
290.42
289.71
289.83
290.29
289.13
289.73
289.07
289.43
289.61
288.68
288.81
289.20
289.20
288.51
288.27
288.67
288.29
288.41
288.74
288.92
288.18
288.03
287.99
288.03
288.17
287.94
287.98
287.90
288.47
287.71
287.78
287.79
287.54
287.61
287.61
287.51
287.23
287.47
287.13
287.23
287.45
287.54
287.58
286.76
287.33
287.30
286.99
286.80
286.54
286.46
286.45
286.54
286.79
286.93
287.02
286.12
286.11
286.82
285.99
286.55
286.31
285.81
286.04
286.64
286.12
286.22
285.67
285.62
285.89
285.60
285.70
285.45
285.55
285.26
284.39
284.03
284.24
283.93
548 350
142 900
548 300
142 900
548 250
142 900
548 200
142 900
548 150
142 900
548 100
142 850
548 350
142 900
548 400
142 850
548 400
142 950
548 400
142 950
548 350
142 950
548 300
142 950
548 200
143 000
548 150
142 950
548 150
143 000
548 100
142 950
548 100
143 000
548 050
142 950
548 050
143 000
548 350
143 000
548 300
143 000
548 250
143 000
548 200
142 800
548 350
142 800
548 300
142 800
548 250
142 800
548 200
142 850
548 200
142 850
548 150
142 850
548 100
142 850
548 050
142 850
548 250
142 850
548 300
142 900
548 050
430 274
km 8,0
*148
*148
*148
*192
295/2
295/3
295/8
295/10
295/10
295/10
295/10
295/12
295/13
295/14
300/1
300/2
300/5
300/12
300/13
300/13
300/13
300/15
300/17
300/20
300/21
300/21
300/22
300/22
300/23
300/23
300/23
300/24
300/27
300/27
300/30
300/30
300/31
300/31
300/32
300/33
300/33
300/34
300/36
300/39
300/40
300/41
300/42
300/45
300/45
300/46
300/46
300/47
300/48
300/48
300/49
300/50
300/50
301/4
301/6
301/6
301/6
301/6
301/7
301/8
301/8
301/8
301/8
301/9
301/10
301/11
301/12
301/12
301/12
301/13
301/14
301/14
301/15
301/15
301/15
301/16
301/17
301/18
301/18
302
302
302
303/1
303/2
304/2
304/6
304/6
304/7
305/8
305/10
305/10
692/2
726
727
728
729
730
734
736
737
737
738
738
739
739
739
739
740/1
740/1
740/1
740/1
740/2
741/2
741/2
741/2
741/3
741/3
741/4
741/5
741/6
741/8
741/9
741/10
741/10
741/11
741/11
742/1
742/1
742/2
754/4
755
755
755
756
757/1
757/1
757/1
757/2
757/2
758
758
B
E
T
8
0
0
Kab.om
Kab.om
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
1
9
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
1
5
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
1
3
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
1
1
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
9
H
r
i
b
a
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
7
V
i
n
t
e
r
j
e
v
a
u
l
i
c
a
1
8
N
H
F
in
ž
g
a
r
je
v
a
u
lic
a
8
M
a
r
ib
o
r
s
k
a
u
lic
a
6
1
Š
o
l
s
k
a
u
l
i
c
a
3
Š
o
l
s
k
a
u
l
i
c
a
5
Š
o
l
s
k
a
u
l
i
c
a
7
Š
o
l
s
k
a
u
l
i
c
a
1
3
E
Š
o
l
s
k
a
u
l
i
c
a
1
3
B
R
2
-
r
e
g
i
o
n
a
l
n
a
c
e
s
t
a
I
I
.
R
e
d
a
S
L
I
V
N
I
C
A
-
S
L
.
B
I
S
T
R
I
C
A
AS
FA
LT
IRA
NA
CE
ST
A
AS
FA
LT
IRA
NA
CE
ST
A
A
S
F
A
L
T
IR
A
N
A
C
E
S
T
A
A
S
F
A
L
T
I
R
A
N
A
C
E
S
T
A
A
S
F
A
L
T
I
R
A
N
A
C
E
S
T
A
A
S
F
A
L
T
I
R
A
N
A
P
O
T
A
S
F
A
L
T
I
R
A
N
A
P
O
T
G
R
A
M
O
Z
I
R
A
N
A
P
O
T
G
R
A
M
O
Z
I
R
A
N
A
P
O
T
Travnat kolovoz
VRT
Beton
2
8
4
m
287 m
288 m
2
8
8
m
2
8
9
m
290 m
2
9
3
m
2
9
3
m
2
9
0
m
M 1:1000