Yapı Bilgi Modelleme ve Kullanım Alanları

Yapı Bilgi Modelleme ve Kullanım Alanları

Timöb Dergisi, Şubat 2016

Prof. Dr. Salih Ofluoğlu

salih.ofluoglu@msgsu.edu.tr

MSGSÜ-Enformatik Bölümü

Yapı Bilgi Modelleme (YBM) veya diğer adıyla BIM (Building Information Modeling) son zamanlarda adı sıkça duyulan ve dünyada kullanımı teşvik edilen [1] mimar ve mühendisler için ortak bir çalışma platformudur. Türk şirketlerinin faaliyet gösterdiği coğrafyalardaki uluslararası projelerde, projeye katılan tüm paydaşların bu konuda yeterliliği aranmaktadır. Bu yazı YBM ile ilgili temel bilgiler verirken, kullanım alanlarını özetlemektedir.

YBM, bina ile ilgili grafik (geometri/biçim vb.) ve alfasayısal (malzeme, maliyet, fiziksel çevre kontrolü vb.) veriden oluşan üç boyutlu bir model meydana getirerek, bu modelin proje paydaşları tarafından ortak kullanımını sağlayan bir çalışma yaklaşımıdır [2]. Bu üç boyutlu model, planlama, tasarım, projelendirilme, yapım ve işletim gibi projenin tüm yaşam döngüsünü içeren süreçlerde kullanılabilmektedir. Farklı paydaşların aynı modeli kullanabilmesi temsilde tutarlılığı arttırmakta, revizyon kolaylığı sağlamakta, veri dönüştürme işlemlerini ile tekrarlı üretimini (replikasyon) azaltmakta ve proje belgeleri arasındaki koordinasyonu kolaylaştırmaktadır.
YBM çalışma prensibinde bina kendisini meydana getiren duvar, kolon, kiriş döşeme, pencere vb. alt elemanlara ayrılmıştır. Bu elemanlar nesneler olarak da adlandırılmakta, bu nesneler gerçek dünyada varolan malzeme, fiyat, yapı fiziği vb. ile ilgili niteliklere sahiptir (Şekil 1). Bir YBM modelinde bina elemanlarına ait nesneler bir araya getirilerek gerçek binanın sanal bir versiyonu (sanal bina) yaratılır (Şekil 2). Bu sanal bina üç boyutlu bir modeldir ve ondan proye ait tüm mimari temsiller ve metraj gibi belgeler kolayca üretilebilir. Tüm proje belgeleri, 3B modelin bileşenleri olarak birbirileri ile bağlantılı oldukları için birinde yapılan değişiklik diğerine otomatik olarak yansımaktadır. Bu sayede projelerde koordinasyonu uzun zaman alan revizyon işlemleri tutarlı bir şekilde gerçekleşebilmektedir.

YBM, farklı paydaşların birlikte çalışmasına izin veren işbirliği protokollerini desteklemektedir [3]. Paydaşlar, tanımlanan ekip hiyerarşisi, disiplin bazlı proje organizasyonu, kullanıcı yetkilendirmeleri, ortak veri formatları ve sunucu destekli işbirliği olanaklarıyla aynı proje üzerinde birlikte paralel çalışabilirler. Paydaşların ortak veri ortamında gerçekleştirdiği iletişime birlikte çalışabilirlik (interoperability) adı verilir. YBM sayesinde geçmişte birlikte çalışabilme ile ilgili yetersizlikler nedeniyle yaşanan ilave maliyetler [4] büyük ölçüde ortadan kalkmaktadır.

Şekil 1: Bir YBM yazılımındaki nesneler ve bir duvar nesnesine ait nitelikler
(Graphisoft ArchiCAD)

Şekil 2: Sanal bina modeli ile 3B modelden proje belgeleri üretimi
(Graphisoft ArchiCAD)

Sanal bina, tüm yapı elemanları ve onların farklı niteliklerini içerdiği için model, enerji, aydınlatma, güneş/gölge çalışmaları, akustik vb. fiziksel çevre kontrolü hesaplamalarında, yapısal analizlerde ve yapım sürecinde karşılaşılabilecek sorunlara karşı çakışma tesbiti uygulamaları ile ve çok boyutlu (4B, 5B vb.) simülasyonlarda kullanılabilir (Şekil 3). Analizlerden elde edilen sonuçlardan tasarım geri beslenebilir ve/veya yapım sürecindeki sorunlar önceden öngörülebildiği için ek maliyetler ve zaman kayıpları önlenebilir.

YBM ile ilgili tüm süreçlerin başarıya ulaşması için uygulama planı adı verilen bir belge ile çalışılır. Bu belge, tüm süreçlerde firma kaynaklarının doğru ve etkili kullanımını sağlamak, zaman ve maliyetle ilgili kayıpları azaltmak ve paydaşlarla etkili iletişime olanak vermek için bir kılavuz görevi görür. Pennsylvania State Üniversitesi tarafından üretilen bir uygulama planı örneği olan “BIM Execution Planning Guide” dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır [5]. Burada yer alan hazır şablonlarda ilgili kısımlar doldurularak şirket ve projelere özel uygulama planları hazırlanır ve projenin farklı evreleri için farklı yapı elemanlarının hangi detay seviyelerinde (LOD) modelleneceği de planda yer alan ilgili tablolarda tanımlanır.

Yapı Bilgi Modelleme bina yaşam süreci boyunca farklı evrelerde kullanılabilmektedir. Bu kullanım biçimlerini üç ana evrede incelemek mümkündür:

1. Tasarım evresi,
2. Projelendirme ve yapım evresi
3. Tesis yönetimi evresi

1- Tasarım Evresi: Tasarım evresi sırasında YBM, biçimin oluşturulması sürecine farklı şekillerde katkıda bulunabilir. Birinci yöntem, YBM yazılımları içerdikleri geometrik modelleme komutlarıyla kavramsal tasarım için 3B kütle ve kabuk oluşturmaktır. İkinci yöntem, parametrik tasarım ilkeleri çerçevesinde biçim meydana getirmektir. Bir takım eklenti yazılımlarıyla YBM yazılımları kodlama ile tanımlanan kurallar ve seri komut adımları yardımıyla biçim oluşturabilirler. Üçüncü yöntem ise YBM modelinin güneş, rüzgar ve enerji kullanımı açısından çevresel simülasyonlara karşı test edilerek nasıl bir performans gösterdiğini anlamak için yapılır. Simülasyonlarda ortaya çıkan bina performans analizi, tasarım kararlarının gözden geçirilmesine, biçimin ve arsada yerleşiminin daha sürdürülebilir bir bina oluşturmak için geliştirilmesine imkan sağlar.

2- Projelendirme ve yapım evresi: Yapı Bilgi Modelleme, metraj, 4B modeller ile iş akışı sırasında bina maliyetinin simülasyonu, ve imalatın takibi konularında şantiyedeki süreçlerin planlandığı şekilde gerçekleşip gerçekleşmediğini önceden görmeyi sağlar. Mimari modeller, yapı ve mekanik proje yazılımlarına bağlanarak yapısal modeller, yük analizi ve elektromekanik projelerin oluşumunda kullanılabilir. Farklı disiplinlerce meydana getirilen modeller arasındaki olası çakışmalar hem grafik hem rapor olarak görülebilir (Şekil 3). Çakışmaları önceden görmek ve düzeltmek sonradan oluşabilecek zaman, iş gücü ve maliyet ile ilgili kayıpları ortadan kaldırır.

3- Tesis yönetimi evresi: YBM modeli, yapım sonrası bakım ve işletim amaçlı kullanılabilir. Detaylı tasarım modeli binanın uygulandığı şekliyle güncellenerek bitmiş model (as-built model) oluşturulur. Bu modelden bilgi çekilerek farklı ihtiyaçlara hizmet edebilecek veritabanları meydana getirilir. YBM modellerinden elde edilen bilgi, tesis yöntemi yapan firma tarafından elektro-mekanik sistemlerinin bakımı, bina için güvenlik ve izleme sistemleri kurulumu, bina afet ve acil durum tahliye planları hazırlanması ile emlak ve mekan-insan kaynağı yönetimi vb. amaçlı kullanılabilir.

Şekil 3: Autodesk Navisworks ile strüktür ve elektromekanik modelleri arasındaki çakışma tesbiti örneği

Kaynakça:

1. European Union Public Procurement Directive – EUPPD, 1.2014
2. Ofluoğlu, Salih, Yapı Bilgi Modelle: Gereksinim ve Birlikte Çalışabilirlik, Mimarist, Ocak 2014.
3. BS 1192:2007 Collaborative production of architectural, engineering and construction information – code of practice, British Standards Institution
4. Gallaher, M. P.; O’Connor, A. C.; Dettbarn, J. L., Jr.; Gilday, L. T. , 2004 , Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities Industry, NIST GCR 04-867.
5. Pennsylvania State University, BIM Execution Planning Guide, URL: http://bim.psu.edu