W poprzedniej części cyklu został przedstawiony przykład przedmiarowania i kosztorysowania robót ziemnych z zastosowaniem modelu BIM-IFC, który można było wykorzystać w programie Norma EXPERT jako źródło danych o zakresie rzeczowo-ilościowym robót przewidzianych do wykonania w ramach inwestycji budowlanej. Dane pochodziły z modelu BIM terenu i były przygotowane w oprogramowaniu Autodesk Revit w postaci eksportu bilansu mas ziemnych do arkusza kalkulacyjnego (pliku CSV), wygenerowanego automatycznie w programie Revit. Dodatkowo rozważyliśmy możliwość bezpośredniego wykorzystania danych z modelu BIM-IFC w zakresie informacji o terenie, ograniczonych do powierzchni podłoża. To pozwoliło na określenie powierzchni przewidzianej do usunięcia warstwy ziemi urodzajnej (humusu).

W tej części poradnika skupimy się na kolejnych przypadkach wykorzystania modelu BIM-IFC.
W pierwszym przykładzie zostanie wykorzystany model BIM-IFC, którego sposób modelowania wskazuje na wykorzystanie narzędzi do modelowania elementów architektonicznych oraz konstrukcyjnych, co daje możliwość ustalenia objętości urobku przewidzianego do ukopania oraz urobku do wtórnego zasypania wykopu po wykonaniu robót konstrukcyjnych w zakresie przyziemia budynku.
Drugi przykład będzie oparty na modelu BIM-IFC bez zamodelowanych informacji o terenie, które byłyby reprezentowane przez komponenty odpowiadające gruntom rodzimym czy zasypom z piasku zagęszczonego.

Przykład 1

Zakres informacji o robotach ziemnych wynika z modelu BIM-IFC

Na rys. 1 przedstawiono widok elementów wyodrębnionych z modelu 3D, który został opracowany w programie SketchUp Pro. Po eksporcie modelu z formatu natywnego (SKP) do formatu otwartego IFC, został on wyświetlony w przeglądarce AthBIM. Z lewej strony widzimy elementy reprezentujące kolejno: grunt rodzimy, podkład betonowy na gruncie oraz ławy i ściany żelbetowe, a także zasypy z piasku zagęszczonego. Model BIM-IFC strefy przyziemia budynku niepodpiwniczonego posadowionego bezpośrednio na żelbetowych ławach fundamentowych składa się z siedmiu elementów, w tym trzech konstrukcyjnych betonowych lub żelbetowych, czterech reprezentujących grunt rodzimy oraz zasypy z piasku zagęszczonego. Przy czym w modelu nie uwzględniono elementów, które przedstawiałyby warstwę ziemi urodzajnej humusu, czy podkładu betonowego pod ławy żelbetowe. Z prawej strony rys. 1 pokazano widok ław i ścian żelbetowych w wykopie przed zasypaniem. U dołu z kolei widoczny jest zwymiarowany przekrój przez wykop i zasypy z piasku zagęszczonego. Wszystkie elementy zostały zamodelowane w programie SketchUp Pro jako płyty (ang. slab) lub ściany (ang. wall), co spowodowało, że przy eksporcie danych do formatu otwartego IFC, elementom tym został nadany m.in. parametr wymiaru odpowiadający objętości (w m3). Przy czym założono, że skarpy wykopu będą nachylone mniej więcej w stosunku 1 : 0,5 (h : l) jak dla gruntu kat. IV i nie będą podlegać umocnieniu.

rysunek

Rys. 1 Widok wszystkich wyodrębnionych elementów z modelu 3D (z lewej), widok elementów żelbetowych posadowienia w wykopie przed zasypem z piasku zagęszczonego (z prawej) oraz przekrój przez wykop i zasypy z piasku (u dołu)

Po wczytaniu modelu BIM-IFC do programu Norma EXPERT, w przeglądarce BIM (rys. 2):

  • przeliczono parametry obmiarowe z domyślnej jednostki powierzchni na jednostkę objętości; dokonano tego z poziomu drzewa elementów (krok 1), wybierając z menu rozwijalnego opcję „Objętość” (krok 2),
  • zmieniono dokładność obmiaru z domyślnej opcji (3) na zaokrąglenie do części setnych (krok 3).

Zmiany parametrów obmiarowych dokonano dla elementów 3D, tj. podkładu betonowego na gruncie, ław żelbetowych, zasypów z piasku zagęszczonego oraz gruntu rodzimego. Ściany żelbetowe pozostały w domyślnej jednostce powierzchni.

Na rys. 2 możemy zobaczyć perspektywę wybranego elementu BIM w postaci zasypu wykopu z piasku zagęszczonego po stronie zewnętrznej budynku (element oznaczony kolorem brązowym) oraz element reprezentujący grunt rodzimy (oznaczony kolorem czerwonym, widoczny w trybie przezroczystości).

Okno przeglądarki modelu BIM

Rys. 2 Okno przeglądarki modelu BIM w programie Norma EXPERT w trakcie dokonywania zmiany parametrów obmiarowych dla wybranych elementów zamodelowanych w 3D

W kolejnym etapie dokonano przeniesienia informacji o przedmiarze do okna głównego programu Norma EXPERT, w którym utworzono strukturę trzech działów (1 – „Roboty ziemne – wykop”, 2 – „Roboty konstrukcyjne w zakresie przyziemia” i 3 – „Roboty ziemne – zasyp”).
Na rys. 3 przedstawiono fragment przedmiaru robót dla pierwszych czterech pozycji obejmujących wykonanie wykopów na odkład oraz elementów konstrukcyjnych – ław i ścian żelbetowych. Przyjęto założenie, że wszystkie pozycje kosztorysowe zostaną wprowadzone do struktury kosztorysu w formie pozycji uproszczonych o znanych podstawach katalogowych (KNR), a ilości przedmiarowe zostaną dodane bezpośrednio z modelu BIM-IFC jako osobne wiersze obmiarowe albo sumy wielu obmiarów w jednym wyrażeniu.

Okno główne przedmiaru w programie Norma EXPERT

Rys. 3 Okno główne przedmiaru w programie Norma EXPERT

W czerwonej ramce na rys. 3 oznaczono przykładowy wiersz obmiarowy z poz. 1 („Wykopy oraz przekopy wykonywane koparkami podsiębiernymi 0,60 m3 na odkład w gruncie kat. IV”), który wymagał wprowadzenia obmiaru w formie sumy obmiarów zapisanej w jednym wyrażeniu. Jak można zauważyć, w przeciwieństwie do sum obmiarów zapisanych w innych wierszach obmiarowych (np. w poz. 1 lub w poz. 3), w tym wierszu część informacji jest oznaczona kolorem niebieskim jako hiperłącza do odpowiednich elementów modelu BIM-IFC, a część nie. Wynika to z faktu, że obmiary, które są przypisane do parametrów wymiarowych elementu BIM, tj. długość krawędzi, powierzchnia boku elementu, czy jego objętość są skojarzone z właściwościami konkretnego elementu, który został zamodelowany w danej lokalizacji.

Na rys. 4 pokazano okno przeglądarki modelu BIM w programie Norma EXPERT w trakcie wprowadzania informacji o obmiarze do poz. 1. Obmiar ten odpowiada objętości wykopu w części wspólnej dla elementu reprezentującego ściany żelbetowe o gr. 25 cm. Ponieważ różnica pomiędzy górną powierzchnią ścian a górną powierzchnią wykopu wynosi 20 cm (patrz: przekrój przez wykop i zasypy z piasku na rys. 1 u dołu), objętość wykopu w części wspólnej z objętością ścian żelbetowych musi być pomniejszona o objętość równą iloczynowi ([grubość ściany] × [różnica wysokości pomiędzy górnymi powierzchniami ściany i wykopu] × [długość sumaryczna ścian]). Wartości 0,25 [m] oraz 0,20 [m] widoczne w czerwonej ramce w wierszu obmiarowym na rys. 3 nie mają odpowiednika w modelu BIM-IFC (nie są hiperłączami), ponieważ do ich ustalenia wykorzystano tryb pomiaru „Odległość między płaszczyznami”, który jest dostępny w zakładce „Pomiar” w przeglądarce BIM programu Norma EXPERT. W kroku 1 (rys. 4) wskazano odległość pomiędzy pionowymi płaszczyznami (lewą i prawą) wybranego elementu ściennego, aby możliwe było przeniesienie do wiersza obmiarowego (krok 2) informacji o grubości ściany, tj. 0,250 [m]. Analogicznie postąpiono w przypadku różnicy wysokości pomiędzy górnymi powierzchniami ściany i wykopu (0,200 [m]), wskazując na odległość między płaszczyzną górną wybranego elementu ściennego a płaszczyzną górną np. piasku zagęszczonego po stronie zewnętrznej budynku (patrz: przekrój przez wykop i zasypy z piasku na rys. 1). Pozostała część wyrażenia (8,250 [m] + 8,250 [m] + 5,750 [m] + 5,750 [m]) wynika z wprowadzenia do wiersza obmiarowego wymiarów odpowiadających długościom wewnętrznych lub zewnętrznych krawędzi żelbetowych ścian fundamentowych, które reprezentują obwód ścian sprowadzony do osi konstrukcyjnych. Na rys. 4 (krok 3) widoczna jest zakładka „Wymiary” – a w niej kolorem zielonym oznaczono numery pozycji kosztorysowych, do których została przypisana wartość danego parametru wymiaru (tu: poz. 1).

Okno główne przeglądarki modelu BIM

Rys. 4 Okno główne przeglądarki modelu BIM w programie Norma EXPERT w trakcie wprowadzania informacji o obmiarze do poz. 1

Na rys. 5 pokazano widok wycenionych pozycji w oknie głównym programu Norma EXPERT. Pozycje od 1 do 6 zostały wycenione jako uproszczone o znanych podstawach KNR. Na potrzeby ich wyceny wykorzystano dane finansowo-kosztowe dostępne w cenniku INTERCENBUD „Ceny jednostkowe robót” z 4 kwartału 2022 r. Jedynie w poz. 7 dokonano kalkulacji własnej szczegółowej w zakresie ustalenia wartości za dostawę piasku do zasypania i zagęszczenia wykopu. Przyjęto zużycie piasku naturalnego kopanego w wartości nakładu 1,0526 m3 na 1 m3 zasypki piaskowej. Cenę materiału podano jako cenę nabycia (31,96 zł/m3 wraz z kosztami zakupu), a podstawą finansowo-kosztową do jej przyjęcia był cennik INTERCENBUD „Ceny średnie RM z narzutami” z 4 kwartału 2022 r.

Norma EXPERT

Rys. 5 Widok wycenionych pozycji w oknie głównym programu Norma EXPERT

SPOSÓB  MODELOWANIA  TERENU  W  BIM  A  PRZEDMIAR

W przykładzie 1 pokazano możliwość wykorzystania danych o elementach terenu (wykopy i zasypy), które zostały zamodelowane w BIM jako elementy typu „ściana” lub „strop”. Jest to sytuacja zupełnie inna od tej omówionej w części 5 poradnika na łamach BzG (dla przypomnienia: tam informacje o bilansie mas ziemnych wynikały z zestawienia pochodzącego z arkusza CSV przekonwertowanego na arkusz XLSX).

W przypadku takiego modelowania, informacje o terenie są fizycznie reprezentowane przez elementy modelu BIM-IFC. Dlatego należy:

  • po pierwsze zwrócić uwagę na to, że po zaimportowaniu modelu BIM-IFC do programu Norma EXPERT, elementy reprezentujące grunt rodzimy (elementy „a” i „b” na rys. 1) nie będą brane pod uwagę przy wprowadzaniu danych do struktury kosztorysu, ponieważ do tych elementów nie będzie przypisany żaden zakres rzeczowy robót. Elementy te „istnieją fizycznie” w modelu, ale tylko po to, aby pokazać (uzupełnić) obszar zasypów z piasku zagęszczonego,
  • po drugie, w odróżnieniu od przykładu z części 5 poradnika, zakres rzeczowo-ilościowy robót ziemnych przewidzianych do wykonania (zarówno wykopów, jak i zasypów) wynika z informacji przyporządkowanych do elementów, tj. zasypy z piasku zagęszczonego, ławy i ściany żelbetowe czy podkłady betonowe na gruncie. Tymi informacjami są np. objętości konkretnych elementów BIM. Przy czym żaden z ww. elementów BIM w rozważanym przykładzie 1 (elementy od „c” do „g” pokazane na rys. 1) nie jest bezpośrednio związany z komponentem reprezentującym grunt przewidziany do ukopania i/lub zasypania.

Przykład 2

Brak informacji o zakresie robót ziemnych w modelu BIM-IFC

W tym przykładzie spróbujemy wykonać przedmiar robót ziemnych analogiczny jak ten z przykładu 1. Tym razem w naszym modelu BIM-IFC nie będziemy mieć jednak zamodelowanych żadnych elementów, które mogłyby reprezentować objętości niezbędne do oszacowania ilości robót ziemnych w zakresie wykopów i zasypów z piasku zagęszczonego. Nie będziemy także dysponować żadnymi informacjami o bilansie mas ziemnych, które mogłyby być zapisane w pliku zewnętrznym (np. w postaci arkusza CSV po eksporcie danych z programu Autodesk Revit).

Do celów przedmiarowania robót ziemnych wykorzystamy model, w którym będziemy mieć informacje jedynie o trzech elementach konstrukcyjnych, tj. ławach i ścianach żelbetowych oraz podkładzie betonowym na gruncie. Przekrój modelu BIM-IFC wykonanego na potrzeby przykładu 2 został przedstawiony na rys. 6 z lewej strony.

Przekrój przez elementy betonowe i żelbetowe modelu BIM-IFC

Rys. 6 Przekrój przez elementy betonowe i żelbetowe modelu BIM-IFC z widocznym brakiem zamodelowania elementów reprezentujących grunt rodzimy oraz zasypów z piasku zagęszczonego (z lewej) oraz widok odwróconej pryzmy z oznaczeniami wymiarów niezbędnych do obliczenia objętości gruntu (z prawej)

Na potrzeby obliczeń dokonamy następujących założeń, które obrazuje przekrój przedstawiony na rys. 1 u dołu:

  • wykop będzie odwróconą pryzmą o wys. h = 1,0 m; krawędzie dna wykopu będą odsunięte o 30 cm od krawędzi zewnętrznej po obrysie ław fundamentowych; nachylenie skarp wykopu będzie wynosiło mniej więcej 1 : 0,5 (h : l) jak dla gruntu ka
  • t. IV; przy czym ściany wykopu nie będą podlegać umocnieniu,
  • część wewnętrzna gruntu rodzimego pod podkładem z betonu, która nie zostanie wykopana, będzie mieć wymiary takie same jak w przykładzie 1; wysokość pryzmy h to 0,7 m; krawędzie dna wykopu będą odsunięte o 30 cm od krawędzi wewnętrznej po obrysie ław fundamentowych,
  • miąższość (grubość) warstwy piasku zagęszczonego pod podkładem betonowym będzie wynosić jak w przykładzie 1, tj. 15 cm.

Do obliczeń przedmiaru robót ziemnych w niniejszym przykładzie wykorzystamy wzór Simpsona na objętość pryzmy (ściętego klina), który wygląda następująco:

art-wieczorek-roboty-8

gdzie: objaśnienia symboli użytych we wzorze podano na rys. 6 (z prawej).

Na rys. 7 przedstawiono fragment przedmiaru robót dla poz. 1 („Wykopy oraz przekopy wykonywane koparkami podsiębiernymi 0,60 m3 na odkład w gruncie kat. IV”). W celu obliczenia objętości wykopu wykorzystano poza modelem BIM-IFC możliwość definiowania obliczeń pomocniczych w wierszach przedmiaru robót oraz wykorzystania definicji i wzorów dostępnych w programie Norma EXPERT w prawym panelu właściwości (krok 1). W pierwszej kolejności wykorzystano funkcję „ŚciętyKlin” (dostępną w zestawie „Bryły”) w celu obliczenia objętości gruntu przewidzianego do wykopania w obszarze ograniczonym przez grunt rodzimy od zewnątrz (por. przekrój przez wykop i zasypy z piasku na rys. 1 u dołu -> obszar wewnątrz ograniczony elementem „b”). Funkcję wstawiono bezpośrednio do wiersza zawierającego wyrażenie (opcja „Wstaw do wyrażenia” – krok 2) podając w odpowiedniej kolejności długości krawędzi pryzmy odwróconej (h, a1, a2, b1 i b2). Podsumowano obliczenia jako „Obliczenia pomocnicze A”. Przy czym należy zauważyć, że w tym przypadku wykorzystanie narzędzi pomiarowych dostępnych w przeglądarce BIM-IFC w programie Norma EXPERT do wprowadzenia odpowiednich parametrów funkcji „ŚciętyKlin” nie generuje hiperłączy do odpowiednich elementów modelu BIM-IFC, pomimo tego, że obmiary są przekazywane do wierszy zawierających wyrażenia włącznie z poprawnymi jednostkami (tu: [m]).

Okno główne przedmiaru w programie Norma EXPERT

Rys. 7 Okno główne przedmiaru w programie Norma EXPERT

W kolejnym kroku policzono objętość pryzmy reprezentującej grunt rodzimy wewnątrz budynku (por. przekrój przez wykop i zasypy z piasku na rys. 1 u dołu à element „a”), który nie jest przewidziany do wykopania. Tym razem funkcję „ŚciętyKlin” wstawiono jako szablon wyrażeń i obliczeń pomocniczych („Wstaw jako wyliczenie” – krok 3). Ten sposób daje użytkownikowi programu możliwość przenoszenia poszczególnych wymiarów pryzmy (h, a1, a2, b1 i b2) z zachowaniem hiperłączy do konkretnych elementów modelu. Każdy z ww. parametrów pryzmy stanowi osobne obliczenia pomocnicze, biorące następnie udział w wyliczeniu objętości ściętego klina o podstawie prostokątnej. Obliczenia ilości przedmiarowej robót ziemnych w poz. 1 kończy wiersz typu wyrażenie, w którym od objętości wyznaczonej jako „Obliczenia pomocnicze A” odejmowana jest objętość wyliczona jako „Obliczenia pomocnicze ŚciętyKlin” (krok 4). Przy czym to wyrażenie zostało wprowadzone do wiersza przedmiaru przez użytkownika. Uzyskana wartość przedmiaru dla poz. 1 wynosi 52,023 m3 i jest praktycznie taka sama, jak wartość wyliczona w poz. 1 w przykładzie 1 (52,020 m3).

Jeśli chodzi o różnice w obmiarach dla pozostałych pozycji, to uzyskano takie same wartości jak w przykładzie 1 za wyjątkiem poz. 6 i 7 (odpowiednio: „Zasypywanie wykopów spycharkami z przemieszczeniem gruntu na odległość do 10 m w gruncie kat. I-III” oraz „Dostawa piasku do zasypania i zagęszczenia wykopu”). Wartości przedmiaru w przykładzie 2 wyniosły dla ww. pozycji 34,419 m3, a w analogicznych pozycjach w przykładzie 1 uzyskano 34,420 m3. Różnicę w wysokości 0,001 m3 należy zatem uznać za pomijalną.

Wszystkie pozycje kosztorysowe w przykładzie 2 zostały wycenione w taki sam sposób jak w przykładzie 1. Wykorzystano w tym celu dane finansowo-kosztowe dostępne w cennikach INTERCENBUD z 4 kwartału 2022 r. – „Ceny jednostkowe robót” w zakresie pozycji uproszczonych (od 1 do 6) oraz „Ceny średnie RM z narzutami” w zakresie pozycji kalkulowanej szczegółowo (poz. 7 – „Dostawa piasku do zasypania i zagęszczenia wykopu”). W przykładzie 2 uzyskano wartość ceny kosztorysowej (Ck) – 19.499,24 zł netto. W przykładzie 1 cena kosztorysowa za wszystkie pozycje kosztorysowe wyniosła 19.499,21 zł netto. Różnica Ck w przykładzie 2 wynosi +0,03 zł w stosunku do wartości uzyskanej w przykładzie 1. Różnicę tą należy również uznać za niewielką.

Rodzaj modelu BIM a pracochłonność przedmiaru

W ostatniej już części cyklu artykułów o przedmiarowaniu i kosztorysowaniu robót ziemnych w programie Norma EXPERT omówiliśmy dwa przykłady pokazujące możliwości wykorzystania różnych modeli BIM-IFC oraz funkcji dostępnych w programie Norma EXPERT.

W przykładzie 1 - informacje o robotach ziemnych wynikały bezpośrednio z modelu BIM-IFC z uwagi na sposób zamodelowania elementów reprezentujących objętości urobku przeznaczone do ukopania oraz objętości urobku przewidziane do wtórnego zasypania wykopu po wykonaniu robót konstrukcyjnych w zakresie przyziemia budynku. Przykład ten pokazuje, że jeśli użytkownik programu Norma EXPERT dysponuje modelem BIM-IFC opracowanym w ten sposób (elementy robót ziemnych są odwzorowane w modelu wprost w postaci elementów 3D), ryzyko popełnienia błędu w oszacowaniu ilości jednostek przedmiarowych robót ziemnych jest zredukowane do minimum, a czas wykonania przedmiaru jest nawet krótszy niż w przypadku, gdy dysponujemy zewnętrznym plikiem CSV, do którego wyeksportowano informacje o bilansie mas ziemnych np. z oprogramowania Autodesk Revit (patrz: przykład omówiony w części 5 poradnika).

W przykładzie 2 - rozważyliśmy z kolei przypadek modelu BIM-IFC, który nie zawierał żadnych informacji o zakresie robót ziemnych. Oczywiście należy mieć na względzie to, że model obejmował nieskomplikowany przypadek realizacyjny oraz, że istniało ryzyko popełnienia błędu w oszacowaniu ilości jednostek przedmiarowych robót ziemnych, a sam proces ich liczenia był zdecydowanie dłuższy niż w przykładzie 1, czy tym omówionym w części 5 poradnika. Nie zmienia to jednak faktu, że użytkownik programu Norma EXPERT może spróbować wykorzystać model BIM-IFC do przedmiarowania robót ziemnych praktycznie w każdym przypadku realizacyjnym.