Już sam fakt udziału pięciu wydziałów Politechniki zasługuje na uwagę – tak duże projekty są niemałym wyzwaniem zarówno naukowym, organizacyjnym i logistycznym. Wydziały: Architektury, Inżynierii Lądowej, Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Elektryczny oraz Zarządzania, w październiku 2017 roku rozpoczęły, zaplanowany na pół roku, Międzywydziałowy Projekt Interdyscyplinarny BIM (mpiBIM), mający na celu zaprojektowanie trzech budowli w kampusie BIS Politechniki, uzupełniających jego działanie o nowe funkcje. Pierwszym z trzech obiektów było przejście nad Trasą Łazienkowską, przez studentów nazywane potocznie „kładką”, drugim – wielofunkcyjny budynek „Centrum Nowych Technologii”, a ostatnim Centrum Kongresowe.

Projektowane budowle w kampusie BIM PW

Już samo zaprojektowanie trzech nowoczesnych budowli było sporym wyzwaniem dla studentów, jednak nie w tym tkwiła istota przedsięwzięcia. Zgodnie ze swoją nazwą miał być to projekt międzywydziałowy, interdyscyplinarny i sporządzony w technologii BIM. To właśnie ta, zupełnie nowa, forma pracy miała być największym wyzwaniem stawianym studentom. Takim wyzwaniom często jeszcze nie potrafią poradzić sobie doświadczone pracownie projektowe, a w tym projekcie mieli uporać się z nim studenci.

Trzy budowle – jedna całość
Przejście nad Trasą Łazienkowską miało za zadanie połączenie Kampusu BIS Politechniki z Polami Mokotowskimi. Jednak nie miało to być zwyczajne przejście nad trasą szybkiego ruchu. Poza swoją główną funkcją – komunikacyjną, miała mieścić się tam duża przestrzeń typu open-space pełniąca funkcje co-workingowe i rekreacyjne dla studentów, które – w razie potrzeby – dają się łatwo dostosować do innych funkcji, np. wystawienniczej. Przejście to miało zapewniać użytkownikom, aby w jak najmniejszym stopniu odczuwali obecność ruchliwej ulicy, miało być także ekologiczne i zeroenergetyczne. Aby uzyskać taki efekt, nawierzchnia ciągów pieszych i rowerowych przejścia została wyłożona specjalnymi panelami fotowoltaicznymi, które w szczycie wytwarzania całkowicie pokrywają zapotrzebowanie energetyczne obiektu, a zamiast energochłonnych wind zaprojektowano długie zjazdy o łagodnym nachyleniu, pozwalające na wygodne korzystanie z obiektu osobom z trudnościami ruchowymi. Przestrzenie użytkowe umieszczone zostały pod powierzchnią komunikacyjną przejścia, co pozwoliło na rozdzielenie ruchu tranzytowego oraz docelowego, a także na pokrycie powierzchni przeprawy dużą ilością zieleni.

Budynek uniwersalny Kampus Nowych Technologii (KNT) to nowoczesny, dziewięciokondygnacyjny budynek mieszczący laboratoria, bibliotekę multimedialną, sale wykładowe oraz przestrzenie pracy kreatywnej na ponad 10 tysiącach metrów kwadratowych powierzchni użytkowej. Układ budynku jest bardzo elastyczny i można go swobodnie dostosowywać do bieżących potrzeb. Podstawowym założeniem przyjętym przy projektowaniu tego budynku było maksymalne wyeksponowanie wszelkich możliwych systemów oraz instalacji. Technologia widoczna jest tu na każdym kroku – w ciągnącym się przez całą wysokość budynku przestrzennym atrium znajdują się przeszklone piony instalacyjne, wszystkie instalacje poprowadzone zostały w sposób widoczny dla użytkowników budynku. Ciekawym rozwiązaniem jest także, mieszczące się pod szklaną posadzką atrium, główne pomieszczeniem technicznym eksponujące najważniejsze urządzenia budynkowe. Dzięki takim rozwiązaniom budynek KNT to nie tylko przestrzeń do nauki - ale także przestrzeń, która uczy - i na każdym kroku pokazuje działanie zastosowanych rozwiązań branżowych.

Wizualizacja budynku Kampusu Nowych Technologii

Przekrój atrium budynku KNT

Zupełnie inne założenia zostały przyjęte przy projektowaniu budynku Centrum Kongresowego mieszczącego salę konferencyjno-wykładową na 1200 osób z możliwością podziału na trzy mniejsze pomieszczenia, dużą przestrzeń wspólną o przeznaczeniu wystawienniczym oraz trzy sale wykładowe dla ok. 180 osób każda. W tym budynku wszelkie instalacje – zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne – miały być ukryte przed wzrokiem osób tam przebywających. Dodatkowo na dachu niższej części bryły miał być zlokalizowany ogród, oddający okolicy część zieleni, jaka została zabrana z parku, w którym miałby stanąć ten budynek. Dokładne ukrycie wszystkich instalacji nie było sprawą prostą, jednym z ciekawszych sposobów na realizację tego założenia były drzewiaste słupy w atrium, które pełniły trzy funkcje: architektoniczno-estetyczną, konstrukcyjną – podpierając szklany dach atrium – oraz instalacyjną – jako równocześnie szkielet i obudowa nawiewników wyporowych wentylacji.

---
Wielofunkcyjny słup w budynku Centrum Konferencjnego

Wizualizacja Centrum Konferencyjnego

Te trzy – jakże różne – budowle miały być połączone ze sobą nie tylko komunikacyjnie ale również funkcjonalnie i wizualnie. Biorąc to pod uwagę wymagania stawiane projektom oraz krótki czas na ich realizację (jeden semestr, przy równoczesnym zaangażowaniu studentów w pozostałe zajęcia na uczelni) od razu widać, że kluczowym elementem była współpraca pomiędzy poszczególnymi branżami i sprawne zarządzanie procesem projektowym. Projektując w tradycyjny sposób, branża po branży byłoby to niemożliwe do osiągnięcia. Rozwiązaniem tego problemu miał być BIM.

Kolaboracja – lepsza forma współpracy
Słowo „kolaboracja” dość często pojawia się na konferencjach branżowych związanych z BIMem. Tak właśnie należy tłumaczyć angielskie „collaboration” – słowo, które znaczy więcej niż współpraca, koordynacja czy kooperacja. Jest to kompleksowe wspólne dążenie do realizacji celu, gdzie wszyscy pracują na równych zasadach, razem dążąc do realizacji końcowego celu. W „tradycyjnym” projektowaniu stosuje się na ogół podejście kaskadowe (ang. waterfall) – każda branża czeka na efekty działania poprzedników, co pewien czas przeprowadzając międzybranżowe weryfikacje i koordynacje projektów. Takie podejście nie jest odpowiednie dla nowoczesnego projektowania BIM – potrzebowaliśmy innego, nowoczesnego sposobu zarządzania procesem. Chociaż stworzony został typowy harmonogram z wykresem Gantta, to przy tworzeniu projektu wykorzystywaliśmy elementy zwinnej metodyki Agile - projektowanie odbywało się w ramach tygodniowych cykli (sprintów), a cały zespół pracował razem już od etapu koncepcji aż do zakończenia projektu. W poszukiwaniu najlepszych rozwiązań uczestniczyli wszyscy członkowie zespołu niezależnie od specjalizacji. Dzięki temu, zamiast rywalizacji i konfliktu interesów często spotykanych w zespołach wielobranżowych, od samego początku współpracowaliśmy w celu  wspólnego osiągnięcia sukcesu. Niezmiernie istotne było również korzystanie z nowoczesnych kanałów komunikacji – oprócz cotygodniowych spotkań na Wydziale Architektury, na bieżąco byliśmy w kontakcie on-line, a pliki projektowe umieszczone były w chmurze, dzięki czemu każdy miał do nich dostęp na bieżąco.

Schemat tygodniowego sprintu projektowego

Nowoczesne projektowanie
Projekt mpiBIM miał za zadanie uczyć myślenia o projekcie jako całości: jest to wyzwanie, w którym trzeba wyjść poza komfort własnej dyscypliny, i otworzyć się na problemy i potrzeby innych. To właśnie dzięki temu powstało wspólne dzieło, które stanowiło zdecydowanie więcej, niż tylko każda z jego pojedynczych części. Dzięki otwartości i integracji różnych dziedzin, projektanci proponowali nowe, śmiałe rozwiązania, i z powodzeniem wprowadzali je do modeli BIM. Przy standardowym podejściu, wiele z tych pomysłów mogłoby pozostać niezauważonych, lub niezwykle trudnych do wprowadzenia.

Dobrym przykładem jest projekt budynku uniwersalnego, gdzie współpraca architektów i projektantów instalacji HVAC otworzyła możliwość wykorzystania przestrzeni między podwójną szklaną fasadą jako zasadniczej części systemu wentylacji, przez którą odbywa się wywiew. Dodatkowo, umieszczone centralnie atrium zaprojektowano tak, aby możliwe było czerpanie z niego powietrza dla otaczających pomieszczeń. Odbywa się to przy pomocy czterech strefowych central umieszczonych na każdej kondygnacji, które dostarczają i uzdatniają powietrze. Rozprowadzanie powietrza wspomagane jest przez rozmieszczone w atrium nawiewniki, zaplanowane wspólnie z architektami jako nieodłączna część wnętrza. Dzięki tym zabiegom możliwe było znaczące zredukowanie ilości kanałów w budynku, a zaproponowany system HVAC mógł działać w pełni efektywnie.

Schemat działania wentylacji w budynku uniwersalnym

Projekt HVAC budynku P2 (KNT)

Równie ścisła współpraca odbywała się na linii projektanci konstrukcji - architekci - projektanci instalacji. Instalatorzy i konstruktorzy w zespole KNT poszukiwali wspólnie rozwiązania, które przy stosunkowo niskiej wysokości kondygnacji umożliwiłoby przeprowadzenie kanałów instalacji przy możliwie efektywnym rozstawie podpór. Po kilku próbach wypracowane zostało rozwiązanie bazujące na konstrukcji zespolonej, gdzie strop opiera się na belkach kratownicowych, pomiędzy którymi poprowadzone są kanały wentylacyjne. Aby zoptymalizować takie rozwiązanie, podczas spotkania ustalone zostały zasady rozmieszczenia elementów. Następnie, dzięki narzędziom BIM, projektanci na bieżąco mogli weryfikować położenie elementów konstrukcyjnych i instalacji, oraz sprawdzać ewentualne kolizje. W efekcie, już na wczesnym etapie projektowym najważniejsze możliwe kolizje zostały wyeliminowane.

Jak widać na wyżej wymienionych przykładach, dzięki dynamicznemu i zintegrowanemu podejściu do projektowania podczas MPI zostały zaproponowane nowe i śmiałe rozwiązania. Bieżąca weryfikacja we współdzielonych modelach BIM pozwoliła projektantom z powodzeniem wdrażać te pomysły. Dzięki tak zintegrowanej współpracy, w końcowym efekcie uzyskane zostały innowacyjne rozwiązania o wysokiej jakości, które znacząco wpływały na całkowitą efektywność budynku.

Czy BIM znaczy przyszłość?
Projekt mpiBIM był innowacyjny nie tylko w skali dotychczasowych działań Politechniki Warszawskiej, ale również całego kraju. Oprócz sporządzenia modeli BIM, a w zasadzie przed ich powstaniem konieczne było opracowanie niezbędnych zasad, procedur i reguł postępowania. Patrząc na efekty działania zespołów projektowych można spokojnie uznać, że z tych zadań studenci wywiązali się doskonale. Jednak dla tego przedsięwzięcia ważne były nie tylko efekty pracy projektantów. Równie istotne było monitorowanie i dokumentowanie procesu oraz wszelkich kwestii z nim związanych. Jednym z ciekawszych działań “okołoprojektowych” było ankietowe badanie ewaluacyjne, przeprowadzone po zakończeniu prac projektowych. Pytania dotyczyły między innymi: zmiany poziomu wiedzy dotyczącej z BIM, największych trudności i korzyści związanych z udziałem w projekcie, czy technologia BIM przyjmie się w Polsce (tu studenci byli optymistami - 72,7% odpowiedzi na tak, przy zaledwie 9,1% głosów sceptycznych). W jednej kwestii wszyscy ankietowani byli jednomyślni - na pytanie czy warto uruchamiać kolejne edycje przedmiotu mpiBIM (dla kolejnych roczników studentów) wszyscy odpowiedzieli twierdząco. To chyba, nie licząc świetnych projektów wielobranżowych, najlepszy wyznacznik osiągniętego sukcesu.

Badanie ankietowe - zmiana umiejętności BIM

rysunki: Zespół projektu mpiBIM