Zpět na stavby

Využití BIM na příkladu projektu nemocnice Náchod

Proces modernizace Oblastní nemocnice Náchod má svou velmi dlouhou historii již z prvního desetiletí nového milénia. Stavba se začala realizovat v roce 2018 podle projektové dokumentace z roku 2015. První krůčky tohoto projektu byly pod taktovkou ateliéru OBERMEYER HELIKA a.s., finální podoba optimalizovaná na aktuální potřeby oblastní nemocnice byla dokončena v roce 2015 ateliérem JIKA-CZ s.r.o.

Autor:


Absolvoval Fakultu stavební ČVUT v Praze, obor pozemní stavby a konstrukce. Studium ukončil v roce 2006. Od roku 1998 pracuje v projek- tové kanceláři JIKA-CZ s.r.o.

Spoluautoři:
Petr Bečička

Historie nemocnice Náchod započala v roce 1881, kdy byly postaveny její první pavilony. Velký rozmach nemocnice prodělala ve třicátých   a čtyřicátých letech minulého století a z tohoto období pochází větší část dodnes užívaných budov, které jsou mnohdy v původním, neobnoveném stavu. Zdravotnictví je co do požadavků na stavby velmi progresivně se rozvíjejícím oborem. Neustále nové technologie v léčbě potřebují moderní a hlavně variabilní prostory, které však staré zděné budovy neumožňují. V náchodské oblastní nemocnici, která je druhá největší v Královéhradeckém kraji, je obnova řešena výstavbou nových pavilonů v konstrukčním systému beztrámového velkorozponového skeletu, a to v devíti patrech tak, aby dokázala obsloužit základní moderní potřeby této stavby.

V areálu nemocnice je v současnosti ve výstavbě první větší moderně řešený pavilon, a to se stavebními náklady 1,45 mld. Kč, a dalšími nutnými investicemi do medicínských technologií ve výši 0,5 mld. Kč. Vzniká tak objemově rozsáhlá investice pro krajské zdravotnictví. Ateliér JIKA-CZ s.r.o. v rámci své činnosti optimalizoval původní investiční záměr z 5 mld. Kč na 2,5 mld. Kč, přičemž zachoval kompletní funkčnost nemocnice po dobu realizace a výsledné řešení vykrývá potřeby nemocnice v budovách jak ve střednědobém, tak dlouhodobém horizontu na základě demografických dat a údajů od zdravotních pojišťoven.

V roce 2018 byl vybrán generální dodavatel stavby, a to sdružení firem GEOSAN GROUP a.s. a BAK stavební společnost, a.s. Toto sdružení firem, které má vystavět první etapu, jež zahrnuje pavilony K a J, má od Královéhradeckého kraje opci ve výši 0,5 mld. Kč, díky které lze efektivně vyřešit výstavbu nemocnice jako celku. Oddalování finálního řešení generuje nemalé provozní náklady vlastní oblastní nemocnice.

BIM

Základem moderní výstavby je v současnosti BIM technologie. Je to moderní a populární slovo, kde kdo o něm mluví, málo lidí jej však reálně vidělo a ještě méně lidí tento digitální funkční model stavby s charakteristikami prvků a grafickou databází aktivně a efektivně používá. BIM toho však umí i více. Mnoho projektantů pracuje již ve 3D, ale to stále není Building Information Modeling. Někteří projektanti již využívají i databázové informace, tedy vlastnosti prvků. Málokdo však využívá BIM k vlastní výstavbě, ještě méně se používá k provozování budovy prostřednictvím této grafické databáze, ačkoliv v etapě provozování budovy je soustředěno většina financí z objemu celého životního cyklu této stavby, tj. cca 80–90 % peněz bude za stavbu utraceno v průběhu jejího provozu. V tomto případě také platí známé rčení – nejsem tak bohatý, abych si kupoval levné věci – tedy čím kvalitněji nakoupím na začátku, tím méně utratím později. Při reálném nasazení technologie BIM při facility managementu klesly klientům náklady na provoz a údržbu až o 30 %. Tyto procentuální údaje, tedy poměr mezi investicí a provozními náklady, vycházejí ze zkušeností ateliéru JIKA-CZ a jeho klientů. Řečeno slovy klasika: „Jak prosté“ – ale ono to prosté není a nebude. K efektivnímu využití BIM nás tlačí právní předpisy z 25. září 2017, kde vláda České republiky pod číslem 682 schválila materiál Koncepce zavádění BIM metody v České republice. Klíčovým datem pro zavádění je rok 2022, kdy nadlimitní veřejné zakázky na stavební práce financované z veřejných rozpočtů musejí být v BIM nejdříve projektovány, poté realizovány. Na příkladu Oblastní nemocnice Náchod lze ukázat tvorbu materiálu v BIM pro účely stavby, zvláště v části technického zařízení budov.

Proces projektové dokumentace

V letech 2014–2015 byl vytvořen v rámci příprav projektové dokumentace vlastní BIM model nemocnice, tedy  pavilonů K a J. Pavilon K je komplementární budovou, tj. sdružuje v sobě všechny části intenzivní medicíny – zobrazovací metody, operační sály, provozy lůžek intenzivní péče a lůžek anesteziologicko-resustitačního oddělení, v neposlední  řadě  porodní  sály  včetně  sálů  na  císařské  řezy a lůžek neonatologické intenzivní péče.

Proti tomu pavilon J je pro projektanta a dodavatele dispozičně méně složitým. Jde o lůžkový pavilon pro různé obory. Vlastní dům   je vybaven moderními technologiemi, jež budou udržovat nemocnici v chodu. Jedním z jednodušších prvků jsou rozvody kanalizace, která je řešena jako oddílná, tedy splašková a dešťová. V tomto případě se navíc vyskytuje i kanalizace infekční. Po objektu je rozvedena studená a teplá voda. Systém přípravy teplé vody je vybaven zařízením pro likvidaci legionelly. Vyskytuje se zde demineralizovaná voda a také ultračistá voda pro medicinské provozy. Z vody se navíc vyrábí sterilní pára pro provoz přístrojů.

Dům topí, chladí, dalo by se říci, že nic neobvyklého. Dům dále větrá – jednak inteligentně, avšak udržuje také ve vybraných čistých prostorech přetlak v třídě čistoty ISO 5 a ISO 7 podle třídy prostoru (podle ČSN EN 14644-1). Přetlakové větrání je řešeno podle DIN 1946-4, která efektivně definuje provoz čistých prostorů v nemocnici. Přetlak je dynamicky regulován jak podle momentálních potřeb provozů, tak aktuálního atmosférického tlaku, který kolísá v závislosti na počasí, teplotě, rychlosti a směru prodění vzduchu.

Atypické je provedení silnoproudých instalací, které je  podle  ČSN 33 2000-7-710 ve více druzích, a to MDO (málo důležité obvody), DO (důležité obvody), ZIS(zdravotnická izolovaná soustava) a VDO (velmi důležité obvody). Celá budova a její provoz je napojen na slaboproudé rozvody včetně integrace sytému řízení budovy přesvelín. Vlastní ovládací software je koncipován tak, aby bylo možné budovy ovládat z mobilu či tabletu  v  různých  stupních  přístupu  jak  facility  managementu,  tak i běžných uživatelů, jako je lékař, sestra, sanitář či pacient.

Je zde však ještě další systém rozvodů, a tím je potrubní pošta. Ta je řešena ve dvou systémech, a to o průměru 110 mm pro standartní dopravu materiálu a vzorků včetně léku po robotizaci lékárny, ale také o průměru 160 mm pro transport sterilních nástrojů a krevních přípravků. Rozsáhlý je systém medicínských plynů (mediplynů). Je jich v tomto případě osm druhů, tedy osm systémů a rozvodů. Jde o čistý kyslík podle LEK 15, oxid dusný, oxid uhličitý, stlačený vzduch o tlaku 4, 8 a 15 bar pro medicinské účely podle LEK 15 a také stlačený technický vzduch o tlaku 8 bar. Poslední je rozvod vakua o tlaku 850 mbar pro odsávačky. Předpisy LEK vydává Státní ústav pro kontrolu léčiv, tato média jsou deklarována jako léčivo a podávají  se  přímo  pacientům v procesu léčby jako podpora životních funkcí, či jim dokonce tyto základní životní funkce (dýchání) nahrazují.

Celkový pohled na stavbu budovy nemocnice, vizualizace

Rozšíření stavebního BIM modelu o část technického zařízení budov

Po zahájení stavebních prací dodavatele stavby jsme započali v ateliéru připravovat rozšíření stavebního BIM modelu o část technického zařízení budov pro dodavatele stavby. Jak je popsáno výše, jde o velmi mnoho systémů. Tým čtyř lidí strávil na vytváření tohoto modelu celkem cca 8000 hodin a dalších cca 650 hodin se věnoval koordinaci a řešení kolizí rozvodů.

Původní výkresová dokumentace technického zařízení budov byla, na rozdíl od stavební části, zpracována jen ve 2D formátu, tedy jako plochý výkres bez třetího rozměru a databázových informací. Vzniká tak v tomto případě dvojitá práce, než kdyby se stavba přímo řešila v softwaru BIM, ale s ohledem na čas přípravy projektové dokumentace i postup realizace stavby byl tento  oddělený postup (tj. nejdříve tvorba 2D dokumentace     v roce 2015 a tvorba BIM modelu v roce 2018) aplikován s ohledem na složitost a rozsáhlost problematiky. Původní dokumentace obsahovala jen 2D koordinaci sítí, vymezovala koridoryprovedení, odbočovací místa apod. Prvním krokem bylo třeba vytvořit BIM model vzduchotechniky. Jedná se o objemově  největší prvky, od nichž se budou odvíjet další prvky   a také jejich závěsy. Byly tedy vymodelovány rozvody vzduchotechniky včetně izolací, do vlastností prvků byly přidány materiálové informace (proudící médium s jeho vlastnostmi, vlastní potrubí, typ izolantu). Vzduchotechnické jednotky a koncové prvky jako indukční trámy byly přidány jako knihovní prvky získané přímo od konkrétního výrobce zařízení, tedy včetně jeho databázových informací.

V dalším kroku bylo přidáno žlábování jak pro silnoproudé, tak slaboproudé elektroinstalace, včetně sytému  měření  a  regulace  integrovaných do sytému řízení budovy. Ze silnoproudých instalací byla dále přidána svítidla, která jsou významných prvkem v podhledu. Ta byla již osazena do modelu rastru podhledu ze stavebního modelu. Běžné kabely nebyly modelovány, mimo jiné s ohledem na skutečnost, že jich je v budově 1200 km (z toho 500 km silnoproudých  kabelů systémů  MDO, DO, ZIS   a VDO a 700 km slaboproudých systémů, jako je strukturovaná kabeláž, zabezpečovací systémy, evakuační rozhlas, elektronická kontrola vstupu, systém sestra – pacient včetně telemetrie, vyvolávací systém, jednotný čas, audiovizuální systém, informační a naváděcí systém). V BIM jsou však vyneseny rozvody vysokého napětí a páteřní rozvody. Jde o velké kabely 240 mm2 či 120 mm2 nebo 90 mm2, které  mají poloměr otáčení více než 2 m, a proto je třeba s nimi v prostorové koordinaci počítat.

Významnou a nemalou položkou jsou rozvody tepla a chladu. Opět  se jedná primárně o trubní rozvody, které mají vlastnost medií, trubky a izolantu. Koncovými prvky jsou jednak deskové topné o plochy, které vznikly z knihoven výrobců, a také indukční jednotky i jednotky přesné klimatizace. V tomto případě bylo nutné vytvořit vlastní knihovny pro tyto prvky z důvodu absence prvků od výrobců konkrétních jednotek formou jejich vymodelování.

Rozvody vody a kanalizace byly vytvořeny v modelu včetně příslušných vlastností. Negativním prvkem při tvorbě byla problematika spádů kanalizace. Při následné optimalizaci koordinace totiž docházelo   k problémům s přesuny, kdy šikmá trasa nefunguje jako celý prvek    a musí se postupně přesouvat po částech.

Celý článek naleznete v archivu čísel (č. 9/2019).