TRABAJO FIN DE GRADO
GRADO EN INGENIERÍA DE EDIFICACIÓN
Modelado con información para la construcción BIM de anteproyecto de edificio de viviendas.
Definición constructiva, estructura y renderizado.
Alumna: Paloma Vivancos Fernández
Director del trabajo: Julián Pérez Navarro
Codirector del trabajo: Adolfo Pérez Egea
Índice de contenidos
Memoria:
Modelado con información para la construcción BIM deanteproyecto de edificio de viviendas
……….……….…………..
3
Anexos ……….………...……….…
80 Listados de Cálculo Cype..………...…..…….…81
Listado de datos de la obra………..….83
Listado de coeficientes……….…….109
Cargas horizontales de viento……….115
Listado de escaleras………...117
Medición y Presupuesto……….……....….144
Planos………...………236
0.0 Situación y emplazamiento………..…..237
1. Planta sótano………....238
1.1. Planta rasante………...239
2. Planta baja……….…...240
3. Planta primera………..…241
4. Planta segunda……….…...242
5. Planta tercera……….…..243
5.1. Planta ático………....…244
6. Cubiertas………..…….….245
7. Alzados……….…..….246
8. Sección transversal……….….…247
9. Sección transversal……….…...248
10. Sección longitudinal………...249
11. Axonometría………...250
12. Replanteo cimentación………251
13. Armado planta baja………...…252
14. Armado planta tercera………....…253
15. Pilares y pórticos planta tercera…………...254
Modelado con información para la construcción BIM de anteproyecto
de edificio de viviendas.
Definición constructiva, estructura y renderizado.
Alumna: Paloma Vivancos Fernández
Director del trabajo: Julián Pérez Navarro
Codirector del trabajo: Adolfo Pérez Egea
RESUMEN
Durante los últimos años se está implantando de manera progresiva e imparable una nueva metodología de realización de proyectos de edificación; Building Information Modeling.
Es conocida como BIM y está llamada a ser el futuro para el sector de la ingeniería, la arquitectura y la construcción.
La Directiva 2014/24/UE de la Unión Europea recomendó a los estados miembros el uso de la metodología BIM en los proyectos financiados con fondos públicos para abril de 2016. En España, fue en 2015 cuando el Gobierno español aprobó la transposición de la Directiva y creó la Comisión Nacional es.BIM para la implantación BIM en España. Esta comisión, que está liderada por el Ministerio de Fomento, propone una hoja de ruta que convertirá el uso de BIM en obligatorio para toda licitación pública. Será obligatorio BIM para Licitaciones Públicas de Edificación a partir del 17 de diciembre de 2018, ampliándose al 26 de julio de 2019 para Licitaciones Públicas de Infraestructuras.
Hoy día, a mediados de 2018, se pretende con este Trabajo Fin de Grado demostrar la eficacia de esta nueva metodología a partir de un anteproyecto de edificio de viviendas. Para ello, previamente se explica el concepto BIM, para luego realizar el modelado de edificio con la herramienta Revit de Autodesk. Concretado el modelo, se compara con la metodología
tradicional en cuanto a ventajas e inconvenientes se refiere, realizando: cálculo estructural, presupuesto aproximado, definición constructiva y renderizado. Por último, se establecen unas conclusiones que determinen si se han cumplido los objetivos dados.
Paloma Vivancos Fernández
MOTIVACIÓN PERSONAL
La elección y proposición de esta temática para mi Trabajo Fin de Grado se vio condicionada por la iniciativa de mi tutor y director de este trabajo; Julián Pérez Navarro, quien despertó en mí el interés de una nueva forma de trabajo capaz de cambiar la perspectiva de realización de proyectos que se tiene en el sector de la arquitectura y la edificación.
El presente trabajo se presentó como una oportunidad de profundizar en la tecnología Bim de una forma muy completa, ya que no solo aprendería a utilizar un software, sino también comprendería todos los aspectos de la metodología, entendiendo su origen y aplicación práctica.
AGRADECIMIENTOS
Siendo este Trabajo Fin de Grado fruto de mi esfuerzo y dedicación, he de reconocer que su redacción y conclusión no habría sido posible sin la ayuda y el apoyo de muchas personas cuya colaboración me gustaría agradecer.
Primeramente, agradecer su labor a Julián Pérez Navarro y Adolfo Pérez Egea, director y codirector de este trabajo, por su dedicación, entrega y paciencia.
Al colegio de aparejadores, arquitectos técnicos e ingenieros de edificación, donde tuve la oportunidad de realizar prácticas de empresa y que, durante mi labor, me permitieron estar presente en los cursos y potencias que allí mismo se impartían sobre la tecnología Bim y el manejo de Revit, facilitando además el acceso a plataformas de modelado.
Mostrar también mi agradecimiento a aquellas personas cuyo apoyo ha sido
determinante. A mi familia, a mi pareja y amigos, por su apoyo incondicional y sus ánimos en los momentos más difíciles durante la realización de este trabajo.
A todos, gracias.
GLOSARIO DE TÉRMINOS
• AIA: American Institute of Architects
• BIM: Building Information Modeling
• CAD: Computer Aided Design
• IFC: Industry Foundation Classes
• IAI: International Alliance for Interoperability
• LOD: Level Of Development
• TFG: Trabajo fin de Grado
Paloma Vivancos Fernández
INDICE
1 Introducción... 6
1.1 Antecedentes... 6
1.2 Objetivo ... 7
1.3 Metodología ... 7
2 Building Information Modeling ... 8
2.1 Definición Bim ... 8
2.2 Origen ... 10
2.3 Características ... 10
2.4 Niveles de desarrollo LOD ... 11
2.5 Dimensiones ... 13
2.5.1 BIM 4D ... 13
2.5.2 BIM 5D ... 13
2.5.3 BIM 6D ... 13
2.5.4 BIM 7D ... 14
2.6 Interoperatividad – Formato IFC ... 14
2.7 Diferencias con la metodología Cad ... 16
2.7.1 Definición de elementos. ... 16
2.7.2 Fiabilidad en los cambios. ... 16
2.7.3 Coordinación de los agentes intervinientes ... 16
2.8 Herramienta de trabajo software Revit. ... 17
3 Modelado con información. Anteproyecto de Viviendas ... 19
3.1 Estudio previo. Primeros pasos. ... 22
3.1.1 Niveles de desarrollo ... 25
3.2 Calculo de estructura ... 34
3.2.1 Exportación a IFC ... 35
3.2.2 Lectura de Cypecad del archivo IFC. Primeros pasos ... 35
3.2.3 Introducción de elementos constructivos ... 37
3.2.4 Cálculo y resolución de errores ... 39
3.2.5 Generación de listados y planos. ... 45
3.2.6 Cambio en el modelo LOD 300 ... 46
3.3 Definición constructiva ... 49
3.3.1 Sistema estructural ... 49
3.3.2 Sistema envolvente ... 53
3.3.3 Sistema de compartimentación ... 56
3.3.4 Sistema de acabados ... 56
3.4 Medición y presupuesto ... 58
3.4.1 Tablas de planificación y medición ... 58
3.4.2 Presupuesto aproximado ... 59
3.5 Renderizado ... 63
3.5.1 Animacion con Lumion ... 68
4 Conclusión ... 72
5 Bibliografia ... 74
6 Índice de imágenes ... 76
7 Anexos ... 78
1 Introducción
La metodología CAD, o dibujo asistido por ordenador, supuso un gran avance en el sector de la arquitectura y la construcción pues redujo los tiempos en elaboración de planos. Se pasó de dibujar con lápiz a realizarlo de manera informática. Sin embargo, esta forma de trabajo da lugar a la creación de multitud de planos, a menudo de forma independiente, debido a los distintos agentes que intervienen en el proceso. Además, de forma habitual, existen
incoherencias y problemas no previstos en ejecución de obra debido a esta forma no ordenada de gestión de información. Esto se materializa en tres aspectos: más tiempo, más gasto económico y mayor dificultad en la visualización del proyecto.
Sin embargo, ha surgido recientemente una nueva metodología capaz de cambiar todos estos problemas, siendo ya una realidad promovida por los gobiernos para las obras públicas.
Es conocida como BIM (Building Information Modeling) y en la Unión Europea, “el Parlamento ya ha instado a los países miembros para que aborden la modernización de las normativas de contratación y licitaciones públicas” www.fomento.gob.es
En 2015, fue el ministerio de Fomento, quien decidió “asumir el liderazgo del proceso de adopción de la metodología BIM”, a través de la Comisión Nacional es.BIM para la
implantación y puesta en práctica en diciembre 2018.
Hoy día, a mediados de 2018, muchos profesionales desconocen la ventaja que supone el uso de esta nueva metodología, aun habiendo oído hablar de BIM. Pero, ¿Es realmente esta tecnología más eficaz que la tradicional en cuanto a la elaboración de un proyecto? Y si es así,
¿Por qué?
Para dar respuesta a la pregunta, se redacta el presente trabajo fin de Grado, que
pretende desarrollar de manera práctica y teórica el uso de BIM en un anteproyecto de edificio de viviendas a través de un software informático.
Para la realización de ambas partes he acudido a páginas webs, blogs de arquitectura, empresas de software, manuales de usuario o tutoriales de YouTube, pues además de estudiar la metodología BIM, he tenido que aprender de forma autónoma el manejo de la herramienta informática más novedosa: Revit de Autodesk.
1.1 Antecedentes
El trabajo se centra en la tecnología BIM (Building Information Modeling) y el uso del software Revit para realizar el modelado de un anteproyecto de viviendas dado las plantas en formato CAD. El edificio cuenta con una planta sótano, planta baja con 5 viviendas, planta primera y segunda con 5 viviendas cada una y una planta tercera con 2 áticos y 1 vivienda.
Paloma Vivancos Fernández
1.2 Objetivo
Este Trabajo Final de Grado trata de dar respuesta a la pregunta de cómo la metodología BIM mejora la metodología tradicional en lo referente a la gestión de la información de un anteproyecto durante la fase de redacción.
Se pretende gestionar y modelar la información de un anteproyecto de edificio de viviendas del cual solo se tiene los planos de planta.
Para llevarlo a cabo, se sigue el siguiente planteamiento;
1. Conocer la metodología BIM a un nivel teórico (origen, uso, características, niveles de desarrollo…) y el software de Revit como herramienta de trabajo.
2. Modelar el edificio con el software de Revit en sus distintos niveles de desarrollo, proyectado inicialmente con la metodología tradicional CAD.
3. Proceder al cálculo de la estructura con el programa Cypecad, habiendo exportado un primer archivo Revit con un intercambiador denominado IFC.
4. Realizar presupuesto y medición del proyecto.
5. Plasmar definición constructiva y renderizado dado el modelo generado.
6. Presentar animación del edificio con el programa Lumion.
7. Determinar las conclusiones comentando la experiencia dada esta nueva forma de trabajo.
1.3 Metodología
Para alcanzar los objetivos propuestos, el trabajo se divide en dos bloques: el primero aporta un enfoque teórico y el segundo un enfoque práctico.
El primer bloque nos sitúa en el contexto actual del sector de la construcción para
entender la importancia de una nueva forma de trabajo como es la metodología BIM. De esta forma se explica su origen, definición, niveles de desarrollo, características, así como las ventajas y limitaciones frente a la tecnología CAD.
El enfoque práctico, será el que nos permita comprobar la veracidad de lo enunciado en el apartado teórico. Para ello se realizará el modelado en BIM, (partiendo de las plantas en formato CAD), mediante el software Revit, llegando a ciertos niveles de desarrollo. Se realiza además el cálculo estructural, por tanto, se citan los pasos a seguir para vincular archivos (Interoperatividad, uso de IFC), para explicar el tipo de estructura escogida, así como los inconvenientes a la hora de realizar dicho proceso. Seguidamente muestro definición constructiva, materiales utilizados durante la renderización del edificio para así obtener los planos, memoria, medición y presupuesto del anteproyecto de viviendas. También se realiza una animación a modo de video que muestre el edificio completo.
Finalmente se determinan si se han cumplido los objetivos propuestos, y se extraen unas conclusiones fruto del análisis teórico- práctico realizado.
2 Building Information Modeling
Este capítulo comprende la parte teórica, donde abordaremos los conceptos más
importantes de esta novedosa forma de trabajo. Pero antes, tenemos que poner en contexto la situación del sector de la construcción para comprender si es necesario un cambio en la forma de trabajo, y si este cambio empieza con BIM.
La crisis que atraviesa el del sector de la construcción se debe en parte a un factor coyuntural (el pinchazo de la burbuja inmobiliaria a finales de 2007) pero también a un factor estructural, modelo productivo y competitivo en el que se ha basado siempre. Por ello, hay que preguntarse si hay otras opciones, realizar un cambio para dotar al sector de mayor competitividad y con ello resulten mejores construcciones.
Una edificación es un producto único, heterogéneo e inamovible, resultado de un proyecto del que intervienen proyectista, promotor constructor…y de más agentes, dado unos plazos definidos. Plazos que raramente son cumplidos, y agentes que no trabajan conjuntamente, (sobre todo debido a factores de subcontratación), dando lugar a un aumento de los costes de producción y de conflictos durante la fase de ejecución.
En cuanto a la documentación aportada, no siempre se tramite de forma completa ni actualizada. En ocasiones resulta insuficiente para algunos agentes, dando lugar a redibujar soluciones y malinterpretar la voluntad de proyectista. En definitiva, se obtienen multitud de planos en papel o en formato pdf en 2D que dificulta el entendimiento y la comprensión.
La nueva metodología BIM, pretende subsanar todos estos inconvenientes y con este trabajo comprobaremos si es capaz de conseguirlo.
2.1 Definición Bim
Es indispensable comenzar a hablar de bim, sin conocer realmente ¿Qué es BIM?, a día de hoy existen multitud de definiciones que lejos de dar respuesta a la pregunta, hablan de las ventajas que aporta esta nueva metodología. Pero, ¿Qué es exactamente y porque es tan importante para el fututo de la construcción?
A continuación, se citan algunas definiciones más representativas, resultando la de Eloi Coloma (2008) particularmente, la más acertada:
Eloi Coloma Picó en INTROUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA BIM. Define BIM como:
“BIM es el acrónimo de Building Information Modeling (modelado de la información del edificio) y se refiere al conjunto de metodologías de trabajo y herramientas caracterizado por el uso de información de forma coordinada, coherente, computable y continua;
empleando una o más bases de datos compatibles que contengan toda la información en lo referente al edificio que se pretende diseñar, construir o usar. Esta información puede ser de tipo formal, pero también puede referirse a aspectos como los materiales empleados y sus calidades físicas, los usos de cada espacio, la eficiencia energética de los
Paloma Vivancos Fernández
BuildingSMART, Asociación privada sin ánimo de lucro, cuyo objetivo es fomentar la eficacia en el sector de la construcción con el uso de estándares abiertos de interoperatividad y modelos de negocio orientados a la colaboración, establece:
“Building Information Modeling, es una metodología de trabajo colaborativa para la creación y gestión de un proyecto de construcción. Su objetivo es centralizar toda información del proyecto en un modelo de información digital creado por todos sus agentes. Bim supone la evolución de los sistemas de diseño tradicionales basados en el plano, ya que incorpora información geométrica (3D), de tiempos (4D), de costes, (5D), ambiental (6D) y de mantenimiento (7D). El uso de BIM va más allá de las fases de diseño, abarcando la ejecución del proyecto y extendiéndose a lo largo del ciclo de vida del edificio, permitiendo la gestión del mismo y reduciendo los costes de operación.”
Para Autodesk, compañía del programa REVIT, utilizado como herramienta para la elaboración de este Trabajo Fin de Grado:
“El modelado de Información para la Edificación BIM- Building Information Modeling es un método innovador para facilitar la comunicación entre los sectores de la arquitectura, la ingeniería y la construcción. Con BIM, arquitectos e ingenieros generan e intercambian información de manera eficiente, creas representaciones digitales de todas las fases del proyecto de construcción y simulan el rendimiento en la vida real, lo que perfecciona el flujo de trabajo, aumenta la productividad y mejora la calidad…”.
Dadas estas definiciones aclararemos que BIM, no es solo un modelo virtual en 3D sin información, es mucho más. Se trata de un proceso de generación y gestión de datos del edificio durante su ciclo de vida (diseño, construcción, explotación y demolición). Tampoco resulta ser un software, existen herramientas informáticas como Revit, ArchiCAD o AllPlan.
Imagen 1. Definición de BIM. Fuente: http://www.seycsa.com/servicios/servicios-bim
2.2 Origen
Podemos decir que el nacimiento de esta nueva metodología se remonta a la década de 1970, principios de 1980. Años en los que el CAD (Computer Aided Design), se convirtió en una plataforma de trabajo imprescindible en el sector de la construcción, siendo AutoCAD el software líder más conocido y comercializado.
Durante estos años, Charles M. Eastman en su trabajo “Building Description System”
publicado en el AIA Journal en 1975, defendía que “cualquier cambio que se produjera en el dibujo, se debería hacer sólo una vez, y que la estimación de costes y cantidad de materiales, se podrían generar con facilidad a partir de una única base de datos”. Convirtiéndose en el primer ejemplo de nueva forma de trabajo que hoy en día conocemos como BIM.
Charles M. Eastman ya predecía un modelo paramétrico, donde los contratistas podrían encontrar ventajosa esta información para la programación y cantidad de materiales a demandar. Sin embargo, fue Jerry Laiserin quien en 1987 popularizó el termino Bim como un vocablo común para la representación digital de procesos de construcción, con el objetivo de intercambiar e interoperacionalizar información en formato digital.
Por otro lado, en cuanto a la creación de una herramienta informática, la empresa pionera en la aplicación de BIM a un software fue la húngara Graphisoft, bajo el nombre de Virtual Builging en 1987 en su programa ArchiCAD (primer programa CAD capaz de crear tanto dibujos en 2D como en 3D) (COMGRAP).
Asimismo, de todos los programas que se pueden utilizar como herramienta BIM, el más joven de todos es Revit de Autodesk. Su origen tiene lugar cuando la compañía Revit
Technology Corporation desarrolló el primer software de diseño arquitectónico totalmente paramétrico. En 2002, la empresa fue comprada por Autodesk, quien, viendo su potencial, decidió adquirirlo para evitar así, que amenazase la hegemonía de AutoCAD. No obstante, finalmente optó por mantener el desarrollo de las dos líneas de software (Revit y su programa estrella AutoCAD) ya que otros fabricantes de productos similares estaban en auge (ArchiCAD de Graphisoft, Bentley de Nemestcheck, etc.) (COMGRAP).
2.3 Características
Única base de datos
Una de las características principales de BIM es que se trata de un contenedor único en 3D, accesible a todos los agentes intervinientes en el proceso constructivo que incorpora toda la información relativa al proyecto, almacenada en una única base de datos. De esta forma, toda la información puede ser consultada y modificada en cualquier momento. Por tanto, la información es bidireccional, es decir, es posible extraerla, gestionarla y devolverla, comprobando la coherencia y validez de las relaciones entre los elementos modificados.
Paramétrico
Uno de los aspectos más importantes es el carácter paramétrico del modelo. Se entiende por “paramétrico” las relaciones entre todos los elementos del modelo que permiten la coordinación y la gestión de cambios del software.
Paloma Vivancos Fernández
Un ejemplo de paramétrico podría ser la conexión del pavimento con respecto a un muro, de modo que, cuando algunos de los dos elementos son modificados, uno de ellos conserva la conexión con el mismo.
Interoperatividad entre diferentes programas.
Se define interoperatividad como la capacidad de compartir datos y posibilitar el intercambio de información y conocimiento entre diferentes herramientas. Esta
interoperatividad es gracias al formato IFC (Industry Foundation Classes) un estándar creado para facilitar el intercambio de información entre los programas del sector de la construcción.
Este apartado que se desarrollará detenidamente en el punto 2.6.
2.4 Niveles de desarrollo LOD
El Nivel de Desarrollo (Level of Development, en adelante LOD) es una descripción de referencia que permite definir e intercambiar con claridad el contenido y la fiabilidad de los modelos generados en las distintas etapas del diseño y durante el proceso de construcción del mismo.
No debe confundirse el concepto de nivel de desarrollo con nivel de detalle, ya que mientras que el primero se refiere a la parte gráfica del modelo, el nivel de desarrollo define el grado de precisión geométrica y de información que contiene un elemento.
El LOD surge como solución a varios de los problemas que aparecen cuando se desea intercambiar datos o cuando una persona distinta al autor quiere extraer información de él puesto que es fácil malinterpretar el grado de desarrollo en que modela un elemento.
En nuestro país no existe aún una estandarización de estos niveles de desarrollo, pero existe una iniciativa llamada uBIM, que nació en el congreso EUBIM de 2013, la cual pretende crear un documento que sirva de referencia a todos los usuarios de BIM en español.
En cambio, The American Institute of Architects (AIA) desarrolló en 2008 un documento (E202-2008) donde se establece los LOD existentes y sus definiciones. Posteriormente, este documento fue actualizado el año 2013.
Los niveles de desarrollo, según la AIA, se pueden definir de la siguiente forma:
• LOD 100:
El modelo es un diseño conceptual el cual se centra en definir los elementos del edificio (área, altura, volumen, orientación). En su definición, se utilizan elementos por defecto del software. Será el punto de partida para crear el proyecto. A partir de este nivel, podemos obtener el cálculo de costes basándonos en la superficie total.
• LOD 200:
En este nivel el modelo aporta una visión general de los sistemas constructivos e instalaciones del edificio. Esto nos permite realizar un primer análisis aproximado de cantidades y costo de las obras. El nivel LOD 200 es prácticamente como LOD 100 con la diferencia de que tenemos una idea de acabados y podemos plantear la división temporal de cada fase de obra de una forma más clara y detallada.
Imagen 2. Niveles LOD. Fuente: Revista_Building_Smart_JAM_Art.pdf
• LOD 300
El modelo se desarrolla con la información y geometría precisa de los elementos constructivos. Este modelo, nos permitirá generar los documentos necesarios para la construcción.
• LOD 400:
En este nivel, el modelo contiene la información y detalle necesario para su construcción, por tanto, alcanza una información y medición exacta.
• LOD 500:
El modelo contiene toda la información del edificio construido. Dado este modelo, se permite iniciar las tareas de mantenimiento y funcionamiento del edificio (figura del Facility Management).
En 2013 con la edición E203-2013 Building Information Modeling Protocol de la AIA añadió un nuevo nivel de desarrollo por la necesidad de un LOD que definiera los elementos de modelo suficientemente desarrollados para permitir la coordinación entre disciplinas. Los requisitos de este nivel se encuentran entre el LOD 300 y LOD 400, denominándose LOD 350.
Asimismo, en la actualidad podemos añadir a la lista nuevos niveles como LOD 600, LOD X000 o LOD 000, que, aun no estando añadidos en la AIA, es frecuente encontrarlos en numerosas webs y blogs sobre BIM. El nivel LOD 600 tiene que ver con los parámetros de reciclado de cada elemento del modelo mientras que el LOD X00 se trata del modelado de una actividad que ya se ha comenzado a realizar, como el escaneado en 3D de edificios existentes que van a ser demolidos, o bien trasladados. EL LOD 000, se define como la primera realidad del proyecto, incluye características terreno (topografía, estudio geotécnico…), del entorno (clima, soleamiento…) y las propias de la parcela (referencia catastral, superficie, divisiones…).
Paloma Vivancos Fernández
2.5 Dimensiones
Sabemos que con un modelado en BIM obtenemos una visión tridimensional del edificio cuyo valor máximo es la información que contiene. No obstante, el mundo Bim alberga más dimensiones;
Imagen 4. Dimensiones BIM. Fuente: http://www.seycsa.com/servicios/servicios-bim
2.5.1 BIM 4D
El BIM-4D consiste en integrar el tiempo al modelo BIM, es decir, se puede asignar a cada elemento una secuencia de construcción.
Uno de los principales usos del 4D en proyectos de construcción es la capacidad de hacer una planificación de la ejecución de la obra, obteniendo un análisis detallado de ejecución constructiva dirigida por una línea de tiempo y optimizando los plazos.
Por tanto, se puede vincular cada actividad al diagrama Gantt, generado con software de gestión de proyectos como puede Microsoft Project. Además, ésta dimensión puede incluir simulaciones animadas en las que se indica el orden en que los trabajos van a ser completados, junto con el tiempo que tardará en completarse.
2.5.2 BIM 5D
El BIM-5D hace referencia a los costes y estimación de gastos de un proyecto, logrando tener un mayor control sobre la información contable y financiera.
Esta quinta dimensión logra mejorar la rentabilidad del proyecto, detallando cuándo, cómo y dónde se está gastando el dinero.
Para ello, podemos utilizar software como Presto o Cype.
2.5.3 BIM 6D
El BIM-6D hace referencia a sostenibilidad del edificio, es decir, aporta valor al modelo al conseguir realizar análisis de consumo de energía en fases tempranas
del diseño del edificio, Además, permite la medición de la ocupación durante la construcción.
Así, se obtienen estimaciones completas y precisas que permiten la toma de decisiones apropiadas para un mejor rendimiento de la edificación.
2.5.4 BIM 7D
BIM 7D es la dimensión empleada para las operaciones de mantenimiento de las instalaciones durante la vida útil de los edificios ya que consiste en un modelo as-built, es decir, existe un modelo exacto, de lo que está construido, para entregarlo al propietario del edificio para su posterior utilización y
mantenimiento.
Permite conocer el estado de las instalaciones, especificaciones sobre su mantenimiento, manuales de uso, fechas de garantía, etc., y controlar y/o gestionar de forma más eficiente los costos relacionados con dichas tareas, optimizando la gestión del edificio hasta su demolición. Podemos decir que a partir de BIM-7D, surge el llamado Facility Management.
2.6 Interoperatividad – Formato IFC
Como se ha comentado en el apartado de características, la interoperatividad es la
capacidad de compartir datos y posibilitar el intercambio de información y conocimiento entre diferentes programas informáticos. Dado que en el mercado existe un amplio abanico de softwares que permiten el desarrollo de proyectos en BIM, y por tanto el intercambio de datos, se ha visto necesaria la creación de un formato común que permita intercambiar ficheros de información producidos por distintas herramientas informáticas que garantice la interoperatividad entre aplicaciones y agentes.
Esta capacidad de compartir información es gracias al formato IFC (Industry Foundation Classes), definido por la Norma ISO 16739:2013, es un estándar abierto en la industria de la construcción para la descripción digital de modelos de construcción durante el proceso BIM.
Este formato fue desarrollado por el IAI (International Alliance for Interoperability), predecesora de la actual BuildingSMART International, en España es BuildingSMART Spanish Chapter ,una asociación sin ánimo de lucro que integra los diferentes agentes del sector de la construcción ( Promotores/Inversores, Constructoras, Ingenierías, Estudios de Arquitectura, Desarrolladores de Software, Facility y Project Managers, Centros de Investigación, Fabricantes de Productos y Materiales, Universidades y Administraciones Públicas) cuyo principal objetivo es alcanzar nuevos niveles en la reducción de costes y tiempos de ejecución para el aumento en la calidad y eficacia en el sector de la construcción.
Paloma Vivancos Fernández
La interfaz IFC garantiza un intercambio de datos paramétrico de alta calidad. En la
práctica, el intercambio de datos paramétricos de proyectos BIM se realiza sobre la base de IFC 2x3. Se asignan las capas de construcción lógicas (edificios, plantas, paredes, aberturas,
ventanas), propiedades de pertenencia y geometría opcional. Las informaciones, atributos e identificaciones precisas del modelo están, por lo tanto, disponibles en alta calidad para todos los planificadores y operadores especializados.
Todos aquellos programas que soportan IFC pueden leer e intercambiar información, con otros programas. Obviamente la funcionalidad no es total entre aplicaciones, pues cada programa tiene sus condiciones. Aun así, es posible ahorrar mucho tiempo y es una herramienta eficaz a la hora del desarrollo de un proyecto.
Dado que en BIM existe una comunicación permanente entre los distintos agentes intervinientes en el proceso constructivo, los datos relativos al modelo son definidos una sola vez y compartidos por los demás agentes intervinientes. Poder trabajar con un formato estándar, hace que esta comunicación sea aún más fácil.
Una vez obtenido un modelo BIM con cualquier software de modelado, como puede ser Revit o ArchiCad, podríamos vincular o exportar nuestro archivo a un formato IFC para continuar con el desarrollo de nuestro proyecto, es decir, podríamos proceder al cálculo de estructura con Cypecad, utilizar Lumion para animaciones, V-ray para renderizado, Ms Project para programación de obra o bien Arquimedes para mediciones y presupuesto.
Imagen 6. Interoperatividad entre archivos. Fuente: https://helpcenter.graphisoft.com/guides/archicad- 21/collaboration-guide-for-archicad-21/sharing-the-bim-model-ifc/
2.7 Diferencias con la metodología Cad
Llegados a este punto, resulta evidente señalar que la metodología BIM cambia por
completo la forma de trabajo que se ha venido desarrollando a lo largo de los años. Es por ello que a continuación se enumeran algunas diferencias más destacables entre la metodología CAD y BIM.
2.7.1 Definición de elementos.
En CAD, utilizamos elementos genéricos como líneas, tramas, arcos… asociados a un nombre o capa obteniendo un dibujo virtual. Por el contrario, las aplicaciones BIM,
modelamos con elementos reales de construcción como muros, forjados, cubiertas, etc. que imitan el proceso real de construcción. En este caso, a diferencia del CAD, no dibujamos, sino que construimos, obtenemos una construcción virtual.
2.7.2 Fiabilidad en los cambios.
Dado el carácter paramétrico de la metodología BIM, nuestra construcción virtual se encuentra relacionadas entre sí; alzados, secciones o vistas. Así, todos aquellos cambios realizados en el diseño son automáticamente detectados y corregidos en todas las vistas generadas. Por el contrario, en la metodología CAD dibujamos elementos relacionados entre sí, pero independientes ya que ante cualquier cambio en una vista hay que apresurarse en ver cómo afecta dicha modificación a las restantes vistas y editarlas.
2.7.3 Coordinación de los agentes intervinientes
Es muy común en un proyecto encontrar documentos que hacen complicada la coordinación entre los agentes intervinientes dado que cada cual trabaja con archivos e información distinta, y su actualización da lugar a errores y a pérdida de información.
Así pues, esta falta de coordinación hace que los problemas que deberían ser evitados o corregidos en la etapa de diseño, se traspasen a la ejecución de la obra, generando retrasos en la programación y pérdidas económicas para la constructora y el cliente.
Por tanto, conseguir que la información en el desarrollo de un proyecto este coordinada no es fácil, pero es imprescindible para que pueda llevarse a cabo un buen trabajo en un equipo multidisciplinar, y con BIM esto es posible.
Como ya comentamos en el apartado de interoperatividad, es posible el trabajo colaborativo entre los diferentes agentes, utilizando un archivo actualizado en formato IFC, que da la posibilidad de trabajar desde cualquier lugar, obteniendo la información
permanentemente actualizada desde la etapa de diseño y siempre con un mismo archivo de información.
Paloma Vivancos Fernández
2.8 Herramienta de trabajo software Revit.
El software empleado para el desarrollo de la parte práctica de este proyecto es Revit 2017 de Autodesk.
Tal como indica en la web de Autodesk, Revit ha sido creado para el diseño de proyectos BIM permitiendo a los profesionales del diseño y la construcción transformar las ideas desde el concepto hasta la terminación con un enfoque coordinado y homogéneo basado en modelos.
Además, con Revit MEP y Revit estructura se integra en un mismo programa tanto la parte de arquitectura como la de instalaciones y estructura.
Desde el punto de vista personal, resulta de una herramienta muy intuitiva y de fácil aprendizaje, pues el manejo de este programa ha sido de forma autónoma, con ayuda de videos en las webs que explicaban de forma efectiva el manejo de este software.
Asimismo, para entender mejor los conceptos que en adelante se van a comentar en el modelado, definiremos algunos de ellos, los cuales han sido consultados en la guía de usuario de revit en su última versión de 2011.
• Proyecto
El proyecto es la base de datos con información sobre la construcción. El archivo contiene toda la información referente a geometría y construcción.
• Nivel
Los niveles consisten en planos horizontales infinitos, que sirven de referencia a los elementos que alberga, como suelos y techos. Se crean tanto para definir un plano de planta como para referenciar alguna altura en concreto, como por ejemplo como la parte inferior de la cimentación
• Elemento
Revit está compuesto por diferentes elementos que se encuentran clasificados por categoría, familia y tipo.
Una categoría es cada uno de los elementos utilizados para el modelado, ya sea muros, pilares puertas...
Familia: Las familias son clases de elementos que pertenece a una categoría. Una familia agrupa elementos con un conjunto de parámetros comunes con una misma utilización y representación gráfica similar.
Tipo Cada familia contiene varios tipos. Un tipo puede ser un tamaño específico de una familia. Un ejemplo sería las distintas dimensiones de una puerta.
Imagen 7. Conceptos Revit. Fuente: Guía Revit 2011 de Autodesk.
Asimismo, podemos establecer tres tipos de elementos según el carácter paramétrico:
• Elementos de modelo: representan la geometría 3D real de un edificio. Aparecen en vistas relevantes del modelo. Muros, ventanas, puertas y cubiertas son ejemplos de elementos de modelo.
• Elementos de referencia, que ayudan a definir el contexto del proyecto. Rejillas, niveles y niveles de referencia son ejemplos de elementos de referencia.
• Elementos específicos de vista, que aparecen sólo en las vistas en que se
encuentran. Son útiles para describir o documentar un modelo. Cotas, etiquetas y componentes de detalle 2D son ejemplos de elementos específicos de vista.
Imagen 8. Elementos Revit. Fuente: Guía Revit 2011 de Autodesk
Paloma Vivancos Fernández
3 Modelado con información. Anteproyecto de Viviendas
El anteproyecto de viviendas sobre el que se ha realizado el modelado en revit, ha sido facilitado en formato dwg por el tutor de proyecto. Durante su desarrollo, se llegará hasta el nivel de detalle LOD 300 y se comentara las ventajas o incongruencias que han ido surgiendo a medida que se avanza en el mismo.
De este modo, procedo a mostrar los planos de planta, base del presente trabajo;
Imagen 9. Planta Sótano formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Imagen 10. Plata baja formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Imagen 11. Planta Primera formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Imagen 12. Planta Segunda formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Paloma Vivancos Fernández
Imagen 13. Planta Tercera formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Imagen 14: Planta Cuarta. formato dwg. Proyecto fin de Grado.
Imagen 15. Cubierta formato dwg. Proyecto fin de Grado.
3.1 Estudio previo. Primeros pasos.
Se trata de un edificio de viviendas formado por cuatro plantas de viviendas y planta sótano bajo rasante con entrada de vehículos por edificio colindante, se estructura de la siguiente mantera:
• Planta sótano: Situado bajo rasante, y con acceso por el edificio colindante, su uso se destina a aparcamiento con una capacidad máxima de 16 plazas de garaje.
• Planta Baja: Se encuentra a una altura mayor con respecto a la rasante, ya que el acceso al edificio está situado en la cota 0.0. Cuenta con 5 viviendas y un patio de luces.
• Planta Primera y Planta Segunda: Cuenta con 5 viviendas cada una.
• Planta Tercera: Disponen de 3 viviendas, 2 de ellas son áticos, y una terraza comunitaria en el que se encuentra además dos cuartos de instalaciones
• Planta Cuarta: Se encuentra los 2 áticos con terrazas privadas
• Cubierta: Cubierta inclinada no transitable.
Dado que se trata de un anteproyecto y que únicamente se tiene el diseño del edificio, sin nada que decir de la definición constructiva, (cimentación, tipo de forjado…) serán decisiones que se irán tomando a medida que se define el edificio. De esta forma, abrimos un nuevo archivo de revit para insertar las plantillas dwg en cada uno de los niveles de plata definidos y así proceder al modelado.
Obviamente encontramos algunas incongruencias como la falta de pilares en plantas, pilares que no continúan hasta la cubierta, o la ausencia de patillos para instalaciones. Para no demorar el proceso de modelado, se toma la decisión de plasmar solo la información
Paloma Vivancos Fernández
En cuanto a la situación y el emplazamiento del edificio, se decide situarlo en Murcia, concretamente en la pedanía de Santo Ángel, al encontrar una superficie de suelo que reunía con las características buscadas.
Se trata de una superficie de suelo de urbanizable de unos 950 m2, cuya referencia catastral es; 4214401X6041S0001WK.
Imagen 16. Consulta descriptiva catastro. Documento en pdf
Requerir de un emplazamiento en Revit, nos permite adaptar el edificio a las características de la zona en cuanto a clima, orientación geográfica, topografía y demás parámetros. Esta información resulta de una gran ventaja en la gestión de datos del edificio y también a la hora de plasmar dicha información en planos, ya que se pueden obtener estudios de sol mediante fotogramas y gestionar las sombras siempre que se quiera, de forma
automática, y con bastante fiabilidad.
Imagen 18. Configuración de sol en Revit. Fuente: Elaboración propia.
La determinación de la localización del edificio será también útil para el cálculo de la estructura, en cuanto a tipo de hormigón utilizado, ambiente, recubrimientos mínimos, así como las acciones de viento y sismo. El cálculo estructural será descrito en el apartado 3.2.
Calculo de estructura.
En cuanto a la topografía, también podíamos importar la topografía del terreno propuesto en formato dwg, (al igual que con las plantas) al archivo de Revit, y realizar un corte
estratigráfico. Sin embargo, se decide realizar un emplazamiento con la introducción manual de puntos.
A partir de este momento se comienza con el modelado del edificio, cuyos pasos seguidos se mostrarán en forma de imágenes ya que resulta más fácil explicarlo de manera gráfica. Para su correcta interpretación, y siguiendo con la metodología BIM, se inicia este proceso con un nivel de desarrollo LOD 100 hasta un LOD 300. Además, se comentar las distintas ventajas o inconvenientes que van surgiendo.
Paloma Vivancos Fernández
3.1.1 Niveles de desarrollo 3.1.1.1 LOD 100
En este primer nivel definimos la geometría del edificio; insertamos plantillas en los niveles de referencia acordados al mismo tiempo que generamos suelo, pilares, escaleras, cubiertas y muros por defecto, es decir sin ninguna especificación de material, aunque si de espesor, para lograr conseguir una visión conceptual.
Imagen 19. Plantilla dwg insertada en plano rvt. Planta Baja. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 20. Vista de alzado norte con niveles de plata. Fuente: Elaboración propia.
Durante este proceso, comprobamos que además del carácter paramétrico del programa, ante un error de construcción o de relación (como en el caso concreto de la altura de la tabica en escaleras) revit lo detecta y muestra en forma de aviso. Este aviso puede ser ignorado en caso de no ser un error de construcción, por ejemplo: aviso “tamaño de la contrahuella es > 18 cm2”
Imagen 21. Vista de 3D. Introducción de suelo de forjado, pilares y escaleras (elementos genéricos).
Fuente: Elaboración propia.
Obtenida la estructura, comenzamos a definir la tabiquería interior y el cerramiento de fachada. Dado que estamos en el nivel LOD los muros solo muestran su espesor, sin nada qué decir del tipo de material o materiales que lo conforman.
Imagen 22. Propiedades de muro básico, LOD 100. Fuente: Elaboración propia.
Paloma Vivancos Fernández
Imagen 23. Vista 3D. Ejecución de muros, LOD 100. Fuente: Elaboración propia.
Hasta aquí llegaríamos con el nivel de desarrollo LOD 100, modelo que podría equivaler a la fase de anteproyecto en la metodología tradicional. Es un diseño conceptual del edificio, dado que hemos realizado un modelado con elementos constructivos básicos por defecto, que nos permitirá definir y justificar el programa de necesidades del promotor.
Este primer modelo nos serviría, también, para comprobar el cumplimiento con normativa urbanística, en lo referente a superficie de parcela, voladizos, altura plantas, entre otros.
Del mismo modo, se podría aprovechar este modelo para comprobar normativa de habitabilidad, recorridos de evacuación, etc.
Además, con este nivel poco desarrollado, tendríamos la posibilidad de realizar un estudio de soleamiento, justificando las dimensiones de los huecos programados o las distribuciones interiores del edificio.
3.1.1.2 LOD 200
Este nivel permite proporcionar a los elementos constructivos básicos que habíamos definido en el LOD 100, un acabado que simule la materialidad, aportando una visión general al cliente de cómo va a ser.
Sin embargo, esto no supone que el modelo contenga información sobre el tipo de material, marca en concreto o la forma de colocación.
De este modo, en este nivel se dividen particiones interiores para dar texturas de acabado a la tabiquería con el objetivo de conseguir una estética definida y diferenciar estancias, como, por ejemplo, cuartos húmedos.
Imagen 24. División de muros interiores para definición de texturas en cuartos húmedos.
Fuente: Elaboración propia.
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Este nivel facilita la comunicación entre el diseñador y el cliente, ya que puede ver reflejada su idea en un modelo 3D muy inicial (solo tratamiento de color a muros básicos), haciendo más entendible y visual el proyecto.
Imagen 26. Vista 3D, LOD 200. Fuente: Elaboración propia.
Como se ha comentado antes, este nivel de desarrollo ofrece la posibilidad de mostrar los acabados al promotor, dando éste el visto bueno en una fase temprana del proyecto, y así avanzar en el desarrollo del mismo o, por otro lado, realizar los cambios necesarios, pero sin producir grandes esfuerzos de trabajo.
De igual modo, este nivel de desarrollo 200 también permite al promotor iniciar las gestiones de comercialización del edificio, es decir, campañas de promoción con imágenes realistas tanto exteriores como interiores.
Imagen 27. Foto realista exterior. LOD 200. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 28. Foto realista Baño planta tercera. LOD 200. Fuente: Elaboración propia .
Imagen 29. Foto realista Habitación principal. LOD 200. Fuente: Elaboración propia.
Además, este modelado nos serviría para realizar un cálculo previo de la estructura del edificio para continuar así con su desarrollo.
En definitiva, este modelo, podría equivaler al proyecto básico en la metodología tradicional, definiendo de manera global las características del edificio y su contenido sería suficiente para solicitar la licencia municipal u otras autorizaciones administrativas, pero insuficiente para llevar a cabo la construcción.
Paloma Vivancos Fernández
3.1.1.3 LOD 300
En el nivel LOD 300 se ha agregado información referente a los materiales que componen los elementos constructivos (muros, suelos, cubiertas…). Su elección fue teniendo en cuenta eficiencia energética, materiales de la zona, y condiciones atmosféricas, ya que como comentamos al principio, solo partimos de los planos de planta del edificio.
Hay que decir, que, durante el proceso de modelado, tuve acceso a Bimmate, una
plataforma colaborativa formada por arquitectos, arquitectos técnicos e ingenieros que crean familias de elementos BIM, con marcas comerciales conocidas. Es también un proyecto experimental de investigación que publica los conocimientos adquiridos en redes y foros para el beneficio de otros profesionales.
Imagen 30. Bimmate. Fuente: https://m1.bimmate.com/magento1
En esta plataforma pude descargarme elementos constructivos (pilares, muros, cubiertas…), carpinterías, elementos sanitarios, mobiliario e incluso luminarias. Aunque ya contaba con elementos constructivos en cuanto a muros y suelos de un previo nivel LOD 200, bien, modifiqué la familia definiendo materiales o bien cambiaba a una familia descargada en bimmate.
Imagen 32. Tipos de muro utilizados. Fuente: Elaboración propia.
En cuanto a suelos, a diferencia de los muros, no pueden ser recortados e ir definiendo cada tipo. Es decir, no se pueden diferenciar los diferentes pavimentos existentes con un único suelo.
La solución adoptada fue disminuir el suelo de forjado y añadir un suelo encima de este último, diferenciando así los distintos tipos de pavimentos existentes.
Esta solución también se ha realizado en la definición de las cubiertas transitables. De esta forma, un tipo de cubierta descargada de Bimmate es colocada encima del suelo de forjado definido.
Paloma Vivancos Fernández
Imagen 34. Sección de vista 3D. LOD 300. Detalle de tipos de suelo. Fuente: Elaboración propia.
Por otro lado, hay que comentar que antes de llegar a este nivel LOD 300, previamente hemos realizado el cálculo de la estructura. Tema que abordaremos en el siguiente apartado (3.2. Calculo de estructura) ya que este procedimiento nos permite tener certeza del número de pilares, dimensión de los mismos, canto de forjados, disposición de vigas, dimensiones…o si por el contrario tenemos que realizar algún cambio en la geometría del edificio en caso de no cumplir estructuralmente.
En definitiva, un nivel de detalle LOD 300 contiene información precisa de los elementos constructivos, conocidas las cantidades reales de los materiales utilizados. Pues este proceso, podría equivaler al proyecto de ejecución, (por ello la necesidad de su cálculo),
permitiéndonos generar los documentos necesarios para la construcción del edificio como memorias, mediciones o planos muy definidos.
Imagen 35. Vista 3D. LOD 300. Fuente: Elaboración propia.
3.2 Calculo de estructura
Para realizar el cálculo de la estructura utilizamos el programa de cálculoCypecad. Este último resuelve la interoperabilidad mediante archivos de intercambio IFC, de dos maneras:
La primera consiste en importar un archivo IFC desde un programa de modelado, en nuestro caso Revit, permitiendo introducir automáticamente; forjados, pilares, losas, cargas de muros e incluso plantillas Cad. Realizada la importación, se completa y calcula la obra. Tras el cálculo, se obtiene un archivo que es exportado de nuevo a IFC para ser leído por los
programas de modelado o los programas de coordinación. Este sistema es estático, es decir, una vez importada la obra en Cypecad no se puede actualizar si ha cambiado en el programa de modelado.
La segunda manera consiste en crear lo que Cype llama un proyecto Open BIM, que consiste en agrupar los archivos IFC generados por el programa de modelado y por los programas especializados en una carpeta común ubicada en la nube. De este modo, Cypecad puede leer esos IFC y, en base a ellos, podemos modelar la estructura; a su vez, podemos igualmente generar un IFC de la estructura que se incorpora a esa misma carpeta y por lo tanto al proyecto. De este modo, cualquier cambio realizado por cualquier miembro del proyecto en cualquiera de los programas utilizados se puede trasladar (mediante la actualización del correspondiente IFC) al conjunto del proyecto en cualquier momento.
Esta metodología busca conseguir la coordinación entre las diferentes especialidades delimitando las responsabilidades y salvaguardando la información sensible, ya que lo que se comparte es únicamente la información publicada en los archivos IFC, no los modelos propios de cada programa.
En nuestro caso en particular, realizamos la primera opción, es decir, importamos a Cype un archivo Ifc que hemos exportado desde Revit, ya que en este trabajo no intervienen otros agentes ni estamos trabajando comúnmente en la nube. Tenemos en cuenta que los cambios realizados en Revit no serán actualizados en el nuevo modelo generado.
A continuación, describimos los pasos seguidos durante el proceso de cálculo y exportación.
Asimismo, recordar que, para llegar a realizar el cálculo de estructura, es preciso tener un nivel máximo de desarrollo LOD 200. Dicho nivel correspondería a un proyecto básico, y al realizar el cálculo de estructura ya podríamos realizar un proyecto de ejecución y por tanto llagar a un nivel de desarrollo LOD 300. Partimos así de un nivel LOD 200, para que así nos permita desarrollar hasta un 300 sin que tengamos que dar un paso atrás en la definición constructiva.
Paloma Vivancos Fernández
3.2.1 Exportación a IFC
El primer paso es exportar nuestro modelo a un archivo IFC, para poder abrirlo con el programa de cálculo de estructuras Cypecad.
Imagen 36. Exportando a un archivo IFC. Fuente: Elaboración propia
En la exportación, se puede modificar los elementos a exportar, ya sea tabiquería, mobiliario, carpinterías, entorno, etc., aunque por defecto, estos elementos no son seleccionados para guardarlo en un archivo IFC.
3.2.2 Lectura de Cypecad del archivo IFC. Primeros pasos
Al abrir el programa Cypecad, el módulo de introducción automática de obras: DXF, DWG y modelos CAD/BIM permite importar a Cypecad los ficheros en formato IFC generados por Revit. Cuando realiza la lectura, genera un modelo 3D resultado de la importación.
Imagen 37. Lectura archivo IFC. Cypecad. Fuente: Elaboración propia.
Mediante un asistente, el usuario confirma y completa la información obtenida del fichero IFC, de forma que se generan automáticamente los siguientes elementos de la estructura:
3.2.2.1 Distribución de plantas
En este apartado se definen las alturas de todas las plantas contenidas en el fichero IFC seleccionado. Cypecad asigna las alturas y nombres de plantas contenidos en el fichero IFC. Estos datos pueden ser modificados o validados. También se indica aquí el tipo de cimentación -Empotrada (con vinculación exterior) o Flotante (sin vinculación
exterior)- y la cota del plano de cimentación.
3.2.2.2 Cargas en plantas
Se indica las sobrecargas de uso y las cargas muertas de las plantas contenidas en el fichero IFC seleccionado.
3.2.2.3 Pilares
Se muestran en una lista los elementos del tipo pilares contenidas en el fichero IFC. Se activa aquellos que desea importar para generar los pilares estructurales de la obra.
3.2.2.4 Forjados
En una lista se encuentran los tipos de forjados y cubiertas contenidas en el fichero IFC para activar aquellos que se desea generar, así como el tipo de elemento que define los huecos. Es decir, la viga con los que se van a generar estos contornos.
Conociendo que Cypecad no reconoce los zunchos de borde como tal, habiendo que introducir dichos contornos como vigas, surgen aquí los primeros problemas de la importación.
Como se ha visto en las plantas del edificio en cuestión, se incluyen algunos huecos muy próximos que, al definirlos como vigas planas, dificultan la ejecución de las mismas al producirse su intersección. (Ver Imagen 40).
El programa no seguía ejecutándose, y se cerraba de forma inesperada. El problema lo solucionamos introduciendo todos los forjados como losas y los encuentros sin función estructural, para poder seguir con la importación y posteriormente realizar los cambios que fueran permitidos. (ver imagen 38).
Paloma Vivancos Fernández
3.2.2.5 Cargas lineales de tabiques y cerramientos
En este apartado se muestran en una lista los tipos de cerramientos y tabiquerías contenidas en el fichero IFC. El usuario activa aquellos cerramientos y cubiertas que desea que se obtengan sus cargas para colocarlas automáticamente como cargas lineales sobre las plantas de la obra de Cypecad.
Cype obtiene el valor de las cargas lineales a partir de las dimensiones de las
tabiquerías y cerramientos seleccionados, y de los pesos superficiales elegidos por el usuario de un diálogo en el que se detalla la composición y el peso superficial de varios tipos de cerramientos y tabiquerías. Es posible elegir un tipo genérico y el usuario debe asignarle un valor del peso superficial.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que no hay que generar las cargas de tabiquerías interiores si se han incluido las cargas muertas de cada planta (punto 3.2.2.2)
Como se comprueba en la Imagen 37, en la lectura del archivo no se generan todos los muros. Faltan petos y resulta de una cubierta en el aire. Que estén presentes o no estos muros solo influye en la distribución de cargas lineales. Por este motivo, se siguió con el mismo archivo, aunque se hicieron varias pruebas para que esto no ocurriera.
3.2.2.6 Plantillas de dibujo de cada planta
El usuario puede activar la creación automática de plantillas de dibujo para añadirlas a la obra de Cype. Se crea una plantilla por planta.
3.2.3 Introducción de elementos constructivos
Una vez realizada la importación, Cypecad genera una estructura analítica de pilares y forjados que no contiene cerramientos. La tabiquería solo es mostrada en planta como cargas lineales, pero no en la vista 3D. Las escaleras no se importaron, pues en revit se introdujeron por defecto, resultando ser metálicas. Por este motivo se resolvieron directamente mediante la creación de escaleras con Cypecad. Durante este proceso se fueron definiendo también el tipo de forjado la disposición de vigas y se resolvieron los huecos de forjado.
Imagen 39. Definición de elementos constructivos. Cype. Fuente. Elaboración propia.
Imagen 40. Resolución de huecos de forjado. Cype. Fuente. Elaboración propia.
Para la cimentación, dada la presencia de sótano bajo rasante, se definió el perímetro con muro pantalla y losa de cimentación de canto 50 cm, ya que, con la disposición de pilares y la geometría del edificio, daba lugar a grandes zapatas.
Los forjados se definieron como unidirencionales de vigas y viguetas semiresistentes de hormigon, salvo el de planta baja, que es un forjado reticular de casetones recuperables, con un cantos de 30 cm y 25 cm, repectivamente. Para los voladizos en balcones, se establecieron losas de 15 cm. Las cubiertas también fueron definidas como losas, con la intencion de que las pendientes fueran realizadas con tabiques palomeros.
Hasta aquí, cabe decir, que durante este proceso de importación como de cálculo estructural, surgieron algunos problemas, además de los antes mencionados. Como comentamos al principio, la ventaja de trabajar en BIM es la de mantener un archivo único, actualizado, a partir del cual, el resto de intervinientes pueden realizar el cálculo estructural o bien el diseño de instalaciones. El archivo con el que se realizó la importación y con ello el cálculo no resultó ser un archivo actualizado, pues se había llegado hasta un LOD 300
(definición constructiva) y durante la importación del archivo IFC a Cype, este cerraba de forma inesperada comentando: “falta de memoria”, de manera que no daba lugar a realizar los
Imagen 42. Cimentación con zapatas. Cype Fuente: Elaboración Propia
Imagen 41. Cimentación zapatas 3D. Fuente:
Elaboración Propia.
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Por ello hacemos énfasis en realizar el cálculo con un nivel LOD 200 como máximo. De esta forma utilizamos un archivo de revit importado a Ifc que contuviera menos información constructiva.
Durante la definicion de forjados y en la resolución de huecos, tuvimos algunos problemas de contorno que daba lugar a “ fallo estructural”. Tras la importación se definieron tabiqueria y cerramientos como carga lineal, dando valor y espesor a los muros (punto 3.2.2.5.). Esta acción provocaba que surgieran cargas fuera de planta, ya que en el caso del cerramiento de fachada, definimos en revit una fachada ventilada. Esta ultima pasa por delante de los forjados y al no apoyar parcialmente en los mismos, cype reconocia error. De igual manera ocurria en la resolución de huecos, pues bien al alinear pilares o resolver un hueco con brochales, algunas de estas cargas o muros salian del contorno.
Por todo ello, establecemos como recomendaciones a la hora de realizar el cálculo como la importación del archivo Ifc:
• Establecer un nivel de desarrollo como maximo LOD 200.
• No incluir en la importación la tabiqueria, que da lugar a cargas lineales. Omitir este paso y defininir las cargas del forjado como cargas muertas, punto 3.2.2.2
3.2.4 Cálculo y resolución de errores
Tras los inconvenientes antes comentados propios de un diseño previo estructural, se pudo realizar el cálculo y resolver los problemas generados.
Imagen 43. Cálculo de estructura. Primera incidencia, (resuelta) Cype. Fuente: Elaboración propia.
A continuación se detalla el ultimo informe de cálculo. En el mismo se comprueba que hay secciones que han sido reforzadas por punzonamiento y algunas cargas lineales (de tabiqueria) estan fuera de planta. Estas cargas se refiere al ceramiento en capuchina de la fachada
principal, pues como cometamos, introducimos el archivo con tabiqueria interior y exterior.
Imagen 44. Calculo de estructura. Errores Obra. Cype. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 45. Calculo de estructura. Errores Obra. Cype Fuente: Elaboración propia.
Paloma Vivancos Fernández
Seguidamente se muestra las plantas de forjado generadas tras el calculo, manteniendo ocultas las cargas lineales de la tabiqueria para una mejor compresion del armado y
disposición de vigas.
Imagen 46. Cimentación planta Sótano. Cype. Fuente: Elaboración propia
Imagen 47. Losa planta Rasante. Cype. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 48. Forjado reticular planta Baja. Cype. Fuente: Elaboración propia
Imagen 49. Forjado de viguetas semiresistentes planta Primera. Cype. Fuente: Elaboración propia
Paloma Vivancos Fernández
Imagen 50. Forjado de viguetas semiresistentes planta segunda. Cype. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 51. Forjado de viguetas semiresistentes planta Tercera. Cype. Fuente: Elaboración propia
Imagen 52. Forjado de viguetas semiresistentes planta ático. Cype. Fuente: Elaboración propia
Imagen 54. Losa, planta Cubierta. Fuente:
Elaboración propia. Imagen 53. Cubierta caja escalera.
Fuente: Elaboración propia.
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3.2.5 Generación de listados y planos.
Tras el cálculo estructural y la resolución de errores, se procede a la impresión de los listados y planos de obra.
Los planos son exportados en formato dwg, con la posibilidad de realizar cambios en la valoración de línea, fuente y colores en capas para su correcta lectura. Este paso es el mismo que se sigue en la metodología tradicional, pues la posibilidad de volver a exportar el archivo a revit no resulta eficaz, tal y como se explica en el siguiente apartado 3.2.6. Cambio en el modelo LOD 300. En el apartado de Anexos se acompañan los planos y los listados de obra.
Imagen 57. Generación de Listados de Obra. Fuente: Elaboración propia.
Imagen 55. Visión 3D de la estructura. Fuente:
Elaboración propia. Imagen 56. Visión 3D de la estructura. Fuente:
Elaboración propia
3.2.6 Cambio en el modelo LOD 300
Como establecimos antes, había que tener una geometría estructural definitiva, en cuanto a la resolución de huecos y encuentros se refiere, número total de pilares, dimensiones y arranques de los mismos, para que nos permitiera seguir con la definición constructiva de nuestro edificio. Con todo ello, llegaríamos a un nivel LOD 300 correcto, que, como recordamos, podría equivaler a un proyecto de ejecución.
Decir a modo aclarativo, que el mismo archivo en Cype puede volver a ser exportado a IFC para importarlo nuevamente en Revit.
Sin embargo, tras realizar dicho proceso, pudimos comprobar, (una vez abierto en Revit), que no conservaba muchos de los elementos importados inicialmente.
En primer lugar, el archivo conservaba los planos de planta, aunque no los de techo ni los estructurales que Revit crea por defecto. Las vistas de alzados y alturas definidas en un primer momento, estaban desajustadas.
Asimismo, tampoco estaban generados la tabiquería y cerramientos, que fueron previamente importados y definidos en Cype como cargas lineales.
Imagen 58. Exportación a IFC, Cypecad. Fuente: Elaboración propia.
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En cuanto a las vigas y viguetas de los forjados, solo son mostradas en la vista 3D del edifico, pero no aparecen en los planos de planta. En la imagen 60 se comprueba como en color blanco y confundiéndose con los huecos, están dispuestas las vigas.
Por todo ello, no se utilizó este archivo exportado, sino que se procedió a realizar los cambios y modificaciones en el archivo de Revit que se tenía actualizado en un primer momento.
De esta forma, se efectuó; Alineación pilares, creación de rejillas de replanteo,
modificación de cantos de losas, (15 cm en los voladizos de los balcones y 30 para las losas de las cubiertas) como también cambios en la distribución en tabiquería y cerramientos.
En cuanto a la dimensión de pilares tras el cálculo, obviamente resultan de sección variable en cada una de las plantas. Revit permite modificar las familias, y en el caso concreto de pilares de hormigón, permite la modificación de las propiedades, en cuanto a dimensiones formas… sin embargo, eso suponía además de la creación de un nuevo grupo de familia, tener que “cortar” cada uno de los pilares por cada planta, según sus dimensiones. Acción que retrasaría el avance de este trabajo, y que en los planos de estructura estarían definidos.
Para no cometer grandes errores, se cambiaron la dimensión de aquellos más significativos y se dotaron de la suficiente dimensión (40 x 40 cm) aunque en algunas plantas fueran de 30 x 30 cm.
En definitiva, de valorar este proceso de interoperatividad entre programas, podemos establecer que resulta útil pues ahorramos tiempo a la hora de “levantar” el edificio y
establecer; alturas de plantas, geometría de forjados o número de pilares tal y como se realiza en la metodología tradicional. Sin embargo, tenemos en cuenta que hemos realizado la exportación sin la posibilidad de actualizar los cambios en caso de modificar el archivo de Revit. No existiendo una vinculación entre archivos y rompiendo así la metodología de establecer un único archivo o contenedor único actualizado. Además, tampoco hemos continuado con el archivo Ifc con los resultados de Cype, al “perderse” la información en cuanto a familias que habíamos introducido en un principio. En caso de haber continuado con este último archivo, este proceso hubiera resultado exitoso.
Imagen 60. Planta Segunda. No se visualizan las vigas (en blanco). Fuente: Elaboración propia
