Úvod

V České republice momentálně existuje několik různých pohledů na klasifikaci staveb, případně stavebních částí nebo stavebních prací, žádný obvykle používaných systémů nicméně plně nesplňuje požadavky na klasifikaci a práci s podrobným informačním modelem infrastrukturní stavby.

Při dosavadní projekci dopravních staveb se pro popis stavby typicky využívá ceník stavebních prací, který popisuje nezbytné práce k dokončení díla. Ceníky prací nejsou ideální volbou pro tvorbu a práci s informačním modelem (svým zaměřením na práce, místo na součásti výsledné stavby, nesplňují požadavky na klasifikaci výsledného modelu a práci s ním).

Pro efektivní tvorbu a práci s informačním modelem stavby (obsahujícím tisíce elementů) potřebujeme klasifikační systému, který zajistí:

• Klasifikaci elementů pro schopnost přiřadit elementů odpovídající vlastnosti dle datových standardů. („co je co?“ – určení typu elementu – vztah rod-druh)
• Jednoznačnou identifikaci elementů pro práci, filtrování a automatické zpracování dat. („co je součástí čeho?“ – určení struktury elementů – vztah celek-část)

V rámci tvorby koncepce přístupu k BIM v ČR byl jako jednotný český klasifikační systém staveb stanoven agenturou ČAS klasifikační systém CCI, založený především na ISO normě 12006-2 a řadě norem 81346. Normový popis klasifikace je nicméně velmi obecný, popisuje především obecné principy.

Cílem následujícího textu je popis zkušeností z užití klasifikace při tvorbě informačního modelu stavby v rámci pilotních projektů BIM zpracovaných naší společností pro ŘSD. Získané zkušenosti jsou subjektivním pohledem naší společnosti, v době publikace (06/2022) neexistoval bližší metodický postup (nebo jiný usměrňující dokument), který by nastavoval pravidla pro dále řešené oblasti využití CCI.

Podklady pro využití CCI

Klasifikace CCI je založena na spolupráci několika evropských zemí v projektu „CCIC“ (Construction Classsification International Collaboration). Klasifikace je specifikována prostřednictvím mezinárodních normy ISO 12006-2 a řadě norem 81346. Agentura ČAS vydala krátký metodický popis důvodů pro užití klasifikace CCI a základní tabulky klasifikace CCI jsou dostupné online. Využití klasifikace není zpoplatněno.

Norma EN ISO 12006-2 popisuje rámec pro klasifikaci vystavěného prostředí. Normy řady 81346 popisují způsoby a pravidla klasifikace (81346-1), tabulky všeobecných kódů (81346-2) a oborové tabulky pro konkrétní oboru klasifikace (např. 81346-12 popisuje kódy pro klasifikace stavebních prací, se značným zaostřením na pozemní stavby na úkor infrastrukturních).

Z pohledu dopravních a infrastrukturních staveb chybí konkrétní oborová norma řady 81346, která by specifikovala kódy pro dopravní stavby – v současné chvíli bylo využito tabulek z 81346-12 s doplněním kódů dle potřeb dopravní stavby.

Při zpracování byla využita také Dánská příručka využití normy 81346 „A Guide to RDS – Reference Designation Systems“ – DS Handbook 166:2020, které vykládá normy řady 81346 více „praktickým“ jazykem.

Rámec a základní principy využití klasifikace (ISO 12006-2)

Norma 12006-2 stanovuje rámec pro klasifikační systémy pro sektor stavebnictví. Norma vytváří objektový a procesní model, který zahrnuje 4 základní definice „Vybodovaný prostor“, „Stavební výsledek“, „Stavební proces“ a „Stavební zdroj“, pro tyto 4 definice pak určuje klasifikační třídy a vazby mezi třídami.

Z pohledu využití klasifikace pro tvorbu a použití informačního modelu stavby se dále zabýváme definicí „Stavebního výsledku“, který zahrnuje 3 základní třídy klasifikace

1. Stavební komplex
2. Stavební entita
3. Stavební prvek

Třídy klasifikace jsou mezi sebou provázány, Stavební komplex je souborem Stavebních entit, jejichž součástí jsou Stavební prvky. Stavební prvky mohou být dále členěny dle požadavku na podrobnost.

Třída Stavební výsledek vůči třídám (podtřídám) Stavebnímu komplexu, entitě a prvku je vztah rod – druh (tlustá čára v diagramu), zatímco klasifikace částí stavebního výsledku jako stavebního prvku, který patří do stavební entity, která patří do stavebního komplexu je vztah část – celek (tenká čára diagramu).

Strukturovaným rozpadem a popisem stavebního výsledku prostřednictvím Stavebních komplexů, entit a prvků lze popsat prakticky neomezeně rozsáhlou stavbu jednoznačným klíčem zpracovatelným a čitelným jak lidsky, tak strojově.

Norma 12006-2 neurčuje konkrétní způsoby klasifikace pro jednotlivé třídy, jak klasifikovat v rámci CCI specifikuje řada norem 81346. Normy řady 81346 jsou obecné, přístup je použitelný pro každou klasifikační třídu, nicméně z pohledu přípravy a výstavby infrastrukturní stavby je pro nás primární určení a organizace klasifikace stavebních prvků, pro zbývající třídy jsme volili zjednodušený postup založený na obvyklých požadavcích stavebních projektů v českém prostředí.

Stavební komplex

Stavební komplex je nejvyšší úrovní klasifikace Stavebního výsledku. Spojuje tak stavební výsledek v té nejobecnější rovině dle tvaru, funkce nebo činnosti uživatele – nebo jejich kombinace.

Pro účely praktické aplikace chápeme stavební komplexy jako stavební díla zadaná zadavatelem, označená dle kategorizace zadavatele (např. ISPROFIN/Název stavby pro Ředitelství silnic a dálnic). V současné chvíli neexistuje metodika pro praktickou aplikaci CCI na úrovni staveb / stavebních komplexů, pro účel pilotní projektů byl volen název stavby.

Stavební entita

Stavební entita, obdobně jako stavební komplex, určuje vztah částí Stavebního výsledku dle tvaru, funkce nebo činnosti uživatele – nebo jejich kombinace. Stavební komplex je souborem stavebních entit.

Pro účely praktické aplikace chápeme stavební entity jako části stavby odpovídající uceleným stavebním objektům (v obvyklém chápání českého termínu „stavební objekt“ – v souladu s národní poznámkou NP2 normy 12006-2). Každý stavební objekt je tak zatříděn jako konkrétní stavební entita.

Stavební prvek / element / datový objekt

Stavební prvky obdobně jako stavební komplex a stavební entita, určují vztah částí Stavebního výsledku dle tvaru, funkce nebo činnosti uživatele – nebo jejich kombinace. Stavební prvky jsou součástí stavebních entit. Stavební prvky mohou být tvořeny částmi s různou úrovní hloubky rozpadu.

Hloubka rozpadu stavby na dílčí části (stavební prvky / elementy / datové objekty) závisí na složitosti stavby, není pevně daná – to umožňuje klasifikovat libovolně složitou strukturu. Způsob klasifikace stavebního prvku předepisuje normová řada 81346, která popisuje pravidla takové klasifikace.

Klasifikace stavebních prvků dle CCI (normová řada 81346)

Klasifikační aspekty v rámci CCI (definované v 81346-1) jsou klíčovým nástrojem klasifikace pro možné širší a všeobecné užití klasifikace. V současné chvíli neexistuje další usměrnění nebo metodický popis k využití aspektů v rámci ČR (případně upřesnění pro jednotlivé investory) a k mnohým oborům stavebnictví neexistuje ani oborová norma řady 81346 (což platí i pro dopravní stavby). Důsledkem je nutnost doplnění uživatelských kódů při využití CCI což snižuje přenositelnost.

Klasifikační aspekty stavebního prvku lze chápat jako filtry, které o něm vyzdvihují důležitou informaci, podle které ho zatřiďují. Zatřídění různými aspekty nemá vliv na předmětný prvek zatřídění jako takový – prvek zůstává stále jeden. Viz následující ilustrace:

Zatřídění dle různých aspektů tak umožňuje jednou společnou klasifikací uspořádat stavební výsledek různými pohledy dle požadavků na využití. Umožňuje tak snadnou a jednoznačnou orientaci v předmětném stavebním výsledku a jeho částech.

Norma 81346-1 předepisuje možnost existence více aspektů, tam kde je to vhodné nebo potřebné. Nevynucuje existenci všech aspektů. Logicky je ovšem nezbytné, aby alespoň jeden z použitých aspektů vytvářel jedinečné určení přes klasifikovanou část stavby (= úplný rozpad stavebního výsledku = WBS).

Klasifikace dle norem řady 81346 rozlišuje čtyři aspekty (norma 81346-01 určuje 3 základní aspekty, typový aspekt přidává oborová specifikace normy – část 12).

V rámci jednotlivých aspektů se k popisu stavebního prvku využívá referenčního označení dle tabulek dostupných v rámci řady 81346, případně uživatelsky doplněných kódů, tam kde nebylo možné nebo vhodné převzít normovou tabulku.

Pro konkrétní referenční označení je definován třístupňový systém tabulek (funkční systém, technický systém, komponenta), který je rozebrán podrobněji dále.

Produktový aspekt

Určení konstrukčních vazeb (sestavení) = co se skládá z čeho. Produktový aspekt chápeme jako klíčový pro stanovení úplného rozpadu stavby / informačního modelu stavby. Ze zkušenosti lze konstatovat, že v případě, kdy není využita klasifikace dle produktového aspektu, využívá se jiného rozpadu splňujícího stejný účel (=úplný rozpad stavby) prostřednictvím jiných klasifikací nebo alternativních označení (např. rozdělení dle stavebních objektů, podobjektů a částí; členění dle polohového aspektu (viz níže); rozdělení dle struktury definované v IFC formátu; rozdělení dle struktury definované v datovém standardu staveb).

Pro určení klasifikace dle produktového aspektu je rozhodující stavební návaznost jednotlivých prvků, vztah celek-část. (=co je součástí čeho)

Pro klasifikaci dle produktového aspektu je klíčové, jak příslušný prvek vzniká a z čeho se v reálném světě skládá. Což se odráží i v tvorbě informačního modelu stavby.

Příklady použití dle normy 81346:

Praktické užití produktového aspektu klasifikace na pilotních projektech

Klasifikace produktovým aspektem specifikuje rozpad celého informačního modelu stavby na uchopitelné a související části, díky čemuž bylo možno informační model nejen efektivně tvořit:

• pro efektivní přiřazování informací byla pro identifikaci jednotlivých prvků využita právě klasifikace produktovým aspektem

ale také následně zpracovávat:

• prohlížet model dle jeho jednotlivých částí
• tvořit výkazu výměr z informačního modelu
• tvořit harmonogram stavby z informačního modelu

Funkční aspekt

Určení návaznosti funkčních vztahů (co funguje na základě čeho). Typické využití funkčního aspektu je pro technologické části stavby (vzduchotechnika tunelu, elektrifikace, odpadní systémy, pentlogramy dopravy ….), kde je primárním účelem popis fungování popsané funkčními schématy bez měřítka.

Pro tvorbu a správu informačního modelu infrastrukturní stavby považujeme využití funkčního aspektu za okrajové, výjimkou mohou být popisy specifických technologických částí stavby, nebo popisy dopravních systémů (velmi koncepční vyhledávací studie, dopravní areály, ...).

Polohový aspekt

Určení rozpadu na základě polohy. Vhodné využití je pro pozemní stavby (jednoznačné určení pozemku, budovy, patra, místnosti, stěny... atd). Pro infrastrukturní stavbu je korektní využití polohového aspektu komplikovanější, vzhledem k geografickému rozsahu staveb (staničení osy a odstup od osy – případně XYZ souřadnice – zpravidla určují polohu lépe a nevyžadují nutnost zavádět zástupné a ne vždy jednoznačné označení polohy)

Pro tvorbu a správu informačního modelu infrastrukturní stavby považujeme polohový aspekt za okrajový, popis polohy prvků na základě souřadnic a/nebo staničení tras se nabízí jako efektivnější varianta pro určení polohy prvků.

Typový aspekt

Typový aspekt určuje typ klasifikovaného prvku. Typový aspekt fakticky popisuje, jaké vlastnosti od zatříděného elementu vyžadujeme, je tedy přímou spojnicí na datový standard staveb.

Datový standard staveb pro dopravní stavby vytvořený pod SFDI v současné chvíli nedefinuje typový aspekt klasifikace, pro účely pilotních projektů jsme typové aspekty přiřadili datovému standardu uživatelsky.

Příklady pro typový aspekt:

Praktické užití typového aspektu klasifikace na pilotních projektech

Klasifikace typovým aspektem je prvním krokem při klasifikaci vznikajícího informačního modelu. Díky napárování typového aspektu na datový standard stavebnictví tvoří klasifikace typovým aspektem přímou vazbu na požadavky na data jednotlivých stavebních elementů, díky tomu je možno zpracovávat model strojově / automaticky.

Rozdíl mezi indexy produktového a typového aspektu klasifikace

Přes obdobný zápis indexů u produktového a typového aspektu je nutné vyzdvihnout jejich zcela odlišnou roli.

Pro produktový aspekt je index označením výskytu rozdílných ale stejně klasifikovaných elementů stavby na jedné úrovni (index popisuje četnost) – tj. pro zaručení unikátnosti rozpadu stavby dva elementy stavby nemohou být klasifikovány stejným produktovým aspektem (včetně indexů). Produktový aspekt tak popisuje vztah celek-součást.

Pro typový aspekt je možnost násobného výskytu stejné klasifikace zcela přirozená (protože stavba obsahuje více stejných typů elementů – např. elementů typu „sloup osvětlení“). Klasifikace typovým aspektem popisuje vztah „rod-druh“ jednotlivých elementů stavby.

Klasifikační kód

Smyslem sestavení klasifikačního kódu je přiřazení jednoznačné lidsky čitelné klasifikace každému elementu / datovému objektu stavby.

Klasifikační kód je dle normy 81346 kombinací kódových a slovních víceúrovňových uspořádání vztažených vždy ke konkrétnímu vrcholovému uzlu.

Kde vrcholový uzel je třídou klasifikace a referenční označení je strukturovaným přiřazením v rámci příslušné třídy klasifikace.

Strukturované přiřazení klasifikace uvnitř třídy je pak ve formátu:

Víceúrovňové označení je kombinací několika jednoúrovňových označení. Dle vytvořené struktury dle požadovaného aspektu (aspekt je určen prefixem).

Každý datový objekt může být označen různými referenčními označeními v jednotlivých třídách klasifikace. Uvnitř třídy stavebního prvku pak může existovat více referenčních označení dle různých aspektů oddělených lomítkem.

Praktický příklad klasifikace z pilotního projektu

Klasifikace sloupů osvětlení:

Stavební komplex: „D1 Rozšíření odpočívky Mikulášov“

Stavební entita: „BBC004“ (Veřejné osvětlení)

Stavební prvek: „-K003.JK001.UBD001/%UBD02“ (Sloup osvětlení)

Ostatní sloupy, které jsou součástí stejného systému jsou z pohledu produktového aspektu označeny vyšším indexem (…UBD002, …UBD003, …). Všechny sloupy jsou z pohledu typové aspektu sloupem osvětlení %UBD02. Viz následující ilustrace.

Určení klasifikačního kódu a jeho indexů

Stavba klasifikačního kódu prvků je dle řady norem 81346 složena z jedno písmenných, dvoupísmenných a třípísmenných kódů. Pro udržení klasifikace napřič jednotlivými obory stanovuje norma 81346 pravidla pro stanovení kódů. 1 a 2 písmenné kódy jsou oborově specifické stanovené dílčími normami z řady 81346 (10 – energetika, 12 – budovy). 3 písmenný kód pro komponenty je určen jednotnou normou pro všechny obory 81346-2.

K písmenným kódům jsou přiřazeny čísla pro rozlišení stejně zatříděných ale rozdílných objektů uvnitř příslušné větve stromu. Čísla slouží čistě pro vyloučení nejednoznačnosti klasifikačního kódu, nemají žádný další význam. (Norma povoluje přiřazení jiného významu, ale podmiňuje to doprovodným dokumentem vysvětlujícím význam; Handbook silně nedoporučuje číselným kódům přikládat nějaký význam)

Pro číselné indexy byl zvolen formát s pevně trojciferným indexem, kvůli zjednodušení strojového čtení řetězce klasifikace.

Z podstaty existence klasifikačního systému CCI neexistuje pevná struktura kódu klasifikace. Klasifikace je určena danými pravidly, konkrétní klasifikace prvků je vždy do takové hloubky, do jaké je to nezbytné dle požadavků na podrobnost a určení klasifikovaného stavebního výsledku. Stavební výsledek se z pohledu klasifikace stavebních prvků zpravidla dělí na funkční systémy a následně několik v sobě vnořených konstrukčních systémů a komponent.

Základní pravidla pro klasifikovaní stavebního výsledku jsou (dle DS:Handbook 166:2020 – kapitoly 6.1):

1. Sepsat slovní označení jednotlivých prvků ke klasifikaci
2. Přiřadit příslušné objekty k sobě, dle použitého aspektu (bez ohledu na další věci, než právě aspekt)
3. Uspořádat prvky do skupin
4. Dle příslušných norem 81346 přiřadit písmenné kódy
5. Přiřadit číselný identifikátor pro rozlišení jednoznačnosti v dané větvi

Praktické užití klasifikace na příkladech

Pro praktickou implementaci klasifikace a jejího využití při přípravě stavby je nutné

1. specifikovat upřesnit oborovou klasifikaci liniových staveb (funkční a technické systémy oborově přizpůsobené + typový aspekt navázaný na datový standard stavby)
2. aplikovat klasifikaci na model stavby
3. využít klasifikaci pro určení požadovaných vlastností dle datového standardu
4. využít klasifikaci pro analýzu stavebního výsledku (čas, kolize, výkaz výměr)

Pro praktickou aplikaci klasifikace byl adaptován systém pospaný v DS:Handbook 166:2020 v následujících krocích:

1. Tvorba modelu stavby
2. Přiřazení základní typové klasifikace dle vztahů z vytvořeného modelu (co je co)
3. Doplnění / úprava produktového aspektu k jednotlivým konečným prvkům (co patří k čemu)
4. Načtení a doplnění vlastností ke všem elementům stavebního výsledku

Vzorové popisy příkladů funkčních a konstrukčních systémů na pilotních projektech

Funkční (jednopísmenné označení) a technické (dvoupísmenné) systémy stanovené pro účely pilotních projektů na dopravní stavbě jsou uvedeny níže. Pro zajištění shody stavebnictví nad způsobem klasifikace jednotlivých částí stavby očekávám v budoucnu vznik a rozvoj „vzorových listů“ klasifikace (nebo obdobné určení shody nad určením systémů na národní úrovni).

Funkční systémy

Konstrukční systémy

Závěry

Užití klasifikace CCI na pilotních projektech ověřilo možnost nasazení klasifikace CCI v reálné aplikaci. Nasazení klasifikace splnilo základní požadavky kladené na klasifikaci, tj. především umožnilo efektivně rozčlenit a zatřídit jednotlivé části modelu a omezilo potřebu násobného zadávání dat v jednotlivých fázích přípravy informačního modelu.

Schopnost aplikovat relevantní klasifikaci na informační modely dopravních staveb vyžadovalo uživatelské přizpůsobení normovaných postupů/předpisů, které ubírají na možnostech standardizované spolupráce. Výzvou při využití klasifikace je nepřipravenost obecně užívaných SW nástrojů, které typicky plně nezahrnují koncepty CCI a/nebo vyžadují rozsáhlé uživatelské doplnění (případně specifické addony) pro reálnou práci s modelem.

Podněty k řešení a dalšímu rozvoji, širšímu užití, klasifikace

• Národní nebo investorské určení přístupu ke klasifikaci třídy stavebních komplexů
• Národní určení pro přístup ke klasifikaci třídy stavebních entit
• Jednoznačnost v názvosloví jednotlivých norem a přístupů (stavební prvek vs stavební element vs datový objekt).
• Národní specifikace pro tvorbu označení dle jednotlivých aspektů klasifikace. Především pak základní pravidla pro tvorbu rozpadu stavby přes produktový aspekt (hloubka rozpadu, způsob tvorby rozpadu, …). V rámci pilotních projektů jsme vycházeli z dobré praxe tvorby WBS definované pro projektové řízení dodržování základního pravidla tvorby WBS, tj. větev je vždy úplným součtem svých listů, tj. součet všech koncových listů dá dohromady celý strom.
• Národní standard pro užití indexů u klasifikace, v rámci pilotních projektů byly přiřazovány indexy ve tříciferném tvaru, což vyvolalo problém u elementů s četností nad 1000 prvků v rámci stavby.
• V rámci praktické práce se osvědčilo dodržovat pravidlo zakončení rozpadu klasifikace vždy na úrovni komponenty, přestože to normy k CCI nevyžadují.
• V rámci praktické práce se osvědčilo využívat pro typový aspekt pouze označení komponentou, přestože norma 81346 takový postup nepředepisuje.
• V současné chvíli neexistuje párování typového aspektu na datový standard. Z logiky vychází nutná jednoznačnost tohoto napárování (požadavek na data bude pro jeden typ stavebních elementů vždy stejný – různé požadavky na data znamenají rozdílné zatřídění typovým aspektem). Pro praktické užití je párování nezbytné, v současné chvíli jsme párování provedli na úrovni společnosti / projektů, do budoucna lze předpokládat požadavek na zatřídění typovým aspektem do datových standardů.
• Oborová norma řady 81346 pro infrastrukturní/dopravní stavby. Máme část 12, nicméně ta je zaměřena víc na pozemní stavby než na infrastrukturu. Očekává se vznik oborové části pro infrastrukturu, která by odbourala nutnost uživatelských doplnění ke klasifikaci.
• Nejasné je využití klasifikace pro stavební prvky, které nejsou předmětem výsledné stavby, přesto s výstavbou úzce souvisí (typicky dotčený stávající stav). Pro práci s informačním modelem je klasifikace stávajícího stavu (především takového, který je při výstavbě dotčen či odstraněn) nezbytná, přestože není součástí nové výstavby.
• Klasifikace umožňuje libovolně hluboký rozpad, což přináší dílčí komplikace při využití stávajících SW nástrojů (jak pro tvorbu informačních modelů, tak pro jejich prohlížení/správu), které na tento způsob klasifikace typicky nejsou zcela připraveny. Rozhodně neobsahují konkrétní nástroje pro usnadnění práce s klasifikací CCI.

Zaujala Vás problematika, případně máte náměty k diskuzi? Neváhejte se na nás obrátit! Využít můžete formulář níže, případně mailovou adresu hbh@hbh.cz.

Shrnutí grafických příloh