Scharc har arbetat med tio skolprojekt i Nacka, bland annat Sigfridsborgsskolan.
Under skolbygget inledde Scharc ett samarbete med NCC för att testa sina egenutvecklade SmartHelmets.
Målet var att stödja och främja hälsosammare och säkrare byggplatser, samt bidra till att effektivisera arbetsprocesserna.
Innan skolan var klar kunde både personal och elever virtuellt utforska sin framtida skola. I nästa fas kommer Scharc att samarbeta med användare och fastighetsförvaltning för att utveckla tillämpningar i driftfasen.
Byggplatsen kopplas till den digitala tvillingen
Efter flera gemensamma byggprojekt har Scharc inlett ett nytt samarbete med NCC för att testa sina egenutvecklade SmartHelmets, en IoT-enhet (Internet of Things) som samlar och rapporterar data till den digitala tvillingen, på Sigfridsborgsskolan i Nacka kommun. Testet var en del av ”Uppkopplad byggplats” som är ett projekt som fokuserar på digitalisering av byggplatser och finansieras via ett av Vinnovas strategiska innovationsprogram, “Smart Built Environment”, och leds av Linköpings universitetet och Luleå tekniska universitet, och även har olika företag inom bygg- och IKT-sektorn (Informations- och kommunikationsteknik) som partners.
Källa: Sven Staiger
Vad är en digital tvilling? En digital tvilling är en virtuell kopia av en fysisk produkt, process eller system. Det är en digital representation av en byggnad som koppla ihop den fysiska och den virtuella världen genom en kombinerad användning av digitala teknologier; IoT, Building Information Modeling (BIM) och Artificial Intelligence (AI).
Digitala tvillingar kan hjälpa till med design och byggnation, samt med att driva byggnader och städer mer effektivt och därmed reducera deras miljöpåverkan.
Det integrerade arbetsflödet som byggts runt BIM-modellen har potential att drastiskt öka effektiviteten av design- och produktionsprocessen och minska både byggavfall och risken för konstruktionsfel.
BuildingClouds SmartHelmets och externa sensorer kopplar byggplatsen till BIM-modellen, vilket kan förbättra det integrerade arbetsflödet mellan design- och byggfasen, stöder byggarbetarna på plats och samlar in relevant data för att skapa bättre byggnader. De samlar och rapporterar data till den digitala tvillingen gällande temperatur och nyttjar lokalisering för att genomföra fall- och slagdetektering och farliga zoner. Datan analyseras och visualiseras vidare i BuildingCloud, som är en plattform byggd runt BIM-modellen, och skapar mätvärden för effektivitet och förbättring av säkerhetsåtgärder och arbetsmiljö. Under testets gång utvecklades även en lösning för besiktningsprocessen, som använder lokalisering av mobila enheter för att koppla ihop ärendehanteringen med de rum där personerna befinner sig.
Sigfridsborgsskolan som en del av Nacka Strategisk Partnering (NSP)
Sigfridsborgsskolan är en F-6 grundskola för cirka 800 elever och ligger i Älta i Nacka kommun. Skolan är del av Nacka Strategisk Partnering (NSP), vilket är ett långsiktigt samarbete mellan NCC och Nacka kommun, som omfattar totalt 14 projekt. Scharc har varit inblandad i om- och nybyggnationen av tio skolor i Nacka kommun, bland annat Sigfridsborgsskolan.
BuildingClouds Experience har använts under åren för att diskutera byggnadens designförslag med kommunen och pedagogerna. Att det var lätt att se byggnaderna i sin framtida utformning gjorde det möjligt att få relevant feedback i ett tidigt skede för att skapa skolor som uppskattas av både elever och personal.
“Konsulternas modeller som togs fram under projekteringen visualiserades på ett tydligt sätt så att det inte blev stora överraskningar när skolan flyttade in. Nu ser jag med förväntning fram emot hur BIM-modellerna kan användas i framtiden för att effektivisera förvaltningen och hur den digitala tvillingen kan stödja oss i nästa projekt för att ställa rätt krav och välja effektiva och hållbara lösningar“, säger Kristofer van der Schaaf, projektledare för Sigfridsborgsskolan.
Detta är dock inte det första strategiska partnerskapet som Scharc har deltagit i. För nästan tio år sedan byggdes Hovsjöskolan, en F-9 grundskola för cirka 650 elever, och Brunnsängsskolan, en F-9 grundskola för över 750 elever, i Södertälje kommun, som var ett strategiskt samarbete mellan NCC och Södertälje kommun.
Projekten karaktäriseras av ett nära samarbete mellan byggföretag, fastighetsägare, olika konsulter och Scharc som arkitekter. I båda partnerskapen var det viktigt att skapa bra BIM-modeller som innehåller all relevant information. De utgör grunden och förutsättningen för utvecklingen av digitala tvillingar och det är därför viktigt att utveckla modellerna på rätt sätt från början.
Erfarenheterna från att vara en projektdeltagare på olika nivåer av partnerskap inom dessa projekt, samt det starka intresset av att tänja på gränserna för samarbetets skull, ger Scharc djupare insikter om hur samarbetsplattformar bör fungera och hur man behöver inkludera alla projektdeltagare, även de som inte har samma vana av att jobba med BIM. “Tröskeln för att få tillgång till modellerna behöva sänkas så att alla kan delta. Enkel access och spårbarhet skapar förtroende för modellerna, vilket är grundläggande för att alla ska kunna använda dem, oavsett om det handlar om design, inköp, produktion och även förvaltning”, säger Sven Staiger, VD för Scharc Group.
BuildingCloud
Källa: Sven Staiger
Med omfattande erfarenhet av tidigare byggprojekt vid Scharc sedan 2003, utvecklas verktyg och processer för att främja användningen av den digitala tvillingteknologin inom byggindustrin sedan 2010. Resan började med BuildingCloud, en webbaserad samarbetsapplikation byggd runt IFC-modellen och det digitala tvillingkonceptet, genom att länka modellen till ärendehantering, dokumenthantering och kommunikation, samt länka olika datasilon och intressenter till en central plattform. När BuildingExperience, kom till liv blev det möjligt att samarbeta kring visualisering, granskning och utveckling av projekt via strömning i webbläsaren.
En digital rundtur genom nya Sigfridsborgsskolan
Både personal och elever kunde utforska och uppleva sin framtida skola med hjälp av BuildingClouds Experience, redan innan byggnaden var färdigbyggd. Lärare kunde utforska utrymmens, funktioner och utformning, medan eleverna kunde mötas upp och kolla in sina klassrum och skolgården. “Att kunna gå runt i skolan virtuellt ger en helt annan insikt än att bara titta på en ritning, det ger en mycket större känsla för huset, rummen och miljön. Spelet gav lärare och pedagoger möjlighet att ”besöka” skolan tillsammans med eleverna innan flytten skedde. Detta skapade en fantastisk förförståelse som tryggade eleverna inför en stor omställning.” säger Anne Sjö, rektor för Älta rektorsområde. Statistiken bekräftar också att spelet har fått god respons. Mellan mitten av maj och slutet av juni upplevde runt 800 personer den virtuella skolan i över 7 000 minuter.
Nu är Sigfridsborgsskolan klar och efter skolavslutningen, skedde packningen och själva flytten till den nya byggnaden. Verksamheten och elever kan nu uppleva sin nya skola i verkligheten.
Nya möjligheterna med digitala tvillingar i driftsfasen
Scharc kommer att samarbeta med användare, verksamheten och elever, samt Nackas fastighetsförvaltning för att utforska och utveckla morgondagens tillämpningar för bättre eller nya användarupplevelser och mer hållbara byggnader.
Användarupplevelse
Användarupplevelsen kan förbättras genom att elever och lärare får tillgång till realtidsinformation om vissa sensordata. I följande del beskrivs några tillämpningar för att visa den digitala tvillingens potential. Men detta är bara början, tekniken erbjuder en mängd andra möjligheter.
Olika tillämpningsmöjligheter
Bokade grupprum kan identifieras som tillgängliga med hjälp av närvarosensorer och gör det möjligt att nyttja de tillgängliga utrymmen på ett effektivt sätt.
När en elev letar efter en tyst plats att studera på kan data från den digitala tvillingen användas för att hitta en lämplig plats där ljudsensorerna visar låga ljudnivåer.
Data från dammsensorer kan användas för att se om användningen av ytor eller städrutiner behöver justeras.
Ljudsensorer kan hjälpa till att hitta bästa möjliga möblering av klassrum, break-out spaces och gemensamma utrymmen med hänsyn till rummens användning. Olika konfigurationer kan enkelt kontrolleras med den digitala tvillingens virtuella verklighet och om de är bra kan de verkställas på plats. Automatiserade feedback loops gör det möjligt för andra planeringsgrupper att inkludera dessa resultat i efterföljande skolprojekt.
Fastighetsförvaltningen
Digitala tvillingar kommer att komplettera beslut drivna av magkänsla med processer baserade på data som samlas in under byggnadens hela livscykel. Tekniken kan användas för att designa och bygga bättre och mer hållbara byggnader till lägre kostnad genom att använda insamlad och analyserad data. I driftsfasen kan digitala tvillingar användas till att övervaka, simulera och styra byggnader för att förbättra deras prestanda. Målet är att reducera livscykelkostnaderna och miljöeffekterna så mycket som möjligt medan man samtidigt bibehåller en effektiv användning av byggnaden och en användarupplevelse av hög kvalitet.
Städkostnader
Städkostnader kan minskas med hjälp av en digital tvilling som i kombination med sensorer kan hjälpa till att avgöra vilka utrymmen som används mycket och vilka som inte används lika mycket. Utrymmen som knappt används behöver städas mer sällan, medan ytor som används frekvent måste tas om hand oftare. Effektiv städning blir allt viktigare under den pågående coronapandemin och särskilt skolor är ett känsligt exempel.
Rätt städmetoder är kopplade till de valda materialen i BIM-modellen och information om dessa uppdateras automatiskt när leverantören ändrar sina föreskrifter. Städfirman påminns också om särskilt underhåll och rengöring med vissa intervaller så att det blir lätt att göra det rätt.
Erfarenheterna från driften kan sedan användas som återkoppling i designfasen för att utvärdera tidiga val eftersom materialkostnaderna enkelt kan jämföras med kostnaderna för städ och underhåll genom att koppla städkostnader till material i BIM-modellen.
Underhåll av byggnadsmaterial och produkter
En av de största utmaningarna inom fastighetsförvaltning är att fördela underhållsbudgetarna effektivt och rättvist. På grund av bristande information kan vissa byggnader vara sena med underhållet medan andra kan få medel för projekt som kunde ha flyttats fram. För att lösa detta problem kan en digital tvilling vara till hjälp för fastigheter. Det är lätt att fastställa viktiga underhållsbehov och vidta nödvändiga åtgärder, och underhållsbudgeten kan planeras i förväg eftersom den digitala tvillingen kan simulera materialens livslängd i enlighet med förhållandena på platsen och materialets totala belastning. Detta leder till största möjliga effektivitet i användningen av medlen.
Rumsrelaterad information och förutseende underhåll
När fastighetsförvaltare och servicepersonal är på plats visas relevant produktinformation kopplad till BIM-modellen medan de befinner sig i ett rum. Personalen kan på så sätt få rätt information om en produkt eller byggnadsdel och registrera att servicen har utförts med information om vem och när servicen gjordes.
På kontoret kan personalen gå in i den digitala tvillingen och få en snabb överblick över vilken service som behöver göras och vilka reservdelar som behöver beställas före nästa servicegenomgång. Mindre delar som behöver bytas oftare beställs automatiskt.
Om förvaltaren blir sjuk kan även vikarien lätt se vad som behöver göras och när förvaltaren är tillbaka på jobbet kan han snabbt se historiken med information om händelser.
Tekniken kan stödja fastighetsförvaltningen med information om förutseende underhåll som sammanställs via realtidsdata som samlas in från alla fysiska tillgångar i en byggnad och analyseras och jämförs med tidigare mätvärden. Systemet känner igen att en viss komponent håller på att slitas ut och behöver uppmärksammas, och signalerar problemet till den ansvariga fastighetsförvaltaren.
