BUILDING INFORMATION MODELING - BIM gì? Tài liệu nghiên cứu phục vụ cho giảng viên khoa Kinh tế Quản lý Xây dựng – Trường Đại học Xây dựng Người tổng hợp: Nguyễn Thị Nha Trang Những thập kỷ trước, ngành công nghiệp xây dựng trải qua thay đổi lớn với việc phát minh “phần mềm hỗ trợ công tác thiết kế” (Computer Aided Design - CAD) Ngành xây dựng, vốn quen với việc vẽ tay, làm quen với việc sử dụng máy tính công cụ để hỗ trợ cho việc thiết kế Tuy nhiên hệ thống CAD tồn nhiều hạn chế Hạn chế hệ thống CAD hai chiều Sự rời rạc cách truyền tải thông tin hệ thống CAD từ lâu rào cản cho việc chia sẻ thông tin thành viên dự án xây dựng Nó cổ vũ cho việc chuyên nghiệp hóa thiết kế lại nhãng việc hỗ trợ trao đổi thông tin qua lại thành viên dự án Các vẽ thành viên tạo ra, chưa đánh giá cách cẩn trọng xem liệu có phù hợp cho người khác sử dụng hay không, chuyển cho thành viên khác Hơn nữa, vẽ CAD đơn hình vẽ minh họa CAD hỗ trợ tự động hóa sản xuất thiết kế Nói cách khác, hệ thống CAD đơn giúp thay việc vẽ tay việc vẽ máy vi tính Rõ ràng là, làm việc với hệ thống vẽ hai chiều CAD, dòng chảy thông tin công việc thành viên dự án thực lặp lặp lại gây lãng phí Sử dụng công cụ truyền tải thông tin hệ thống vẽ hai chiều cồng kềnh bất tiện, thông tin truyền tải từ thành viên làm công việc trước (ví dụ tư vấn kiến trúc) xuống thành viên làm công việc (tư vấn kết cấu tư vấn cơ, điện, nước) ngược lại làm cho toàn trình bị rời rạc không đồng Quá trình truyền tải thông tin mảnh đất mầu mỡ cho sai, lỗi xuất phát triển thông tin công trình truyền tải qua lại bị mát, sai lệch Hơn nữa, trình thực dự án xây dựng, thường xuất thay đổi, làm rối trình truyền tải thông tin Ví dụ, thay đổi xuất phát từ phía chủ đầu tư kéo theo thay đổi thiết kế kiến trúc Những thay đổi thiết kế kiến trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi thiết kế kết cấu thiết kế điện Rõ ràng thay đổi này, khiến việc thực phê duyệt thiết kế thực lặp lặp lại tất giai đoạn dự án, tiêu tốn nhiều thời gian Có thể nói, làm việc với hệ thống vẽ chiều gây lãng phí nhiều thời gian công sức thành viên dự án xây dựng Ngoài ra, vẽ thiết kế tạo công cụ CAD 2D truyền thống thường xuất lỗi mà phát trình thi công – ví dụ: hệ thống ống dẫn thường bị vướng vào Sự đời BIM Những năm đầu thập kỷ 70, công nghệ với thuật ngữ Building Information Modeling (BIM) xuất ngành công nghiệp xây dựng, công nghệ sử dụng mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích truyền đạt thông tin công trình Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modeling (BIM) Autodesk đặt (Autodesk công ty lớn Mỹ, chuyên cung cấp phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế thi công xây dựng) phổ biến rộng rãi Jery Laiserin (một chuyên gia phân tích công nghiệp (Technology Industry Analyst) người Mỹ) để mô tả mô hình không gian ba chiều thiết lập công cụ máy tính để thể vật thể Nó trợ giúpquá trình trao đổi chia sẻ thông tin công trình cách số hóa Các nhà tư vấn thiết kế nhà thầu xây dựng sử dụng phần mềm BIM (chẳng hạn Autodesk Revit Architectural, Revit Structure, Revit MEP, v.v.) để tạo nên mô hình công trình máy vi tính mà mô hình giống hệt công trình thực tế công trường Mô hình không gian ba chiều liên kết với sở liệu thông tin dự án, thể tất mối liên hệ mặt không gian, thông tin hình học, kích thước, số lượng, cấu tạo vật liệu cấu kiện, phận công trình Nó sử dụng để thể toàn vòng đời công trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, khâu vận hành sử dụng 2.1 BIM gì? Khi nói BIM nhiều người nghĩ đơn giản sản phẩm phần mềm, thực tế công nghệ BIM không bó hẹp việc diễn tả thiết kế kiến trúc hay việc tạo mô hình ba chiều trình bày phối cảnh công trình sau công trình thiết kế xong BIM không đơn mô hình 3D! BIM tiến trình tạo dựng sử dụng mô hình kĩ thuật số cho công việc thiết kế, thi công trình thực dự án Phần mềm đơn giản cấu để tiến trình BIM thực BIM chứa đựng thay đổi mang tính cách mạng việc thông tin công trình xây dựng tạo ra, thể hiện, sau sử dụng trình xây dựng Do hợp thông tin từ tất khía cạnh trình xây dựng công trình nên BIM làm tăng hiệu sử dụng tính sẵn có thông tin lên gấp nhiều lần Tiến trình BIM liên quan đến bên tham gia toàn vòng đời (life cycle) dự án (kiến trúc sư, kĩ sư, nhà thầu, chủ công trình, quản lý thiết bị, v.v), tất người góp sức trao đổi thông qua việc chia sẻ mẫu thiết kế Những mẫu thiết kế bao gồm kết hợp mô hình thông minh 2D 3D trước sử dụng để lập vẽ thiết kế công trình, với yếu tố ngoại vi vị trí địa lý điều kiện thực tế địa phương, liệu ảo công trình cung cấp nguồn cho thông tin phục vụ việc thiết kế công trình ‘’Sự thông minh’’ đưa vào vật thể bao gồm giá trị biến đồ họa xác định trước thông tin phi đồ họa, cung cấp cho kiến trúc sư, kĩ sư cơ-điện-nước, nhà thầu khả biểu diễn hình học mối quan hệ yếu tố công trình liên quan Thông tin đưa vào hệ thống liệu tích hợp cập nhật vào toàn vẽ thiết kế danh mục dự án Khi dự án có thay đổi phê duyệt tích hợp vào mô hình kết BIM, tất góc nhìn đồ họa (sơ đồ, kiến trúc, chi tiết, vẽ cấu trúc khác), thông tin phi đồ họa tài liệu thông tin kiến trúc danh mục tự động phản hồi cập nhật thay đổi 2.2 So sánh trình làm việc BIM ba chiều với CAD hai chiều Trong trình làm việc với CAD hai chiều nay, thành viên dự án sử dụng vẽ hai chiều (mặt bằng, hình chiếu, mặt cắt, v.v.) để trao đổi thông tin với Rõ ràng việc trao đổi thông tin theo hình thức không đạt hiệu cao việc trao đổi thông tin sử dụng mô hình BIM ba chiều Trong hình vẽ hai chiều đơn thể hai đường kích thước vật thể, mô hình BIM thể rõ ràng ba đường kích thước hình khối không gian phận công trình BIM xa vẽ CAD truyền thống cung cấp thêm tính thông minh cho thiết bị công trình (chẳng hạn cửa sổ, tường hay máy lạnh trung tâm) cung cấp mối liên hệ thông tin không gian công trình, thiết bị, tải trọng, thời tiết, tương tác yếu tố lên hệ thống Hơn nữa, BIM truyền tải thông tin dạng thông tin điện tử nên nhanh chóng, thuận tiện, hiệu nhiều so với vẽ in hai chiều, đồng thời, sai lỗi phát sinh giảm nhiều Bên cạnh việc tăng cường khả trao đổi thông tin thành viên dự án xây dựng, BIM giúp cho thành viên tăng cường tính thống công việc Trong trình làm việc với vẽ hai chiều nay, công việc thiết kế thực không thống lặp lặp lại Mối liên hệ công việc thành viên không coi trọng không chặt chẽ Những thay đổi xuất phát từ thành viên làm công việc trước dẫn đến thay đổi thiết kế thành viên làm công việc sau Các thành viên làm công việc sau phải cập nhật thay đổi đó, phải chuyển ngược lại cho thành viên làm công việc trước kiểm tra phê duyệt Quá trình tiêu tốn nhiều thời gian tạo điều kiện cho sai sót phát triển Ngược lại, BIM, mô hình công trình thực thực tế, giúp cho thành viên dễ dàng tiếp cận với thông tin công trình Công việc thành viên thống kết hợp chặt chẽ Tất thay đổi tạo từ thành viên tự động cập nhật mô hình Điều trì thống xác tất thông tin vẽ thể Mô hình công trình trở thành trung tâm toàn trình thiết kế Với BIM, thay đổi theo dõi chặt chẽ xác Các định định nhanh Tất lỗi có khả xảy ý, giải quyết, cập nhật vào mô hình Điều giúp tạo hệ thống vẽ thi công xác tuyệt đối, đồng thời giảm thiểu tối đa nguy phát sinh phí phát sinh, chậm tiến độ, tăng chi phí xây dựng ACAD ti vi trắng đen Vẫn có thông tin, chất lượng thông tin bị hạn chế BIM ti vi LCD, chất lượng thông tin cải thiện đáng kể, hình ảnh rõ nét có độ hình dung cao 2.3 Ưu điểm nhược điểm sử dụng BIM BIM công nghệ có tiềm cách mạng hóa trình thiết kế xây dựng dự án.Theo Chủ tịch Hiệp hội Nhà thầu khí Mỹ, BIM trở thành "yếu tố tăng trưởng" nhà thầu làm kinh doanh Mỹ BIM để tạo mô hình hình học chiều tòa nhà mà sau điều hướng trò chơi video cập nhật cách liên tục Những mô hình BIM cung cấp vẽ xây dựng điện tử in thể số lượng đáng kể chi tiết Có ưu điểm nhược điểm sử dụng BIM điều quan trọng nhà thầu nhận thấy hiệu công nghệ tạo công việc họ a Ưu điểm sử dụng BIM  Tăng khả phối hợp thông tin (tăng hợp tác bên có liên quan) Vì mô hình kĩ thuật số từ BIM mô tả công trình cách thống nhất, cải thiện đáng kể phối hợp thông tin giai đoạn thiết kế, thi công toàn vòng đời (life cycle) công trình BIM cung cấp nhìn tổng thể rõ ràng công trình giúp bên liên quan đến dự án đưa định phù hợp, giảm thiểu rủi ro nâng cao hiệu công việc BIM cho phép hợp tác chưa có hoạt động thiết kế BIM tạo cho tất nhà thầu hội ngồi lại với làm việc vấn đề trước bắt đầu xây dựng BIM sử dụng để xây dựng mô hình không gian ba chiều thiết kế riêng biệt Tư vấn kiến trúc phát triển mô hình kiến trúc riêng Tư vấn kết cấu xây dựng mô hình kết cấu Tư vấn điện, nước, khí xây dựng mô hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, điều hòa không khí Sau đó, mô hình riêng biệt tích hợp vào mô hình tổng hợp, thống Là mô hình kĩ thuật số thống nên kiến trúc sư, kĩ sư cơđiện-nước, nhà thầu, chủ đầu tư khâu khác vòng đời công trình thêm thông tin vào nó, xuất thông tin từ chỉnh sửa thông tin để hỗ trợ cho công việc họ Tất thành viên dự án xây dựng làm việc với không gian chung để tìm xung đột phận, cấu kiện công trình, đồng thời tìm giải pháp cho xung đột cách thích hợp hữu dụng để tạo hệ thống vẽ thi công có tính xác cao, dẫn đến việc giảm tối đa chi phí phát sinh công trường Như vậy, với BIM, thành viên dự án xây dựng không làm việc cách tách biệt môi trường riêng nữa, mà làm việc khối thông tin thống công trình Những thay đổi mô hình BIM tổng hợp tự động cập nhật mô hình thành phần, vẽ, bảng thống kê, tiêu chuẩn, v.v., giúp trì tính thống dòng thông tin Với việc sử dụng BIM, thành viên dự án rõ ràng nắm bắt thành viên khác làm với công trình cách rõ ràng họ có nhiều ảnh hưởng công việc thành viên khác Điều đặc biệt hữu ích trường hợp "đụng độ" dẫn đến việc "chồng chéo mặt trận công tác (stacking of trades )" - khu vực mà hai nhà thầu khác dự kiến lắp đặt thiết bị vật liệu không gian, thời gian Trên thực tế, để giải tình hình phải yêu cầu nhà thầu dỡ bỏ vật liệu lắp đặt lại phải đợi chờ để có mặt thi công Tuy nhiên đưa vấn đề “đụng độ” vào mô hình BIM vấn đề hoàn toàn lường trước đưa giải pháp xử lý trước công việc tiến hành Hơn nữa, thành viên dự án sử dụng BIM để khám phá phương án thi công khác nhau, trình tự thi công, tính thi công phận công trình toàn công trình Đồng thời, BIM tạo mô hình không gian chiều với đầy đủ thông tin phận công trình từ hình dạng, kích thước, cấu tạo vật liệu, hoàn thiện, nên thành viên dự án dễ dàng tính toán khối lượng, giúp xây dựng dự toán tiến độ công trình BIM sử dụng để khám phá việc bố trí mặt thiết bị cẩu lắp, vật liệu, công trình tạm công trường… để xây dựng nên kế hoạch thi công công trình giúp làm tăng giá trị giảm lãng phí  Thiết kế dễ hình dung Trong giai đoạn thiết kế ý tưởng, BIM sử dụng để truyền tải ý tưởng thiết chủ đầu tư Những hiệu ứng hình ảnh không gian ba chiều có sẵn BIM giúp cho việc truyền tải ý tưởng kiến trúc thực cách có hiệu nhiều Không đơn thể hình ảnh đẹp, BIM trình bày cách hoàn chỉnh đầy đủ công trình cần xây dựng bao gồm hình dạng, kích thước, cấu tạo vật liệu, hoàn thiện, nhiều thông tin khác Thông qua BIM, chủ đầu tư dự án dễ dàng khái quát hình dạng công trình, khoảng không gian quan trọng, hòa hợp công trình với cảnh quan xung quanh Chủ đầu tư dễ dàng nhìn công trình thực tế trông tương lai BIM giúp cho chủ đầu tư không hiểu ý tưởng thiết kế cách tốt mà dễ dàng phản hồi thông tin đến nhà tư vấn kiến trúc để tư vấn kiến trúc sửa đổi thiết kế cho đáp ứng yêu cầu chủ đầu tư Hơn nữa, BIM sử dụng để đánh giá nhiều phương án thiết kế khác nhau, giúp cho việc xem xét định xác Đối với nhà thầu mô hình BIM tương đối dễ hiểu hiển thị chiều sâu cao độ cách rõ ràng dễ hình dung Trên vẽ không sử dụng công nghệ BIM, nhà thầu không nhìn lối vào vẽ trông hoàn thành Tuy nhiên, mô hình BIM, lối vào xuất hình máy tính giống hình ảnh thực thực tế Những mẫu công trình ảo tạo tiến trình BIM cung cấp lợi ích lớn cho kĩ sư cơ-điện lạnh để tối ưu hóa cách bố trí hệ thống HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning: Nhiệt, Thông gió Điều hòa không khí) với không gian hạn chế công trình Hoặc thay tuần hoàn khí phòng kĩ thuật, xếp lại ống dẫn, khả xây dựng nên hệ thống HVAC ảo mô ảo 3D đảm bảo cho thiết bị phù hợp lắp đặt  Tính linh hoạt Với BIM, dễ dàng để điều chỉnh thiết kế Khi có thay đổi mô hình BIM tự động cập nhật tất vẽ thành phần mà bị ảnh hưởng thay đổi Ví dụ, tiền sảnh bố trí thêm vào tầng mô hình BIM, tất vẽ thể tầng hiển thị chi tiết cần thiết để xây dựng tiền sảnh Một thay đổi thực với mô hình BIM không cần thiết phải có điều chỉnh thủ công vẽ thành phần Các nhà thiết kế đơn giản cần in vẽ xây dựng  Cải thiện tính toán chi phí BIM đơn giản hóa giúp việc tính toán chi phí thông tin có tính chiều sâu xác mà cung cấp Mối liên hệ dễ dàng với vật liệu số chi tiết lắp đặt xuất từ mô hình cải thiện tốc độ độ xác việc ước tính, đưa thay đổi kiểu dáng thiết kế vấn đề chi phí giải cách chủ động  Giảm chi phí lắp đặt Trước trình lắp đặt tiến hành, BIM giúp xác định chi tiết không thích hợp, ví dụ phần thiết kế chiếm vị trí trùng Từ nhà thiết kế điều chỉnh sớm để giảm hay triệt tiêu thay đổi trình lắp đặt Mô hình BIM sử dụng để làm sẵn chi tiết công trình,ví dụ ống dẫn cách đáng tin cậy Điều giúp tiết kiệm chi phí liên quan đến lắp ráp lắp đặt  Lịch sử công trình Khi công trình thông qua khâu thiết kế, lắp đặt sử dụng, mô hình kĩ thuật số dùng thông tin quan trọng cho chủ sở hữu nhà thầu dịch vụ Ví dụ, chi tiết công trình bị hỏng, mô hình thông tin công trình sử dụng để xác định vị trí, nhà sản xuất, số model, thông số vận hành liệu thích hợp để sửa chữa cách hiệu hay thay chi tiết Nếu phần công trình làm lại mô hình mới, mô hình thông tin công trình sử dụng để xác định chi tiết kín, ống dẫn thiết bị điện để xúc tiến định mô hình thiết kế b Nhược điểm BIM  Chi phí đào tạo chi phí cho software Việc sử dụng BIM yêu cầu cần phải có đào tạo cẩn thận Việc sử dụng phần mềm hỗ trợ tạo lập mô hình kèm chi phí cấp phép, chi phí mua phần mềm đào tạo Một nhà thầu muốn áp dụng BIM cần phải nâng cấp hệ thống máy tính để sử dụng hiệu phần mềm BIM  Thêm nhiều việc phải tiến hành trước công trình xây dựng BIM đòi hỏi phải nỗ lực nhiều giai đoạn đầu dự án Khi BIM sử dụng, không hiệu nhà thầu đơn gửi kế hoạch công việc riêng sau tiến hành xây dựng Điều tiên Nhà thầu xây dựng phải làm việc với nhà thiết kế nhà thầu khác để tạo mô hình hợp tác bên  Phá hỏng tiến trình mua sắm xây dựng Mặc dù lợi việc sử dụng mô hình BIM điều chỉnh thực nhanh chóng, nhiên BIM lại phá hỏng tiến trình cung ứng vật tư thi công xây dựng chung (general procurement and construction process) đặt hàng mặt hàng (items) đòi hỏi phải có thời gian đợi chờ lâu Ví dụ, nhà thầu cần phải đặt hàng vật tư dựa kích thước ghi vẽ thiết kế mà từ đặt hàng đến nhận hàng vài tuần vài tháng Tuy nhiên nhà thầu khác nhập thêm thông tin công việc vào mô hình trình đó, làm kích thước có thay đổi, nhà thầu đủ thời gian để đặt hàng vật tư 2.4 Phần mềm BIM Hầu hết hãng sản xuất phần mềm kiến trúc, kĩ thuật xây dựng Autodesk, Bentkey, Gehry Technologies Graphisoft cung cấp phần mềm cần thiết cho việc tạo nên mô hình công trình kĩ thuật số Trong phần lớn người sử dụng phần mềm kiến trúc sư số kĩ sư cơ-điện-nước nhà thầu không ngừng gia tăng ích lợi công nghệ ngày nhận thấy thị trường đòi hỏi khắt khe trình thiết kế để đạt mục đích suất, chi phí chất lượng công trình Các hãng sản xuất phần mềm điều chỉnh sản phẩm họ để có chức hỗ trợ tốt mà khứ bị tách biệt khỏi phần thiết kế hình học Những chức bao gồm vấn đề phân tích lượng, ước tính chi phí, trình tự thi công quản lí thiết bị Từ đó, khả năngcó phương pháp giải hoàn hảo cho quy tắc khác ngành nâng cao KẾT LUẬN Một kết luận nói trước mức độ sử dụng tinh tế người sử dụng BIM ngày tăng cao ngày lợi ích công nghệ chứng minh Số lượng công trình thiết kế sử dụng công nghệ số lượng người sử dụng BIM tăng vọt vòng vài năm qua xu hướng có khả tiếp tục tương lai Tại Việt Nam cũng, công cụ BIM bắt đầu sử dụng thiết kế phần mềm biết đến nhiều REVIT MEP ngành điện Việc sử dụng BIM làm thay đổi triệt để mối quan hệ nhà thầu nhà thiết kế, có khả làm tăng rủi ro pháp lý cho nhà thầu Trong dự án tiến hành theo cách truyền thống nhà thầu thường tham gia đặc biệt giai đoạn thiết kế phải phụ thuộc vào vẽ cung cấp người thiết kế Theo đó, nhiều quốc gia cho phép nhà thầu kiện nhà thiết kế sai sót chuyên môn trình thi công phát có lỗi thiếu sót vẽ thiết kế Tuy nhiên BIM cho phép nhà thầu tham gia tích cực trình thiết kế, việc trở nên khó khăn qui trách nhiệm cho bên thiếu sót vẽ thiết kế BIM công nghệ tương đối mới, nhiều trường hợp tòa án giải vấn đề liên quan đến lỗi thiếu sót dự án BIM Tại nước mà tòa án cho phép nhà thầu xây dựng kiện bên thiết kế sơ suất thiết kế, nhiều khả tòa án cho phép nhà thầu (cả thầu tư vấn thầu xây dựng) kiện lẫn lỗi thiếu sót dự án BIM Với nguy này, nhà thầu nên cẩn thận kiểm tra tất nội dung hợp đồng dự án BIM để đảm bảo chúng quy định rõ mối quan hệ trách nhiệm pháp lý bên liên quan TÀI LIỆU THAM KHẢO http://bmthicong.com.vn/vn/research/29-research/130-building-information-modeling-bim-thsvng tun-cng.html BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) - ThS Vương Đỗ Tuấn Cường http://revit.edu.vn/home/vi/news/Revit-Architecture/B-I-M-Building-Information-Modeling-lagi-12/ http://www.scoop.it/t/about-bim-world Link đến video giới thiệu BIM http://www.youtube.com/watch?v=5Qj9pI5us7o