Đẩy mạnh áp dụng BIM vào việc đo bóc khối lượng các công trình xây dựng tại Việt Nam

Bài viết Đẩy mạnh áp dụng BIM vào việc đo bóc khối lượng các công trình xây dựng tại Việt Nam trình bày các nội dung: Sự ra đời của BIM; Ứng dụng công nghệ BIM vào việc đo bóc khối lượng; Bài học kinh nghiệm áp dụng BIM của các nước trên thế giới.

ĐẨY MẠNH ÁP DỤNG BIM VÀO VIỆC ĐO BÓC KHỐI LƯỢNG

CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI VIỆT NAM

Thái Ngọc Thắng

Trường Đại học Thủy lợi, email: thangtn@tlu.edu.vn

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã và

đang áp dụng rộng rãi mô hình thông tin công

trình (Building Information Modeling, viết

tắt là BIM) trong lĩnh vực xây dựng với các

cấp độ khác nhau Xuất phát từ việc muốn

tìm ra giải pháp cụ thể để giải quyết những

vấn đề bất cập trong đo bóc khối lượng

truyền thống (Mô tả và liệt kê thiếu đầu việc,

tính thừa thiếu khối lượng các công tác, nhầm

đơn vị đo…) Việc ứng dụng các bài học kinh

nghiệm áp dụng BIM của các nước tiên tiến

sẽ mang lại nhiều giải pháp hữu ích trong

việc đo bóc khối lượng tại Việt Nam

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết,

phân tích và tổng hợp kinh nghiệm, phương

pháp nghiên cứu tài liệu, thống kê tài liệu

3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Sự ra đời của BIM

Những năm đầu của thập kỷ 70, một công

nghệ mới với thuật ngữ là mô hình thông tin

xây dựng, tên tiếng Anh là Building

Information Modeling (BIM) đã xuất hiện

trong ngành công nghiệp xây dựng Đó là

công nghệ sử dụng mô hình ba chiều (3D) để

khởi tạo, phân tích, và truyền đạt thông tin

của công trình Tiến trình của BIM liên quan

đến các bên tham gia trong toàn bộ vòng đời

(life cycle) của dự án (kiến trúc sư, kĩ sư, nhà

thầu, chủ đầu tư, và bên quản lý dự án…), tất

cả những người xây dựng nên và có nhu cầu

trao đổi thông tin về thiết kế của dự án

3.2 Ứng dụng công nghệ BIM vào việc

đo bóc khối lượng

Trình tự đo bóc khối lượng công trình xây dựng ở nước ta đang áp dụng phổ biến qua

các bước như sau:

Bước 1: Hiểu rõ bản vẽ;

Bước 2: Đo lường kích thước thiết kế; Bước 3: Đo lường khối lượng công trình theo bộ phận, kết cấu;

Bước 4: Đo lường khối lượng theo bộ phận, kết cấu một cách chi tiết;

Bước 5: Chỉnh lý và tổng hợp

Phương pháp bóc khối lượng truyền thống dựa vào các thông tin đầu vào đơn giản, sử dụng phần mềm như Autodesk hay Autocad rồi kết hợp với các phần mềm dự toán để tính khối lượng Khi áp dụng công nghệ BIM sẽ trải qua các bước sau:

Bước 1: Xây dựng mô hình 3D trong phần mềm Autodesk Revit từ các bản vẽ 2D Mô hình 3D CAD được thiết lập từ các bản vẽ 2D

có sẵn (kiến trúc + kết cấu) Các thông số có trong bản vẽ 2D như vị trí, loại cấu kiện, kích thước, số lượng từng cấu kiện… được xây dựng và thể hiện đầy đủ trên mô hình 3D Bước 2: Tùy chỉnh trong phần mềm Autodesk Revit để đưa ra các đầu mục công việc, tên công tác liên quan phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam

Bước 3: Xuất dữ liệu từ mô hình 3D Revit sang phần mềm Microsoft Excel nhờ Revit API Các thông số của các cấu kiện (móng, cột, tường, dầm, sàn…) từ mô hình 3D trong Autodesk Revit (tầng, kích thước, diện tích, thể tích…) được xuất trực tiếp qua Microsoft Excel bằng các ứng dụng được viết thêm,

chạy trên môi trường Revit Từ bảng khối

lượng có được trong Microsoft Excel, người

dùng có thể sử dụng để xác định thời gian, tài

nguyên cho từng cấu kiện đơn lẻ một cách

nhanh chóng, từ dữ liệu này ta có thể làm căn

cứ để lên tiến độ thi công, dự trù kinh phí [1]

3.3 Bài học kinh nghiệm áp dụng BIM

của các nước trên thế giới

a Tại Hàn Quốc

Dự toán chi phí trong các dự án xây dựng

là một yếu tố quan trọng đối với việc ra quyết

định trong cả giai đoạn đầu và thiết kế kỹ

thuật Việc đo bóc khối lượng góp phần quan

trọng trong việc dự toán chi phí xây dựng

Tại Hàn Quốc, việc đo bóc khối lượng dựa

trên phát triển và xác minh hệ thống khung

nguyên mẫu QTO (Đo bóc khối lượng) sử

dụng thông tin từ mô hình IFC (Industry

Foundation Classes) là chuẩn định dạng mở,

giúp liên kết giữa thông tin khối lượng và

phương pháp dự toán sơ bộ [2]

Hình 1 Quy trình vận hành của BIM

Dự toán dựa trên mô hình BIM yêu cầu

một mô hình và cơ sở dữ liệu cho thông tin

chi phí Để có được bản dự toán chuẩn yêu

cầu độ chính xác của kết quả đo bóc khối

lượng và mô hình BIM chất lượng cao có tác

dụng quyết định về độ chính xác của việc đo

bóc khối lượng Các chuyên gia Hàn Quốc đã

nghiên cứu ra một quy trình đo bóc khối

lượng dựa trên BIM và phương pháp mô hình

hóa cho việc dự toán sơ bộ Quy trình QTO

bao gồm 4 bước: Mô hình BIM, xác minh

chất lượng vật lý, xác định giá trị và tính

toán khối lượng Mô hình BIM sử dụng các

công cụ hỗ trợ định dạng IFC Mô hình mẫu

được chạy bởi Revit 2015 và sử dụng

KBIMS Library v.0.9 được thiết lập bởi BUILDING SMART KOREA Các mô hình này yêu cầu dữ liệu dự toán không chỉ là khối lượng mà còn là các dự toán sơ bộ Các thuộc tính đầu vào là các LoadBearing để trích xuất các yếu tố cấu trúc và mã hiệu công việc cho

dự toán

Đầu tiên, các thuộc tính cấu trúc cho phép lựa chọn đối tượng Ví dụ, lựa chọn một bức tường chịu lực hoặc không chịu lực Cấu trúc thuộc tính của tường nhập là đúng hoặc sai trong tệp IFC Giá trị thực duy nhất của phần

tử để trích xuất ra các giá trị LoadBearing được đùng để tính toán khối lượng của tòa nhà qua cột, sàn, dầm, cầu thang…

Thứ hai, phương pháp nhập mã xây dựng cho dự toán là để cài đặt thuộc tính và nhập

mã vào mỗi phần tử Mã này có sáu ký tự: ba chữ cái và ba chữ số

Cuối cùng, mô hình dự toán sơ bộ của cấu trúc công trình được tạo bằng thư viện KBIMS và mã hiệu xây dựng Sau khi kiểm tra chất lượng, mô hình sẽ hoàn thiện việc đo bóc khối lượng và dự toán [2]

Trên đây là một phương pháp mới về phương pháp dự toán đo bóc khối lượng dựa trên mô hình BIM Một hệ thống đo bóc khối lượng công trình được phát triển từ dữ liệu xuất từ mô hình IFC và hệ thống QTO Phương pháp giúp tăng độ chính xác trong đo bóc khối lượng các công trình tại Việt Nam

b Tại Hoa Kỳ

Tại Hoa Kỳ, khi áp dụng BIM vào các công trình xây dựng phải thống nhất mức độ chi tiết (Level of Development-LOD) đưa vào mô hình LOD trong BIM giúp các đơn vị liên quan trong ngành công nghiệp xây dựng xác định rõ mức độ tạo lập mô hình thông tin công trình ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình thiết kế và xây dựng LOD của một phần tử

mô hình được xếp hạng theo thang đo của LOD 100 đến LOD 500

LOD 100 (Thiết kế ý tưởng): Đối tượng

mô hình được thể hiện bên trong mô hình như một biểu tượng hoặc mô hình khối đơn giản nhưng chưa đáp ứng được mức độ LOD 200

Hình 2 Các mức độ phát triển của BIM

LOD 200 (Thiết kế cơ sở): Đối tượng mô

hình được thể hiện bên trong mô hình dưới

dạng hệ thống, đối tượng hoặc tổ hợp đơn

giản, gần đúng về khối lượng, kích thước,

hình dáng, vị trí và hướng Tại mức độ LOD

này các đối tượng có hình dạng cơ bản

Chúng có thể được nhận diện, có thể là thể

tích hoặc không gian

LOD 300 (Thiết kế chi tiết): Đối tượng mô

hình được thể hiện bên trong mô hình là các hệ

thống, đối tượng hoặc tổ hợp chính xác về khối

lượng, kích thước, hình dáng, vị trí và hướng

LOD 350 (Tài liệu thực hiện): Nó bao gồm

chi tiết mô hình và các yếu tố thể hiện cách

giao diện của các thành phần với các hệ

thống khác nhau và các yếu tố xây dựng khác

với đồ họa và định nghĩa bằng văn bản

LOD 400 (Chế tạo và tổ hợp): Đối tượng

LOD 400 được mô hình với các chi tiết đầy

đủ và chính xác phục vụ chế tạo sẵn của đối

tượng được thể hiện Khối lượng, kích thước,

hình dáng, vị trí và hướng của đối tượng như

chỉ định thiết kế có thể đo đạc trực tiếp từ mô

hình và không phải liên hệ đến các thông tin

phi hình học như các ghi chú hoặc kích thước

LOD 500 (Thi công): Đối tượng mô hình

đạt mức độ sử dụng ngoài công trường thể

hiện đúng kích thước, hình dáng, vị trí, khối

lượng và hướng

Các mô hình LOD 500 được sử dụng để lập

dự toán chi tiết công trình trong khi LOD 100

được sử dụng để ước tính sơ bộ Ước tính sơ

bộ được thực hiện trong giai đoạn đầu của một

dự án và có độ chính xác 10-15% Phần mềm

được sử dụng phổ biến nhất để tính toán khối

lượng công trình là Asemble, tiếp đến là

Autodesk Revit, Vico và Navisworks [3]

Việc thống nhất các mức độ chi tiết LOD vào mô hình BIM giúp nâng cao hiệu quả trong việc đo bóc khối lượng các công trình một cách đáng kể Thêm vào đó, khi có một

sự thay đổi về cấu kiện nào đó trong bất kỳ bản vẽ nào thì các bản vẽ còn lại sẽ tự động cập nhật các thông số mới nhất của cấu kiện

đó vì vậy sai sót trong quá trình xác định, tính toán khối lượng cấu kiện sẽ được giảm thiểu đến mức thấp nhất Phương pháp giúp tăng độ chính xác và cập nhật thông tin một cách kịp thời trong đo bóc khối lượng các công trình xây dựng tại Việt Nam

4 KẾT LUẬN

BIM mang lại hiệu quả rất lớn cho việc quản lý dự án đầu tư xây dựng cũng như vận hành công trình

Đối với phương pháp đo bóc ứng dụng công nghệ BIM thì các sai sót trong phương pháp đo bóc truyền thống được khắc phục triệt để, mọi cấu kiện chứa thông tin về nó như hình dạng, kích thước, thể tích, vật liệu, được thống kê một cách đầy đủ

Từ kinh nghiệm các nước đã nghiên cứu ở trên, về chiến lược dài hạn, Chính phủ cần xây dựng lộ trình thích hợp với điều kiện và nguồn lực Việt Nam; hoàn thiện văn bản quy phạm pháp luật có liên quan; hỗ trợ các doanh nghiệp trong việc ứng dụng BIM cả về tài chính và đào tạo nguồn nhân lực

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Hồ Võ Văn Sĩ, Hoàng Nhật Đức, Vũ Duy Thắng, Nguyễn Thị Bích Thủy (2016),

“Ứng dụng mô hình thông tin xây dựng (BIM) vào việc đo bóc khối lượng công trình xây dựng”, Journal of Science and Technology 4(17) (2016) 68–74

[2] Jungsik Choi, Hansaem Kim, Inhan Kim (2015), “Open BIM-based quantity take-off system for schematic estimation of building frame in early design stage”, Journal of Computational Design and Engineering 2 (2015) 16–25

[3] Darren O, Mark T (2017), “Quantity Take-Off Using Building Information Modeling (BIM), and Its Limiting Factors”