Bài giảng BIM trong lĩnh vực xây dựng

Áp dụng mô hình BIM trong quản lý dự án, công trình xây dựng Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ 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 tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình Năm 2002 hãng Autodesk phát hành một cuốn sách với đề tựa Building Information Modeling“ và các nhà cung cấp phần mềm khác cũng bắt đầu khẳng định sự quan tâm tới lĩnh vực này. Vương Quốc Anh đã đề ra mục tiêu giảm 20% chi phí các dự án sử dụng vốn đầu tư công. Để đạt được mục tiêu này, tháng 6 năm 2011, chính phủ Anh công bố chiến lược và lộ trình áp dụng BIM trong đó năm 2012 áp dụng thử ở một số dự án công, năm 20132015 đẩy mạnh sự áp dụng rộng rãi của BIM và đến năm 2016 đảm bảo tất cả các dự án đầu tư công có vốn từ 5 triệu bảng sẽ ứng dụng BIM ở từng giai đoạn phù hợp

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHƯƠNG ĐÔNG KHOA KIẾN TRÚC – CÔNG TRÌNH

BÀI GIẢNG BIM

Giảng viên: ThS Nguyễn Thế Minh

Bộ môn: Kỹ thuật thi công

Trang 2

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

Truyền thống và BIM

Trang 3

Biểu đồ khả năng kiểm soát giá qua từng giai đoạn của dự án

Trang 4

Hạn chế khi sử dụng mô hình 2D trong quản lý và thiết kế các công trình:

+ Khó trao đổi thông tin giữa những bộ phận thiết kế công trình, bộ phận giám sát, bộ phận M&E, chủ đầu tư …

+ Mô phỏng dễ sai sót, khó kiểm soát, không đồng nhất giữa các

bộ môn

+ Việc phản ánh thực tế công việc đang thi công như thế nào cũng là một vấn đề nan giải, khi không phản ánh đúng công viêc ngoài công trình kịp thời cho chủ đầu tư, ban

quản lý dự án gây khó khăn trong viêc giám sát công trình

Trang 5

Lịch sử phát triển

Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ 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 tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình

- Năm 2002 hãng Autodesk phát hành một cuốn sách

với đề tựa "Building Information Modeling“ và các nhà cung cấp phần mềm khác cũng bắt đầu khẳng định sự quan tâm tới lĩnh vực này

Trang 6

Áp dụng trên thế giới

Tại Mỹ áp dụng BIM năm 2008

Theo số liệu từ McGraw Hill năm 2011 cho thấy tại Mỹ

có 49% chủ đầu tư sử dụng BIM trong các dự án của họ

và 47% nhà thầu khẳng định rằng sự giao tiếp của nhà thầu – chủ đầu tư và các nhà thầu khác thông qua BIM được cải thiện đáng kể

Trang 7

Vương Quốc Anh đã đề ra mục tiêu giảm 20% chi phí các

dự án sử dụng vốn đầu tư công Để đạt được mục tiêu này, tháng 6 năm 2011, chính phủ Anh công bố chiến lược và lộ trình áp dụng BIM trong đó năm 2012 áp dụng thử ở một

số dự án công, năm 2013-2015 đẩy mạnh sự áp dụng rộng rãi của BIM và đến năm 2016 đảm bảo tất cả các dự án

đầu tư công có vốn từ 5 triệu bảng sẽ ứng dụng BIM ở

từng giai đoạn phù hợp

Trang 8

Singapore là quốc gia thành công nhất trong việc ứng dụng BIM khi có tiêu chuẩn quốc gia và lộ trình ứng dụng BIM rõ ràng Tháng 8 năm 2013, phiên bản 2 của bộ tiêu chuẩn BIM của Singapore đã được công bố thay thế cho phiên

bản 1 Đến nay có hơn 3.500 chuyên gia được đào tạo các chứng chỉ về BIM bao gồm cả sinh viên và đối tượng khác

Trang 9

Năm 2008, chính phủ Trung Quốc lập cổng thông tin điện

tử về BIM nhằm thúc đẩy sự phát triển của BIM trong

ngành Xây dựng Năm 2007, các trường bắt đầu đưa các khóa học sử dụng phần mềm BIM vào giảng dạy Năm

2012, Trung Quốc đã có đào tạo thạc sỹ chuyên ngành

về BIM

Trang 10

Hàn Quốc, Nauy, Phần Lan, Hà Lan, Đan Mạch là

những nước mà khu vực công bắt buộc phải ứng dụng BIM trong ngành xây dựng, các nước đều xây dựng

được tiêu chuẩn và lộ trình thực hiện BIM trong tương lai Ngoài ra thì Malaysia cũng đã có tiêu chuẩn về BIM

và có các chương trình đào tạo về BIM trong giảng dạy đại học

BIM đang được xây dựng tiêu chuẩn và lộ

trình ở một số nước như Pháp, Úc, Đức,

Nhật Bản…

Trang 11

Đề án BIM: 2500/QĐ-TTg 22/12/2016

Quan điểm

- Nhà nước khuyến khích, tạo điều kiện

- Áp dụng theo lộ trình

- Hưởng ưu đãi theo quy định của pháp luật

- Phù hợp với điều kiện Việt Nam

2017 – 2019

- Nâng cao nhận thức và khuyến khích

- Xây dựng hành lang pháp lý

- Xây dựng các hướng dẫn về BIM

- Xây dựng chương trình khung và đào tạo

2018 – 2020

- Thí điểm trong thiết kế, thi công, quản lý dự án cho tối

thiểu 20 công trình xây dựng mới

- Thí điểm trong quản lý vận hành trong quá trình sử

dụng cho tối thiểu 10 công trình quan trọng

- Đánh giá, tổng kết

2021

Trên cơ sở tổng kết, áp dụng rộng rãi BIM trong hoạt

động xây dựng và quản lý vận hành công trình

Mục tiêu

- Tiết kiệm, minh bạch, quản lý, kiểm soát chất lượng

- Xây dựng hành lang pháp lý, tạo sự đồng thuận

Trang 12

Giao BXD chủ trì, phối hợp với các bộ, ngành, địa phương tổ chức triển khai thực hiện Đề án

Ban Chỉ đạo BIM

- Trưởng ban: Thứ trưởng BXD Lê Quang Hùng

- 14 thành viên từ Bộ Xây dựng, Giao thông vận tải, Công thương, Nông nghiệp và phát triển nông thông, Kế hoạch và Đầu tư

Trang 13

KẾ HOẠCH

Kế hoạch chung Đề án BIM Kế hoạch thực hiện

Kế hoạch hoạt động

Trang 14

XÂY DỰNG KHUNG ĐÀO TẠO VÀ CƠ SỞ PHÁP LÝ

Trang 15

1 Khái niệm

BIM (Building Information Modeling) là quá trình tạo lập và

sử dụng mô hình thông tin kỹ thuật trong các giai đoạn thiết

kế, thi công và vận hành công trình

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU BIM

- Building: công trình

- Information: thông tin

+ Hình học: các kích thước dài, rộng, cao, khoảng cách giữa các cấu kiện công trình như dầm, cột, sàn, cửa, cầu thang, mái…

+ Phi hình học: thông tin về đặc tính sản phẩm, thông số

kỹ thuật, như chậu rửa Lavabo từ nhà cung cấp nào,

model ra sao, giá bao nhiêu, website và description về sản phẩm…

- Modeling: mô hình (khi là Model, Models), cần sử dụng các phần mềm (BIM Tools) để tạo lập các mô hình thông tin

Trang 16

Một số BIM Tools hỗ trợ dựng mô hình 3D thông tin như:

- Kiến trúc: Revit, ArchiCad, Grasshopper 3D, Rhinoceros, Lumion…

- Kết cấu: Revit, Tekla, Robot Structural Analysis, Bentley,

Staad pro…

- Cơ điện: Revit, Cadewa…

- Phân tích năng lượng: Equest, Energy +, Ecotect, GBS,

Trang 17

1.1 Nguyên tắc và trình tự cơ bản cho việc Mô hình hóa

thông tin công trình :

a) Người khởi tạo sản xuất thông tin trong các mô hình BIM mà

mình kiểm soát, dựa trên các thông tin từ các mô hình BIM khác bằng cách tham chiếu, liên kết hoặc trao đổi thông tin trực tiếp

b) Chủ đầu tư huẩn bị Hồ sơ yêu cầu thông tin (EIR) trong đó

xác định rõ ràng thông tin yêu cầu và các mốc quyết định quan trọng

c) Đánh giá các giải pháp đề xuất, năng lực và khả năng của

từng nhà cung cấp dịch vụ BIM để hoàn thiện các thông tin cần thiết trước khi ký hợp đồng chính thức

Trang 18

d) Đơn vị thực hiện BIM xây dựng bản Kế hoạch thực hiện BIM

(BEP) với nội dung chủ yếu bao gồm:

- Vai trò, trách nhiệm và quyền hạn các chủ thể tham gia

- Các tiêu chuẩn, phương pháp và thủ tục thực hiện

- Tổng thể các thông tin sẽ được chuyển giao phù hợp với nội dung công việc của dự án

e) Tạo dựng một Môi trường dữ liệu chung (CDE) để lưu trữ,

chia sẻ dữ liệu và thông tin của công trình, tất cả các cá nhân có liên quan trong quá trình tạo lập thông tin có thể được truy cập,

Trang 19

f) Áp dụng các quy trình và thủ tục được nêu trong các tài liệu, hướng dẫn có liên quan.

g) Các mô hình BIM được xây dựng sử dụng một trong những

bộ công cụ:

- Các phần mềm chuyên ngành khác nhau, với các cơ sở dữ liệu riêng biệt, và có hạn chế khả năng tương tác giữa chúng hoặc với các phần mềm phân tích thiết kế liên quan

- Các phần mềm chuyên ngành khác nhau, với các cơ sở dữ liệu riêng biệt, tương thích hoàn toàn với nhau nhưng khả năng

tương tác với các phần mềm phân tích thiết kế liên quan bị hạn chế

- Các phần mềm chuyên ngành khác nhau, với cơ sở dữ liệu

riêng biệt, có khả năng tương thích hoàn toàn với các phần mềm phân tích thiết kế liên quan

- Một nền tảng phần mềm với cùng một cơ sở dữ liệu và tương thích hoàn toàn với các phần mềm phân tích thiết kế liên quan

Trang 20

1.2 Ưu điểm khi ứng dụng BIM

- Tăng khả năng phối hợp thông tin (tăng sự hợp tác giữa các bên có liên quan)

Trang 21

- Thiết kế dễ hình dung hơn

Trang 22

- Tính linh hoạt trong thiết kế bản vẽ Khi có một sự thay đổi

ở mô hình BIM thì nó sẽ tự động cập nhật tất cả các bản

vẽ thành phần mà bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi đó

Trang 23

- Kiểm tra sự xung đột

Trang 24

- Cải thiện tính toán chi phí

Trang 25

- Giảm chi phí lắp đặt

- Lịch sử công trình Rất hữu ích trong quá trình quản lý vận hành công trình.

Trang 26

1.3 Nhược điểm khi ứng dụng BIM

- Chi phí đào tạo và chi phí thiết bị, phần mềm

- Thêm nhiều việc phải tiến hành trước khi công trình được xây dựng.

- Gián đoạn tiến trình mua sắm và xây dựng.

Trang 27

2 QUY TRÌNH ÁP DỤNG BIM

Trang 28

2.1 Với dự án Thiết kế, thi công (không đấu thầu) IPD

Trang 29

2.2 Với dự án Thiết kế, đấu thầu, thi công IDPa) Giai đoạn trước đấu thầu:

Trang 30

2.2 Với dự án Thiết kế, đấu thầu, thi công IDPb) Giai đoạn thi công:

Trang 32

3.1.Thông tin là gì?

- Khái niệm: Là câu trả lời cho 1 câu hỏi về 1 chuyện hay sự vật nào đó

- Mục đích quan trọng của thông tin là để quản lý

- Có 2 loại thông tin: hình học và phi hình học

- Cần phân loại thông tin: Phải có giá trị, không trung lặp và thông tin kết hợp thông tin để sinh ra thông tin

Trang 33

3.2 Môi trường dữ liệu chung - CDE

Môi trường dữ liệu chung (CDE) là một nguồn thông tin duy

nhất cho mỗi dự án, dùng để thu thập, quản lý và phổ biến tất

cả các tài liệu được tạo ra bởi các bên tham gia dự án

CDE là một phương tiện cho phép chia sẻ thông tin một cách hiệu quả và chính xác giữa tất cả các thành viên của dự án - cho cả thông tin 2D, 3D, dạng văn bản hoặc dạng số

CDE cho phép quản lý sự phối hợp giữa các thành viên

thuộc nhiều bộ môn của dự án Việc xây dựng và phát triển thông tin từ giai đoạn thiết kế, sản xuất và thi công sẽ được tuần tự hóa có kiểm tra thông qua các “cổng kiểm soát”

CDE nên được triển khai trong suốt vòng đời của dự án

Trang 34

Cấu trúc chung của CDE:

1 Khu vực “CÔNG VIỆC ĐANG TIẾN HÀNH” (WORK IN

PROGRESS,viết tắt WIP) của CDE là nơi mỗi công ty hay cá nhân thực hiện công việc của mình, WIP được dùng để lưu giữ các thông tin chưa được chấp thuận của các tổ chức liên quan

2 Khu vực “CHIA SẺ” (SHARED) được dùng để lưu giữ

thông tin đã được chấp thuận Thông tin này được chia sẻ để các đơn vị khác sử dụng làm nguyên liệu tham khảo cho việc phát triển thiết kế của mình Khi tất cả các thiết kế đã hoàn thành, thông tin phải được đặt ở trạng thái “Chờ phát hành” trong Khu vực Chia sẻ của Khách hàng (Client Shared Area)

Trang 35

Cấu trúc chung của CDE:

3 Khu vực “PHÁT HÀNH” (PUBLISHED DOCUMENTATION)

được sử dụng để lưu trữ các thông tin được phát hành, là

những thông tin đã được chấp thuận bởi khách hàng và có giá trị hợp đồng

4 Khu vực “LƯU TRỮ” (ARCHIVE) ghi lại mọi tiến triển tại

mỗi mốc dự án và phải lưu lại bản ghi của tất cả các trao đổi

và thay đổi nhằm cung cấp các dấu vết lịch sử trao đổi để

kiểm tra và đối chiếu trong trường hợp có tranh chấp…

Trang 36

Ứng dụng CDE:

- Phối hợp giữa các mô hình 2D của dự án

- Phối hợp giữa các mô hình 3D của dự án

- Xuất bản vẽ 2D từ mô hình 3D

- Xuất bản vẽ 2D từ các phần mềm đồ họa 2D

- Thu thập, quản lý và phân tán tất cả các tài liệu liên quan đến đến dự án

Trang 37

Trang 38

3.3 Nguyên tắc và PP quản lý thông tin

Các quy ước về thông tin/tài liệu bao gồm cách thức thông

tin được đặt tên, thể hiện và tham chiếu… Một phần của các quy ước đó mà các đơn vị thiết kế hiện nay có thể đang sử

dụng là “Tiêu chuẩn CAD” của riêng công ty.

Trang 39

3.3 Nguyên tắc và PP quản lý thông tin

Yêu cầu khi triển khai các quy ước về thông tin/tài liệu:

1.Vai trò, trách nhiệm và thẩm quyền của các bên

2 Môi trường dữ liệu chung (CDE): thông qua các thủ tục, trình tự của CDE để cho phép các bên trao đổi thông tin và thúc đẩy sự cộng tác giữa họ

3 Quản lý tài liệu giấy và dữ liệu điện tử

4 Nguyên tắc đặt tên tập tin phải được thống nhất

5 Gốc tọa độ và định vị của dự án phải được thống nhất

6 Tiêu chuẩn CAD/BIM được thống nhất sử dụng toàn bộ dự án

Trang 40

3.4 Mức độ phát triển thông tin

Mức độ phát triển thông tin (Level of Development, viết tắt

LOD) là một khái niệm được sử dụng trong Mô hình BIM dùng để chỉ mức độ rõ ràng về thông tin và độ chi tiết của các thành phần trong mô hình BIM ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình thiết kế và thi công xây dựng

Trang 41

Các mức độ phát triển thông tin - LOD

LOD 100 LOD 200 LOD 300 LOD 350 LOD 400

- LOD 100 có thành phần có thể được thể hiện bằng đồ họa trong mô hình như một biểu tượng hoặc một hình khối

chung, đại diện, đủ điều kiện đáp ứng được các yêu cầu

kỹ thuật chung của công trình

được sử dụng để khái toán, phân chia giai đoạn xây dựng và xác định thời gian tổng thể thực hiện dự án

Trang 42

LOD 200 có thành phần đã được tính toán và phân tích sơ bộ

thường được được sử dụng trong giai đoạn thiết kế cơ sở và các thông tin trong các thành phần mô hình với LOD 200

được xem xét là gần đúng Mô hình này có thể sử dụng được

để ước tính chi phí xây dựng, thống kê, sắp xếp và phân loại

hệ thống trong công trình

Trang 43

LOD 300 có thành phần thể hiện các thông tin đã được tính toán và phân tích phù hợp với hệ thống tiêu chuẩn xây dựng

áp dụng cho dự án, phù hợp với giai đoạn thiết kế kỹ thuật

Mô hình thông tin với LOD 300 phải cung cấp đủ thông tin đểbóc tách khối lượng dự toán, dùng được để thống kê, phân loại, sắp xếp, phân chia các giai đoạn thi công

Trang 44

LOD 350 có thành phần mô hình phải chính xác và đầy đủ để phù hợp với giai đoạn triển khai bản vẽ thi công Cung cấp đủ thông tin để bóc tách khối lượng dự toán chính xác và xuất đầy đủ các tài liệu thi công xây dựng và phân chia các giai

đoạn thi công

Trang 45

LOD 400 có thành phần được thể hiện với độ chi tiết chính xác để chế tạo và lắp đặt Mô hình ở mức độ này thể hiện chi tiết đến biện pháp thi công và có thể cả các thông tin về

phương tiện máy móc thi công

Trang 46

3.5 Tổ chức thông tin của LOD

Tất cả các thành phần công trình được liệt kê trong một

Bảng thành phần mô hình

Trang 47

Kết cấu bảng thành phần mô hình (hình học)

Trang 48

Bảng thuộc tính thành phần (phi hình học)

Trang 49

4 Kế hoạch thực hiện BIM

Trang 50

4.1 Nội dung kế hoạch thực hiện BIM sơ bộ (Pre-BEP):

a Thông tin tổng quan

Trang 51

b Các yêu cầu và tiến trình BIM

Trang 52

b Các yêu cầu và tiến trình BIM

Trang 53

c Chuyển giao và sản phẩm: Mô hình, bản vẽ 2D, dữ liệu trích xuất

Trang 54

c Chuyển giao và sản phẩm: Mô hình, bản vẽ 2D, dữ liệu trích xuất

Trang 55

d Phối hợp

- Nhà thầu xác nhận lại

các đề xuất về phần mềm

và phiên bản áp dụng dự

kiến căn cứ theo yêu cầu

của Hồ sơ yêu cầu thông

tin Xác định Môi trường

Trang 56

d Phối hợp

- Môi trường dữ liệu chung

và cấu trúc

- An toàn dữ liệu

Trang 57

e Các quy ước về thông tin/tài liệu

* Hệ đo lường

- Hệ mét.

- Phương pháp đo đạc theo cách thức hiện hành của Việt Nam.

- Mô hình tạo lập theo tỉ lệ 1:1 đảm bảo chính xác.

* Xây dựng mô hình

- Liệt kê các loại mô hình cần xây dựng và tác giả mô hình,

- Chiến lược phân chia mô hình: theo khu vực, theo cấu tạo, theo trình tự thực hiện của dự án, theo số lượng bộ môn, theo quy trình triển khai giữa các

nhóm.

* Phương pháp đánh giá, kiểm tra mô hình nội bộ

- Loại bỏ các đối tượng không cần thiết trong mô hình.

- Các mô hình cần được để ở khung nhìn mặt bằng hoặc khung nhìn thông báo

nếu có để giảm thiểu thời gian khi mở các file.

- Cấu trúc đặt tên dự án cần được kiểm tra và chấp thuận

* Xử lý xung đột

- Khi thông tin thiết kế có sự sai lệch hoặc xung đột với nhau giữa các phần, các phiên bản thì mô hình BIM tổng hợp tại thời điểm hiện tại được ưu tiên sử dụng trước các tài liệu khác.

Tiêu đề	Bài Giảng BIM Trong Lĩnh Vực Xây Dựng
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Thế Minh
Trường học	Trường Đại Học Phương Đông
Chuyên ngành	Kỹ thuật thi công
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	9,23 MB