Đánh giá ứng dụng mô hình BIM vào quản lý công trình trong giai đoạn thi công trên địa bàn thành phố nha trang

Đ N G NG NG N N NG TR N TR NG G Đ ẠN T NG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ NHA TRANG Học viên : Nguyễn Thành Trung Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số: Khóa:

NG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã ngành: 60.58.02.08

LUẬN ĂN T Ạ SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM MỸ

Đà Nẵng, Năm 2019

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi

Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

Học viên

Nguyễn Thành Trung

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

DANH MỤC MỘT SỐ THUẬT NGỮ

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Kết quả dự kiến 3

6 Cấu trúc luận văn 3

7 Kế hoạch thực hiện 3

CHƯƠNG 1 T NG UAN V BIM 4

1.1 T NG UAN V BIM TR N TH GI I 4

1.1.1 Lịch sử hình thành 4

1.1.2 uá trình ứng dụng 4

1.2 T NG UAN V BIM TẠI VIỆT NAM 6

1.2.1 Hiện trạng ứng dụng tại Việt Nam 6

1.2.2 Cơ sở pháp lý và lộ trình áp dụng triển khai 8

1.3 MỘT SỐ KHÁI NIỆM V BIM 13

1.3.1 Định nghĩa BIM 13

1.3.2 Các thuật ngữ về BIM 15

1.4 PH N T CH CÁC ƯU NHƯ C ĐI M C A BIM HIỆN NA 25

1.4.1 Ưu điểm 25

1.4.2 Nhược điểm 25

1.4.3 Giải pháp khắc phục 27

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ L THU T BIM 28

2.1 BIM TRONG THI T K 30

2.1.1 Mô hình hóa thiết kế 30

2.1.2 Thuận lợi 32

2.1.3 Khó khăn 32

2.2 BIM TRONG THI CÔNG 33

2.2.1 Mô hình tiến độ, biện pháp thi công 33

2.2.3 Khó khăn 37

2.3 BIM TRONG UẢN L , KHAI THÁC, VẬN HÀNH 37

2.4 CÁC ỨNG DỤNG BIM 39

2.5 QUY TRÌNH ÁP DỤNG BIM CHO DỰ ÁN THỰC HIỆN THEO HÌNH THỨC THI T K -THI CÔNG 40

2.6 QUY TRÌNH ÁP DỤNG BIM CHO DỰ ÁN THỰC HIỆN THEO HÌNH THỨC THI T K - ĐẤU THẦU – THI CÔNG 40

CHƯƠNG 3 PH N T CH VÀ ĐÁNH GIÁ K T UẢ 42

3.1 PH N T CH ĐÁNH GIÁ V M T TI N ĐỘ THI C NG 62

3.1.1 Sử dụng công nghệ BIM 4D trong việc mô phỏng tiến độ cho công trình xây dựng 62

3.1.2 So sánh và đánh giá tiến độ 66

3.2 PHÂN T CH ĐÁNH GIÁ V M T CHI PH THI C NG 69

3.2.1 Giới thiệu tổng quan về công tác đo bóc khối lượng cho các công trình xây dựng: 69

3.2.2 Sử dụng công nghệ BIM trong việc đo bóc khối lượng 75

3.2.3 So sánh và đánh giá khối lượng 76

3.3 K T LUẬN 82

K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

U T ĐỊNH GIAO Đ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO K T LUẬN C A HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT C A CÁC PHẢN BIỆN

Đ N G NG NG N N NG TR N TR NG G

Đ ẠN T NG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Học viên : Nguyễn Thành Trung

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: Khóa: K34 (2017-2019) Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Trong thời đại c a cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, công nghệ BIM đang

được ngành xây dựng c a các quốc gia trên thế giới áp dụng và triển khai s là công nghệ

ch đạo trong nhiều thập niên tới nh m h trợ cho lĩnh vực thiết kế, xây dựng, thi công và quản lý vận hành công trình Tuy nhiên, tại địa bàn thành phố Nha Trang thì chưa có công ty xây dựng nào áp dụng Từ thực tế trên, nghiên cứu này đã tiến hành xây dựng mô hình thông qua công nghệ BIM 4D, 5D cho một dự án cụ thể Luận văn đã phân tích đánh giá về công tác lập tiến độ khi ứng dụng BIM 4D và về khối lượng khi ứng dụng BIM 5D; đã đưa ra được ưu điểm mà công nghệ BIM mang lại và khó khăn rào cản khi áp dụng

Với kết quả thu được, tác giả hi vọng s cung cấp thêm một cái nhìn về Công nghệ BIM,

từ đó giúp các công ty xây dựng cân nhắc khi áp dụng thành công công nghệ này vào lĩnh vực c a mình nhất là lĩnh vực quản lý thi công xây dựng

Từ khóa – BIM, công nghệ BIM, BIM level 2

EVALUATION OF APPLICATION OF BIM MODEL INTO MANAGEMENT OF PROJECTS

IN THE EXECUTION PERIOD IN NHA TRANG CITY Abstract - In the era of industrial revolution 4.0, BIM technology is being

adopted and developed by the construction industry of countries around the world, which will be the key technology for decades to support the field Design, construction, construction and operation management areas However, there is no construction company in Nha Trang city From this reality, this study has built a model through BIM 4D and 5D technology for a specific project The thesis has analyzed and evaluated the progress of BIM 4D application and the volume when applying BIM 5D; has given the advantages that BIM technology brings and barriers when applying

With the results obtained, the author hopes to provide a more perspective on BIM technology, thereby helping construction companies consider when successfully applying this technology in their field, especially in the field of governance construction execution

Key words - BIM, BIM technology, BIM level 2

STT Từ Định nghĩa Từ tiếng Anh Viết tắt

Bảng nêu rõ trách nhiệm xây dựng

và giao nộp Mô hình BIM ở từng giai đoạn c a dự án

Model Production And Delivery Table

hiện kiểm tra và phối hợp BIM

Information Exchange Schedule

Design Consultant

Mô hình được phát hành

Đóng góp bao gồm một mô hình được phát hành

các tài liệu, các thông số kỹ thuật

xác định trước

Data Drop

8

đồng

chính

ứng hoặc các dạng hợp đồng khác mà các bên ký kết để hình thành dự án

Data Segregation Plan

thông tin cạnh c a một dự án Kế hoạch thực hiện

BIM Execution Plan

dự án

Common Data Environment

CDE

N NG

Bảng 3.1 Bảng khối lượng bê tông -móng 52

Bảng 3.2 Bảng khối lượng bê tông -cột 53

Bảng 3.3 Bảng khối lượng bê tông - vách lõi cứng 56

Bảng 3.4 Bảng khối lượng bê tông - dầm 57

Bảng 3.5 Bảng khối lượng bê tông - sàn 60

Bảng 3.6 Phân tích, đánh giá về công tác lập tiến độ 66

Bảng 3.7 Bảng khối lượng theo phương pháp đo bóc Truyền thống 71

Bảng 3.8 So sánh khối lượng bê tông - Móng 76

Bảng 3.9 So sánh khối lượng bê tông -cột 76

Bảng 3.10 So sánh khối lượng bê tông - vách lõi cứng 77

Bảng 3.11 So sánh khối lượng bê tông - dầm 77

Bảng 3.12 So sánh khối lượng bê tông - sàn 77

Bảng 3.13 Biểu đồ so sánh khối lượng bê tông 78

Bảng 3.14 So sánh khối lượng thép- móng 78

Bảng 3.15 So sánh khối lượng thép – Cột 78

Bảng 3.16 So sánh khối lượng thép - vách lõi cứng 79

Bảng 3.17 So sánh khối lượng thép - dầm 79

Bảng 3.18 So sánh khối lượng thép - sàn 79

Bảng 3.19 Biểu đồ so sánh khối lượng Thép 80

Bảng 3.20 Phân tích, đánh giá về khối lượng 80

N N

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát về tiến trình BIM 14

Hình 1.2 Tổng quan về 8 giai đoạn BIM 15

Hình 1.3 CDE trong 8 giai đoạn BIM 15

Hình 1.4 Hợp tác, kiểm tra, đóng dấu trực tuyến 16

Hình 1.5 Các cấp độ BIM (level 0, 1, 2, 3) 17

Hình 1.6 Mô hình 3D - landscape 19

Hình 1.7 Mô hình 3D – Kiến trúc 19

Hình 1.8 Mô hình 3D – Kết cấu 20

Hình 1.9 Mô hình 3D – Kết cấu bởi nhà sản xuất 20

Hình 1.10 Mô hình 3D – M&E 21

Hình 1.11 Mô hình 3D – Trang thiết bị 21

Hình 1.12 Mô hình khai thác thông tin số khi có mô hình BIM 22

Hình 1.13.Mô hình BIM 4D 22

Hình 1.14 Mô hình BIM 5D 23

Hình 1.15 Mô hình BIM 6D 23

Hình 1.16 Mô hình BIM 7D 24

Hình 1.17 Mô hình BIM và các yếu tố chi phối 25

Hình 1.18 Mô hình BIM và các bên liên quan 29

Hình 1.19 Mô hình 3D hệ thống MEP trong Revit 31

Hình 1.20 BIM4D - BIM tool cho giai đoạn thiết kế và thi công 33

Hình 1.21 BIM 4D - mô phỏng BPTC tường theo từng giai đoạn 34

Hình 1.22 BIM 4D - Các bước mô phỏng 35

Hình 1.23 BIM 4D - Mô phỏng phân đoạn thi công 35

Hình 1.24 BIM 4D - Mô phỏng BPTC 36

Hình 1.25 Quy trình làm việc c a hệ thống dữ liệu trung tâm BIM 38

Hình 1.26 Lập mô hình kiến trúc Dự án 46

Hình 1.27 Lập mô hình kết cấu Dự án 47

Hình 1.28 Lập mô hình kết cấu (chi tiết thép cột C1 – điển hình) 48

Hình 1.29 Lập mô hình kết cấu (chi tiết thép cột C3 – điển hình) 49

Hình 1.30 Lập mô hình kết cấu (chi tiết thép Dầm điển hình) 50

Hình 1.31 Lập mô hình kết cấu (chi tiết thép Vách – tầng điển hình) 51

Hình 1.32 Synchro Pro: Import bảng tiến độ vào 63

Hình 1.33 Synchro Pro: liên kết mô hình 3D với bảng tiến độ 64

Hình 1.34 Synchro Pro: diễn họa và xuất kết quả 65

Hình 1.35 Synchro Pro: bảng tiến độ sau khi liên kết với mô hình 3D 65

Ở ĐẦ

1 ý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển nhanh chóng c a khoa học và công nghệ, nhiều công nghệ mới đã được áp dụng vào ngành công nghiệp xây dựng tại một số nước phát triển trên thế giới Những công nghệ mới này được áp dụng ở nhiều cấp độ khác nhau, đã làm tăng năng suất lao động, tính hiệu quả trong công việc, giảm lãng phí trong xây dựng

Trong thời đại c a cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế, quản lý và điều hành các công trình xây dựng là một xu thế tất yếu Trong đó Mô hình thông tin trong xây dựng (Building In ormation Modeling, viết tắt là BIM), đang được ngành xây dựng c a các quốc gia trên thế giới áp dụng và triển khai s là công nghệ ch đạo trong nhiều thập niên tới nh m h trợ cho lĩnh vực thiết

kế, xây dựng và quản lý công trình giải quyết được các vấn đề gây lãng phí, năng suất thấp, thiếu hiệu quả và mất an toàn trong quá trình xây dựng, khai thác vận hành đang tồn tại phổ biến hiện nay

BIM là quá trình tạo lập và sử dụng mô hình thông tin trong các khâu lập dự án,

thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì công trình Với vai trò là một cơ sở dữ liệu bao trùm toàn vòng đời c a công trình, BIM chứa các mối liên hệ lôgic về không gian, kích thước, khối lượng, vật liệu các bộ phận công trình; cùng khả năng kết hợp với thông tin định mức, đơn giá, tiến độ, chi phí vận hành bảo trì

BIM mang lại những lợi ích điển hình:

- Lĩnh vực thiết kế: tăng hiệu suất, nhanh chóng đưa ra nhiều phương án để lựa chọn phương án tối ưu, giải quyết xung đột không gian, điều chỉnh nhanh chóng, ít sai sót; cung cấp dữ liệu nhanh chóng để kiểm tra khối lượng dự toán (tự động hóa công tác bóc khối lượng)

- Lĩnh vực thi công: lập biện pháp thi công, tăng năng suất lao động, tiết kiệm chi phí, rút ngắn tiến độ;

- Đầu tư dự án: xây dựng kế hoạch, vận hành, bảo trì, tính toán chi phí vòng đời công trình, phục vụ đánh giá hiệu quả đầu tư;

- Xây dựng mô hình và bản v hoàn công chính xác

- Cho một cái nhìn xuyên suốt vòng đời dự án

- Liên kết chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng

Tại Việt Nam, hiện nay BIM bước đầu đang được thí điểm triển khai ở các công trình phức tạp (vốn ngân sách, tư nhân, vốn đầu tư nước ngoài) Bộ xây dựng, các Ban quản lý dự án, nhiều ch đầu tư hoặc dự án đã nhận thức được hiệu quả c a việc ứng dụng BIM và đã có các lộ trình triển khai cụ thể Đặc biệt qua việc nhận thấy những hiệu quả c a mô hình BIM đã mang lại cho nền kinh tế đất nước, cụ thể trong giai đoạn cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 mà đất nước Singapore đã triển khai Năm

1

2016, Th tướng Chính ph đã ban hành uyết định số 2500/ Đ-TTg về việc ứng dụng mô hình BIM vào hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình

Từ những căn cứ trên, việc đặt ra và nghiên cứu đề tài này là cấp thiết nh m đáp ứng nhu cầu thực tế, giải quyết các vấn đề mang tính thời sự: năng suất thấp, thiếu hiệu quả trong công việc, lãng phí trong xây dựng

Công nghệ BIM mang lại nhiều lợi ích nhưng trong phạm vi c a luận văn chỉ đề

cập tới một phần c a ứng dụng công nghệ BIM Đ nh gi ng dụng m h nh

vào quản lý c ng tr nh trong giai đoạn thi công trên địa bàn thành phố Nha Trang”

Đề tài được thực hiện với mong muốn giúp các bên liên quan đến toàn vòng đời

c a dự án có thêm thông tin về một công cụ mới được áp dụng trong công tác hoạch định, quản lý, triển khai dự án xây dựng và các lợi ích mà nó mang lại, đồng thời cho thấy những khó khăn vấp phải cũng như những việc cần thực hiện để có thể ứng dụng thành công công nghệ này vào trong dự án cụ thể Từ đó, các công ty s có những

kế hoạch, biện pháp cũng như có những chuẩn bị thích hợp hoặc xem xét cẩn thận trước khi quyết định áp dụng công nghệ mới này

3 Đối tượng và phạm vi nghiên c u

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Một công trình cụ thể đã xây dựng và quản lý b ng phương pháp truyền thống với đầy đ số liệu về thiết kế và thi công tại Việt Nam

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đánh giá mức độ hiệu quả khi ứng dụng mô hình BIM về mặt tiến độ, chi phí trong giai đoạn thi công phần thô

4 Phương ph p nghiên c u

4.1 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tổng hợp và phân tích trên cơ sở lý thuyết liên quan đến thiết kế

và thi công công trình

- Sử dụng phần mềm Revit để thiết kế lại công trình từ giai đoạn thiết kế đến quản lý thi công (mô phỏng và phát hiện xung đột trong xây dựng)

4.2 Cách tiếp cận đề tài

- Thu thập các số liệu thiết kế và thi công thực tế công trình đã được xây dựng tại Nha Trang

- Sử dụng phần mềm Revit để phân tích ứng dụng BIM:

+ Xây dựng mô hình kiến trúc (Architecture), kết cấu (Structure)

+ Tập hợp các dữ liệu từ mô hình thiết kế

+ Phân chia các nhóm đầu việc trong cùng một công tác

+ Trích xuất khối lượng các công tác làm cơ sở cho lập dự toán và tiến độ thi công trong Project

+ Mô phỏng tiến độ trên nền tảng BIM (mô hình 4D)

+ Mô phỏng dự toán chi phí trên nền tảng BIM (mô hình 5D)

+ Kiểm tra xung đột không gian giữa các cấu kiện công trình, giữa các bộ phận

c a hệ thống để cảnh báo sớm tới tư vấn thiết kế và nhà thầu thi công

- Đánh giá mức độ hiệu quả về mặt tiến độ và chi phí vào quản lý công trình trong giai đoạn thi công phần thô giữa mô hình BIM so với phương pháp truyền thống

5 Kết quả dự kiến

Thực trạng quản lý thi công về mặt tiến độ, chi phí cho công trình hiện nay còn nhiều bất cập Đề tài tập trung nghiên cứu, đánh giá tính hiệu quả khi ứng dụng BIM

về mặt tiến độ, chi phí vào quản lý công trình trong giai đoạn thi công

6 ấu trúc luận văn

Nội dung c a Luận văn gồm 3 chương:

Chương 1 Tổng quan về BIM

Chương 2 Cơ sở lý thuyết BIM

Chương 3 Phân tích và đánh giá kết quả

7 Kế hoạch thực hiện

1 Ư NG 1 T NG N

1.1 T NG N TRÊN T G

1.1.1 ịch sử h nh thành

Năm 1970: khái niệm BIM xuất hiện;

Năm 1990: Autodesk (một công ty phần mềm c a Mỹ) xuất bản báo cáo nghiên

cứu khoa học chuyên sâu biểu diễn kĩ thuật số của quá trình xây dựng

Nay, BIM được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới và chính ph ở một số nước

đã nhận thức được sự cần thiết c a việc ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng nên đã

nhanh chóng thành lập các tổ chức phát triển BIM quốc gia

1.1.2 u tr nh ng dụng

a Tại Mỹ

Năm 2008: thành lập Hội đồng dự án BIM (United States™ Project Committee)

theo từng ngành, từng bang và trên cả nước; công bố tiêu chuẩn quốc gia về BIM

(National BIM Standard) Đến nay, tiêu chuẩn này đã ngày một hoàn thiện và chuẩn bị

công bố phiên bản 3

Năm 2011, theo số liệu từ McGraw Hill: có 49% ch đầu tư sử dụng BIM trong

các dự án c a họ và 47% nhà thầu khẳng định r ng sự giao tiếp với các bên có liên

quan thông qua BIM được cải thiện đáng kể

b Tại Anh

Tháng 5/2011: đã đề ra mục tiêu trong chiến lược phát triển ngành xây dựng là

giảm 20% chi phí các dự án sử dụng vốn đầu tư công

Tháng 6/2011: 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 c a

BIM và đến năm 2016 đảm bảo tất cả các dự án đầu tư công có vốn từ 5 triệu bảng s

ứng dụng BIM ở từng giai đoạn phù hợp

Thành lập Hội thúc đẩy và thực hiện BIM (Client BIM Mobilization and Implementation) và hướng tới mục tiêu đưa Anh trở thành nước dẫn đầu về công

nghệ BIM

Năm 2012: công bố tiêu chuẩn quốc gia về BIM

c Tại 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 Chính ph Singapore thành lập Ban chỉ đạo

BIM bao gồm bộ phận hướng dẫn thực hiện BIM, bộ phận pháp lý và hợp đồng, Hiệp

hội các nhà quản lý BIM Ban chỉ đạo này có nhiệm vụ phát triển những tiêu chuẩn và

các nguồn lực h trợ BIM để tạo điều kiện hợp tác sử dụng BIM Đồng thời tư vấn

những lĩnh vực cần thiết có thể tiến hành BIM hiệu quả ở cấp độ công ty, dự án hay

cả nền công nghiệp

Tháng 5/2012: cùng với Bộ Xây dựng và Công nghiệp, Ban chỉ đạo BIM

Singapore đã công bố tiêu chuẩn BIM c a Singapore

Tháng 8/2013: Công bố tiêu chuẩn Bim phiên bản 2

Singapore có lộ tr nh chặt chẽ

Tháng 7/2012: ứng dụng BIM ở tất cả dự án công, vốn > 10 triệu USD;

Tháng 7/2013: ứng dụng BIM cho thiết kế kiến trúc, quy mô dự án diện tích > 20000m2;

Tháng 7/2014: ứng dụng BIM cho thiết kế kỹ thuật, quy mô dự án diện tích > 20000m2;

Tháng 7/2015: ứng dụng BIM cho thiết kế kiến trúc và kỹ thuật, quy mô dự án diện tích > 5000m2;

Singapore còn thúc đẩy c c hoạt động học thuật: tổ chức nhiều các hội thảo,

đưa các phần mềm vào giảng dạy, tổ chức các cuộc thi cho sinh viên, có các chương trình thực tập và đề cương tốt nghiệp về BIM ở các trường: Đại học kỹ thuật Singapore, Đại học kỹ thuật Nanyang, Đại học SIM, Đại học Temasek…;

Thúc đẩy các hoạt động đào tạo nghề: như cấp chứng chỉ kỹ năng BIM, chứng nhận BIM Manager…

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

d Tại Trung Quốc

Năm 2008: Chính ph lập cổng thông tin điện tử về BIM; nhiều hội thảo,

seminar, trao đổi về BIM được tổ chức với sự tham gia c a tất cả các bên như ch đầu

tư, tư vấn, nhà thầu, nhà nghiên cứu và chính ph , nh m thúc đẩy sự phát triển c a BIM trong ngành Xây dựng

Dự án đầu tiên sử dụng BIM được hoàn thành: sân vận động Tổ Chim ở Bắc Kinh

Năm 2012: Bộ phát triển đô thị, nông thôn và nhà ở ban hành “Kế hoạch phát

triển BIM giai đoạn 2011-2015”

Năm 2012: Trung uốc đã có đào tạo thạc sỹ chuyên ngành về BIM

BIM đã được áp dụng phổ biến tại các dự án vốn đầu tư nước ngoài, vốn tư nhân, các dự án lớn vốn ngân sách cũng đã áp dụng Hiện nay, BIM áp dụng trong ngành xây dựng vẫn còn chậm do chưa thống nhất cách thức triển khai và thiếu sự phối hợp giữa các cơ quan

f Tại Châu Âu

Nauy, Phần Lan, Hà Lan, Đan Mạch: yêu cầu ứng dụng BIM trong khu vực đầu

tư công trong xây dựng

Pháp, Úc, Đức, Nhật Bản, Srilanka, Ấn Độ, Pakistan, …: đang được xây dựng tiêu chuẩn và lộ trình ứng dụng

ua đó có thể nói BIM ngày một được ứng dụng rộng rãi và là xu thế phát triển

c a ngành xây dựng trong tương lai

1.2 T NG N TẠ ỆT N

1.2.1 iện trạng ng dụng tại iệt Nam

a Cơ quan quản lý nhà nước

Sở Giao thông Vận tải TP HCM đã có bước đi tiên phong khuyến khích ứng dụng BIM vào toàn ngành Giao thông trên địa bàn thành phố

Viện Kinh tế xây dựng - Bộ Xây dựng đã triển khai đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng chiến lược thúc đẩy việc sử dụng mô hình thông tin công trình (BIM)

nh m nâng cao hiệu quả thiết kế, xây dựng và quản lý công trình tại Việt Nam” nh m mục tiêu đề xuất lộ trình 5 năm (2015-2020) để thúc đẩy việc sử dụng BIM ở Việt Nam Đề tài không chỉ phân tích kinh nghiệm các nước trong việc xây dựng chiến lược

và lộ trình áp dụng để đúc rút bài học kinh nghiệm thành công trong điều kiện Việt Nam, mà còn là cầu nối để đưa BIM đến với cộng đồng xây dựng

b Cơ quan nghiên cứu

Các trường đại học (Trường Đại học Xây dựng, Trường ĐHBK Đà Nẵng, ), các cơ quan nghiên cứu (Viện Kinh tế xây dựng - Bộ Xây dựng, Hiệp hội tư vấn xây dựng, ) đã liên kết, tổ chức nhiều buổi hội thảo, trao đổi học thuật về BIM nh m giới thiệu về công nghệ này đến giảng viên, sinh viên, học viên c a Trường và những người làm nghề xây dựng

Hiện đã có một số nghiên cứu về các bước đi để thành công trong việc ứng dụng BIM theo quan điểm c a ch đầu tư đăng tại Tạp chí Kinh tế Xây dựng vào tháng 10 năm 2013 (tác giả Lê Thị Hoài n), và có một báo cáo về lợi ích, r i ro và thách thức trong việc ứng dụng BIM tại Hội thảo uản lý xây dựng 2013 lần thứ 12 tổ chức tại Malaysia (tác giả Lê Thị Hoài n)

Các nghiên cứu về BIM ở Việt Nam còn khá hạn chế, mới dừng ở giai đoạn phổ biến khái niệm BIM, tuy nhiên những đóng góp ngày một nhiều s góp phần thúc đẩy việc ứng dụng BIM một cách đầy đ và hiệu quả nhất

c Đơn vị chủ đầu tư

Nhiều ch đầu tư đã yêu cầu áp dụng BIM tại một số dự án lớn như tập đoàn

VinGroup, Vietinbank, Cty CP Đầu tư Xây dựng Tuấn Lộc, IPP Group, …

Các dự án tiêu biểu áp dụng BIM có hiệu quả như: cảng Cửa Lò, cầu Th

Thiêm 2, khu công nghiệp Nhơn Trạch 6 - Đồng Nai,…;

Dự án Vietinbank Tower: đã phát hiện và giải quyết trên 1500 xung đột trong

thiết kế trước khi triển khai thi công;

Dự án nhà máy Cheeky (Procter & Gamble, SEA): tối ưu hóa tiến độ thi công,

quy trình lắp đặt rút ngắn khoảng 10% về tiến độ;

Dự án Park Hill 6: giảm được 8% công việc phải làm lại, và khoảng 40% thời

gian xử lý các thay đổi khi thi công;

Dự án nhà để xe ga quốc nội sân bay Tân Sơn Nhất TP HCM: kiểm soát khối

lượng trong thời gian thi công đạt độ chính xác trên 95% so với thiết kế

Dự án Cảng hàng không quốc tế Cam Ranh, Khánh Hòa: đảm bảo tiến độ, khối

lượng và không vượt tổng mức đầu tư Dự án

Theo số liệu khảo sát, thống kê tại một số dự án cho thấy: ứng dụng BIM

đã giúp chủ đầu tư, Dự án tối ưu hóa và xử lý trước các khó khăn trong giai đoạn thi công

d Đơn vị tư vấn

Một số tổ chức tư vấn đã nghiên cứu ứng dụng BIM vào công tác thiết kế ở các

mức độ khác nhau như: Tổng Cty Tư vấn xây dựng Việt Nam (VNCC), Cty CP Tư

vấn đầu tư và thiết kế xây dựng Việt Nam (CDC), Cty CP Tư vấn Đầu tư xây dựng

Phát triển đô thị Hà Nội (HACID), Cty TNHH Tư vấn và Xây dựng quốc tế An Phúc,

Phân viện Thiết kế Giao thông Vận tải phía Nam Tedi South…

Các tổ chức chuyên cung cấp các dịch vụ tư vấn và giải pháp về BIM cũng

đóng vai trò quan trọng trong việc tuyên truyền, nâng cao nhận thức cũng như thúc đẩy

việc ứng dụng BIM, tiêu biểu như: Cty TNHH Tư vấn và ứng dụng công nghệ BIM

Việt Nam (ViBIM), Cty TNHH HSD Việt Nam, Cty TNHH Viasys VDC Việt Nam,

Synectics, Redsun, Cty VTCO, Cty TNHH An Thi Việt Nam…

Các khó khăn các đơn vị gặp phải khi ứng dụng BIM: thiếu chi phí, thiếu các lộ

trình, quy định c a các cơ quan quản lý Nhà nước, chưa có mục tiêu để phát triển BIM

thành một hệ thống trong hoạt động tư vấn, tâm lý “ngại thay đổi” về quy trình làm

việc và cập nhật các công nghệ thông tin mới c a một số bộ phận nhân sự trong tổ

chức

e Đơn vị nhà thầu

Trong lĩnh vực thi công xây lắp, đã có nhiều nhà thầu ứng dụng BIM vào giai

đoạn đấu thầu, thi công xây lắp để kiểm soát khối lượng công việc, lập biện pháp tổ

chức thi công, phát hiện và xử lý va chạm giữa các kết cấu trong giai đoạn thi công

hoặc tăng trao đổi thông tin giữa các bên liên quan, tiêu biểu như: Cty CP Xây dựng

và Kinh doanh địa ốc Hòa Bình, Cty CP Xây dựng Cotec (CotecCons), Cty CP Xây dựng số 1 (Co ico), Tổng Cty Cơ điện xây dựng (Agrimeco), Vinaconex 6, Cty CP Dịch vụ và Kỹ thuật cơ điện lạnh R.E.E, Cty TNHH Thyssenkrupp Industrial Solutions (Việt Nam), Doosan Vina, PTSC, Đại Dũng Steel, BMB Steel, Zamil Steel… Việc ứng dụng BIM tại các tổ chức thi công xây lắp thường gặp khó khăn hơn

so với tại các tổ chức tư vấn thiết kế do nhân sự thường xuyên thay đổi, khó duy trì đội ngũ phụ trợ có kiến thức về BIM phù hợp, ổn định với Cty

f Đơn vị đào tạo

Trong lĩnh vực đào tạo, nhiều cơ sở đào tạo thuộc các công ty, trung tâm thuộc các trường Đại học (Xây dựng, Giao thông Vận tải TP HCM, Bách Khoa…), Viện Thiết kế và Xây dựng ảo (Institute o Virtual Design and Construction)… đã mở các khóa đào về sử dụng các công cụ BIM và quản lý BIM để đáp ứng nhu cầu c a các cá nhân và doanh nghiệp

chi phí quản lý dự án) và “…chi phí sử dụng hệ thống thông tin công trình…” (Khoản

2, Điều 25: Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng) [2];

- Thông tư 06/2016/TT-BXD ngày 10/3/2016 về hướng dẫn xác định và quản lý chi phí đầu tư xây dựng: quy định “…thực hiện, quản lý và ứng dụng hệ thống thông

tin công trình…” là một nội dung trong chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng (Khoản a, b, Điều 3: tổng mức đầu tư xây dựng) [5];

- Quyết định 79/QĐ-BXD ngày 15/02/2017 công bố định mức chi phí quản lý

dự án và tư vấn đầu tư xây dựng: hướng dẫn xác định dự toán chi phí tư vấn trong

“ trường hợp áp dụng mô hình thông tin công trình (viết tắt là BIM) trong quá trình thực hiện công việc tư vấn…” (mục I, Phần 2 Định mức chi phí tư vấn đầu tư xây dựng) [6];

- Quyết định 203/QĐ-BXD ngày 21/3/2017 của Bộ Xây dựng v/v thành lập Ban Chỉ đạo thực hiện Đề án áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình (gọi tắt là Ban Chỉ đạo BIM) do ông Ông Lê Quang Hùng, Thứ trưởng Bộ Xây dựng, làm trưởng ban [7]

- Quyết định số 1057/QĐ-BXD ngày 11/10/2017 v/v công bố hướng dẫn tạm

thời áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong giai đoạn thí điểm [8]

b Lộ trình áp dụng triển khai

- Quyết định số 134/QĐ-TTg ngày 26/01/2015 Đề án tái cơ cấu ngành Xây

dựng gắn với chuyển đổi mô hình tăng trưởng theo hướng nâng cao chất lượng, hiệu quả và năng lực cạnh tranh giai đoạn 2014 – 2020: xác định việc “…ứng dụng mô

hình thông tin công trình (BIM)…” là một trong các giải pháp ch yếu thực hiện mục tiêu nêu ra tại Đề án (khoản C, mục 7: đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ, hợp tác quốc tế) [3]

- Nghị quyết số 26/NQ-CP ngày 15/4/2015 của Chính phủ về ban hành chương

trình hành động của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 01/7/2014 của Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam về đẩy mạnh ứng dụng, phát triển công nghệ thông tin đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững và hội nhập quốc tế

- Vì vậy, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Đề án áp dụng BIM trong hoạt

động xây dựng và quản lý vận hành công trình tại Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 [4], tập hợp sức mạnh tổng thể c a các cơ quan quản lý Nhà nước, doanh

nghiệp, toàn nhân lực ngành Xây dựng để tiến hành triển khai áp dụng BIM đồng bộ, nhanh chóng và hiệu quả, đã đưa ra những giải pháp chính như sau:

+ Về cơ chế, chính sách, tiêu chuẩn;

+ Đào tạo nguồn nhân lực

+ Phát triển hợp tác với các nước, các tổ chức nước ngoài, các tổ chức quốc tế trong việc nghiên cứu, phối hợp nghiên cứu các công nghệ quản lý trên nền tảng BIM trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình

+ Thực hiện một số dự án thí điểm áp dụng BIM

+ Đầu tư trang thiết bị phục vụ nghiên cứu, theo dõi, đào tạo thí điểm về BIM + Về thông tin, tuyên truyền

- Ngoài ra, Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 của Thủ tướng Chính

phủ cũng đã giao nhiệm vụ cho Bộ Xây dựng (BXD) ch trì, phối hợp với các bộ,

ngành, địa phương tổ chức triển khai thực hiện Đề án; thành lập an hỉ đạo thực

hiện Đề n với các đại diện từ các Bộ có liên quan và ban hành kế hoạch thực

hiện Đề án cụ thể theo từng giai đoạn Sự chỉ đạo thống nhất c a Ban chỉ đạo BIM cùng với sự vào cuộc sát sao c a các bên có liên quan s góp phần thực hiện thành công Đề án, qua đó góp phần nâng cao năng suất, chất lượng hiệu quả trong hoạt động đầu tư xây dựng và quản lý vận hành công trình

c chương tr nh hội thảo đã tổ ch c trong nước thời gian qua:

Ngày 28/02/2017, Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải phối hợp cùng Hội Tin học Xây dựng Việt Nam tổ chức Hội thảo chuyên đề “Ứng dụng công

nghệ BIM trong quy hoạch, thiết kế hạ tầng kỹ thuật” tại Cơ sở đào tạo Hà Nội thu hút đông đảo các nhà khoa học, giảng viên và sinh viên Trường Đại học Công nghệ GTVT:

Ngày 22/7/2017, viện công nghệ châu Á AIT tại Hà Nội đã kết hợp cùng Cộng đồng BIM Việt Nam tổ chức hội thảo: Phối hợp và mô phỏng đa hệ với BIM (BIM coordination and Multi Visualization functions) trong thiết kế, thi công và quản lý dự án:

Ngày 28/09/2017, thực hiện kế hoạch triển khai Đề án, Ban Chỉ đạo BIM Bộ Xây dựng phối hợp với công ty Autodesk tổ chức Hội thảo “Triển khai áp dụng BIM trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình”

Ngày 6/10/2017, viện quản lý đầu tư và xây dựng (IICM) trực thuộc trường đại học Xây dựng tổ chức lễ ra mắt và gặp mặt đối tác với khách mời là những nhà thầu

và chủ đầu tư đã và đang hợp tác với khoa:

Ngày 6/1/2018, lần đầu tiên, Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng đã phối hợp cùng Cộng đồng BIM Việt Nam tổ chức Hội thảo chuyên đề “Ứng dụng công nghệ BIM trong quy hoạch, thiết kế hạ tầng kỹ thuật giao thông”:

Chiều ngày 16/1, tại Hà Nội, Bộ Xây dựng tổ chức Hội nghị tổng kết công tác năm 2017, triển khai nhiệm vụ năm 2018 Nhờ áp dụng BIM, Coteccons đã tiết kiệm được từ 10-15% tổng vốn đầu tư của dự án:

Ngày 02/02/2018, tại Hà Nội, Ban Chỉ đạo BIM Bộ Xây dựng tổ chức Hội nghị với đại diện các cơ quan, đơn vị đăng ký công trình áp dụng thí điểm BIM ở khu vực phía Bắc:

Ngày 03/03/2018, tại TP Hồ Chí Minh, Ban Chỉ đạo BIM Bộ Xây dựng tổ chức Hội nghị với đại diện các cơ quan, đơn vị đăng ký công trình áp dụng thí điểm BIM ở khu vực phía Nam:

Văn bản số 117/BXD-VP ngày 29/3/2018 của Bộ xây dựng v/v Hội thảo triển khai áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình;

Ngày 29/3/2018, Hiệp hội Tư vấn Xây dựng Việt Nam, Hội thảo về Mô hình thông tin công trình với chủ đề “ BIM – Lợi ích và thách thức “với sự hỗ trợ của Ban Chỉ đạo thực hiện Đề án áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM ) tại Hà nội:

Ngày 05/04/2018 tại thành phố Hồ Chí Minh, Ban chỉ đạo BIM Bộ Xây dựng phối hợp với Công ty Autodesk tổ chức hội thảo “Triển khai áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình”:

Quyết định số 362/QĐ-BXD ngày 02/4/2018 của Bộ xây dựng v/v Công bố danh sách các dự án thực hiện thí điểm áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình;

Ngày 19/04/2018, Khoa Xây dựng Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng phối hợp với Hội tin học Xây dựng Việt Nam tổ chức Hội thảo "Vai trò BIM trong Quản lý dự án xây dựng":

- 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 vật liệu, thiết bị: từ nhà cung cấp nào, model ra sao, giá bao nhiêu, website và description về sản phẩm…);

- Modeling: mô hình; cần sử dụng các phần mềm (BIM Tools) để tạo lập các

mô hình thông tin

- Management: quản lý

Diễn giải nghĩa:

+ Cách 1: Chữ Building thường được dịch là “công trình – danh từ”

 Khi đó, BIM: Mô hình Thông tin Công trình

+ Cách 2: Building cũng có thế hiểu là “Đang xây dựng – động từ”

 Khi đó, BIM: Xây dựng Mô hình Thông tin

Có thể hiểu theo 2 cách (1+2): Xây dựng Mô hình Thông tin Công trình

+ Cách 3: Building Information Management – Quản lý thông tin công trình

- BIM được Uỷ ban Tiêu chuẩn BIM tại Mỹ (NBIMS) định nghĩa như sau:

"Mô hình thông tin công trình: là sự biểu diễn bằng số các thuộc tính vật lý và

chức năng của công trình, chia sẻ nguồn tri thức các thông tin của công trình, tạo một

cơ sở đáng tin cậy cho các quyết định trong suốt vòng đời từ ý tưởng ban đầu cho đến khi dỡ bỏ nó "

BIM là một phương pháp để tối ưu hóa thiết kế, quá trình thi công và vận hành

c a công trình xây dựng Về cơ bản, BIM được hình thành bởi một mô hình 3D trên máy tính và có thể được nâng cấp b ng cách thêm thông tin (thời gian, chi phí, sử

dụng, ) Chữ "I" viết tắt c a Information trong BIM, có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau tùy theo từng đối tượng tham gia dự án Và kết quả là, dự án s tạo ra

một tập hợp các mô hình BIM với thông tin phong phú có thể được sử dụng trong suốt vòng đời dự án Chính vì vậy, BIM không phải là phần mềm, nó chính là phương pháp làm việc, cộng tác, thiết kế, quản lý, thi công và vận hành dự án

BIM là một quan niệm mới cho phép xây dựng công trình ảo trước rồi mới đến công trình trên thực tế Các đối tác tham gia dự án có thể xem xét trước và đánh giá

hiệu quả c a nó trước khi thực hiện Giải quyết được các vấn đề liên quan ngay ở giai đoạn ban đầu c a dự án, đạt được kết quả tiết kiệm đáng kể về mặt thời gian, chi phí

và năng lượng Cùng với các khả năng theo dõi kế hoạch, chi phí và quản lý được nâng cao, một thế giới hoàn toàn mới được mở ra cho cơ hội ứng dụng BIM

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát về tiến trình BIM

Thiết kế

sơ bộ

Kỹ thuật

Chuẩn

bị thi công

Thi công Bàn giao Vận hành

Hình 1.2 Tổng quan về 8 giai đoạn BIM

- Hàng thứ nhất trong hình trên: là các giai đoạn thực hiện một dự án xây dựng

(ở Anh hiện tại), có 8 stage (giai đoạn):

+ Giai đoạn 0 (preparation) và 1 (brief) : là chuẩn bị, hình thành;

+ Giai đoạn 2 (concept) : là thiết kế sơ bộ;

+ Giai đoạn 3 (detail) – 4 (technical) : là kỹ thuật, chuẩn bị thi công; + Giai đoạn 5 (construction) : là quá trình thi công;

+ Giai đoạn 6 (handover) : là chuyển giao;

+ Giai đoạn 7 (operation) : là vận hành

Mức độ áp dụng BIM (mức độ chi tiết, sử dụng công nghệ gì,…): phụ thuộc rất nhiều vào giai đoạn thiết kế

- Các hình ở dưới: là các công nghệ hoặc phần mềm sử dụng cho m i giai đoạn

tương ứng ở 8 stage (giai đoạn) ở hàng thứ nhất trong hình minh họa:

Hình 1.3 CDE trong 8 giai đoạn BIM

Common Data Environment (CDE)

Trong hình v trên, CDE: n m ngay dưới ở dưới các giai đoạn thiết kế và kéo dài từ Stage 0 đến Stage 7

CDE là cái quan trọng nhất, là xương sống cho quá trình BIM CDE là môi

trường để thu thập, quản lý, truyền tải và lưu trữ dữ liệu (hình học và phi hình học) của dự án Thông tin mà các bên tham gia dự án tạo ra phải được trao đổi trên CDE

M i dự án có duy nhất một CDE để giúp các thành viên dự án dễ dàng cộng tác với nhau và tránh thông tin bị trùng lặp và nhầm lẫn

CDE thường được thiết lập ngay từ đầu c a dự án (giai đoạn 0-1), đi từ thiết kế (giai đoạn 3-4), đến thi công bàn giao (giai đoạn 6), duy trì trong lúc vận hành công trình (giai đoạn 7) và được giữ lại ngay cả khi công trình bị đập bỏ Nếu là một cái CDE tốt, thì nó s chứa tất cả các thông tin c a công trình

Hợp tác, kiểm tra và đóng dấu: với việc xem được các bản v c a đối tác, các

bên có thể kiểm tra và ghi nhận xét c a các bên trên tài liệu đấy một cách trực tuyến Các ghi chú này s được thông báo tự động cho đối tác

Khi quá trình kiểm tra kết thúc, chúng ta có thể chấp thuận bản v và đóng dấu

“Release For Construction” trực tuyến Vậy là tại công trình, muốn xây cái gì thì vào CDE, tải bản v về, nếu bản v có dấu RFC thì in ra và thi hành Nếu không thì thôi

Hình 1.4 Hợp tác, kiểm tra, đóng dấu trực tuyến

Nhờ các dữ liệu được đặt lên CDE, từ thiết kế đến thi công, nên đến khi hoàn công, chúng ta s có một bộ hồ sơ hoàn công hoàn chỉnh, số hóa Trong giai đoạn vận

hành, các ban quản lý công trình có thể xuất các thông tin cần thiết để giúp quản lý

được tốt hơn Một số trình quản lý CDE phổ biến hiện nay như:

+ Autodesk : với Autodesk BIM 360, VAULT, BUZZSAW;

+ Bentley : với Bentley Connect, ProjectWise ProjectWise;

+ Trimble : với Trimble Connect ;

+ Nemetschek : với bim+

b BIM level 2

Mô hình thông tin công trình (BIM) là một thuật ngữ rất rộng mô tả quá trình

tạo và quản lý mô hình kỹ thuật số c a tòa nhà hoặc các cơ sở hạ tầng khác như cầu,

đường cao tốc, đường hầm,…

Hình 1.5 Các cấp độ BIM (level 0, 1, 2, 3)

- Các m c độ (level) của BIM:

+ Mức 0 (BIM Level 0): mô tả CAD không được quản lý (Thiết kế Trợ giúp Máy tính)

+ Mức 1 (BIM Level 1): mô tả CAD được quản lý b ng 2D hoặc 3D

+ Mức 2 (BIM Level 2): liên quan đến việc phát triển thông tin xây

dựng trong môi trường 3D kết hợp với dữ liệu tích hợp, được tạo ra trong các

mô hình từ các bộ môn riêng biệt

+ Mức 3 (BIM Level 3): chưa được xác định chi tiết, nhưng người ta cho

r ng nó s bao gồm một mô hình duy nhất, cộng tác, trực tuyến, mô hình dự án bao gồm trình tự xây dựng, chi phí và thông tin quản lý vòng đời

Tại Anh: chiến lược xây dựng cấp Chính ph được công bố vào tháng 5/2011,

tuyên bố r ng Chính ph s yêu cầu phải có sự hợp tác c a BIM 3D với tất cả các

thông tin về dự án và tài sản, tài liệu và số liệu điện tử vào năm 2016 Đây là yêu cầu

tối thiểu cho BIM Level 2 đối với các dự án công được mua sắm tập trung từ tháng

4/2016

- Các quy trình cần thiết để đạt được BIM Level 2 được quy định trong:

PAS 1192-2: Thông số kỹ thuật để quản lý thông tin cho giai đoạn vốn / chuyển

giao c a các dự án xây dựng b ng mô hình hóa thông tin xây dựng

PAS 1192-3: Thông số kỹ thuật để quản lý thông tin cho giai đoạn vận hành

c a các dự án xây dựng sử dụng các mô hình thông tin xây dựng

Những thông số kỹ thuật công khai sẵn có này (Publicly-Available Specifications-PAS) được h trợ bởi một số giao thức, tiêu chuẩn và công cụ:

CIC BIM Protocol: Điều này xác định các nghĩa vụ và hạn chế cụ thể về việc

sử dụng các mô hình thông tin xây dựng và có thể chọn lựa bởi ch đầu tư để thực hiện các hoạt động cụ thể Nó có thể được kết hợp vào các hợp đồng b ng một mô hình cho phép sửa đổi

Uniclass2015: Một hệ thống phân loại có thể được sử dụng để tổ chức thông tin

trên tất cả các khía cạnh c a quá trình thiết kế và xây dựng

Industry Foundation Classes (IFC): Định dạng dữ liệu tiêu chuẩn tạo thuận

lợi cho khả năng tương tác giữa các hệ thống phần mềm khác nhau

COBie (Construction Operations Building Information Exchange): Định

dạng dữ liệu bảng tính c a thông tin mô hình xây dựng tập trung vào việc cung cấp thông tin xây dựng (chứ không phải là mô hình hình học), như bảng liệt kê thiết bị, bảng dữ liệu sản phẩm, bảo hành, danh sách các bộ phận phụ tùng, lịch trình bảo dưỡng phòng ngừa… COBie trình bày thông tin theo một định dạng dễ tiếp cận, dễ và tái sử dụng hơn Điều này là cần thiết để h trợ hoạt động, duy trì và quản lý tài sản khi nó đang được sử dụng

BIM Toolkit: Phát triển bởi NBS (National Building Speci ication) và đưa ra

một kế hoạch công việc số hóa để giúp xác định vai trò và trách nhiệm trong việc chuẩn bị thông tin và công cụ xác minh để xác định, phân loại các đối tượng và xác nhận dữ liệu bắt buộc có trong mô hình

Cách tiếp cận theo yêu cầu c a PAS 1192-2 đảm bảo r ng thông tin phù hợp được tạo ra vào đúng thời điểm để có thể đưa ra các quyết định tốt hơn trong suốt quá

trình thiết kế, xây dựng và vận hành các tài sản xây dựng Thông tin được mô tả trong yêu cầu thông tin c a người sử dụng lao động (Employer’s In ormation Requirements-EIR)

c Các loại mô hình 3D

- Thường một dự án có các mô hình phổ biến:

+ Phong cảnh - Landscape;

+ Kiến trúc - Architecture;

+ Kết cấu bởi tư vấn kết cấu - Structure (Consultant);

+ Kết cấu bởi nhà sản xuất - Structure (Fabricator);

+ Cơ, Điện, Nước bởi tư vấn - MEP (Consultant);

+ Cơ, Điện, Nước bởi nhà sản xuất- MEP (Fabricator);

+ Façade + Nội thất và trang thiết bị - FF&E;

+ Landscape: tạo lập mô hình b ng các phần mềm revit; Autocad + SketchUp

+ Land F/X hoặc là Rhino+LandsDesign hoặc + Lumion

Hình 1.6 Mô hình 3D - landscape

+ Architecture (Kiến trúc): tạo lập mô hình b ng các phần mềm Revit,

ArchiCad,… làm các mô hình 3D Kiến trúc

Hình 1.7 Mô hình 3D – Kiến trúc

+ Structure Consultant (Kết cấu bởi tư vấn kết cấu): tạo lập mô hình b ng

các phần mềm Revit Structure dùng để triển khai bản v kết cấu

Hình 1.8 Mô hình 3D – Kết cấu

- Structure Fabricator (Kết cấu bởi nhà sản xuất):

Hình 1.9 Mô hình 3D – Kết cấu bởi nhà sản xuất

+ MEP: dùng Revit MEP để thiết kế, phối hợp 3D

Hình 1.10 Mô hình 3D – M&E

+ Façade: (các hình trên thấy Metsec là tại vì Metsec là công ty sản xuất thép

hình để làm façade phổ biến nhất nước Anh nên cứ nói đến açade người ta nghĩ đến metsec)

+ FF&E – mô hình nội thất trang thiết bị

Hình 1.11 Mô hình 3D – Trang thiết bị + Và khai thác tối đa thông tin số có được – One single source of truth:

Hình 1.12 Mô hình khai thác thông tin số khi có mô hình BIM

d BIM 4D, 5D, 6D, 7D

BIM sử dụng công nghệ 3D khi tích hợp thêm các yếu tố khác s tạo ra các phiên bản 4D BIM, 5D BIM, 6D BIM, 7D BIM [8]

- 4D BIM: là mô hình 3D công trình được tích hợp thêm các yếu tố về thời

gian, tiến độ; sử dụng để lập tiến độ, kế hoạch thi công, cung ứng các nguồn lực cho

quá trình thi công công trình

Hình 1.13 Mô hình BIM 4D

- 5D BIM: là mô hình 4D công trình được tích hợp thêm các yếu tố về hao phí,

chi phí; sử dụng để lập dự toán, kiểm soát chi phí, xây dựng kế hoạch vốn cho công

trình

Hình 1.14 Mô hình BIM 5D

- 6D BIM: là mô hình 5D công trình được tích hợp thêm các yếu tố về năng

lượng và ngoài công trình; sử dụng để tính toán các chỉ số năng lượng và thiết kế tối

ưu về năng lượng cho công trình

Hình 1.15 Mô hình BIM 6D

- 7D BIM: là mô hình được tích hợp thêm các yếu tố về thiết bị công trình; sử

dụng để quản trị, vận hành, bảo dưỡng thiết bị công trình

Hình 1.16 Mô hình BIM 7D

e BIM Tool

- Một số BIM Tools h trợ dựng m h nh th ng 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, Vasari… +Quản lý dự án: Navisworks Manage (+iConstruct+Synchro), TeklaBimsight…

+ Dự toán: Vico, CostX…

- Một số ng dụng cụ thể của mô hình thông tin công trình BIM cho các công ty xây dựng hiện nay như

+ Thiết kế kiến trúc: từ giai đoạn lên ý tưởng, phân tích năng lượng công trình

+ Thiết kế kết cấu: lên phương án thiết kế, phân tích sơ đồ kết cấu; + Thiết kế cơ điện nước: lên phương án thiết kế, tối ưu thiết kế (giảm va chạm, đảm bảo cao độ, phân tích hiệu suất);

+ Bản v Shopdrawing, thống kê;

+ Mô phỏng trình tự thi công, lắp dựng;

+ Phục vụ chế tạo cấu kiện;

+ Quản lý tổng mặt b ng, đánh giá tính khả thi ngoài công trường, an toàn lao động;

+ Virtual Reality, Augmented Reality, 3D Printing, 3D Scanning;

+ Quản lý tòa nhà, hệ thống BMS

- BIM phục vụ công việc cho các bên liên quan là khác nhau, gồm:

+ Ứng dụng BIM cho ch đầu tư (Owners) và quản lý cơ sở hạ tầng (Facility Managements)

+ Ứng dụng BIM cho kiến trúc sư (Architects) và kỹ sư công trình (Engineers)

+ Ứng dụng BIM cho nhà thầu (Contractors) + Ứng dụng BIM cho nhà thầu phụ (Subcontractors) và nhà chế tạo (Fabricators)

Hình 1.17 Mô hình BIM và các yếu tố chi phối

Trước khi triển khai BIM, các công ty cần chuẩn bị một số việc quan trọng và

cơ bản như: các giao thức (BIM Protocols), phần mềm (BIM So twares), Thư viện (Components), các mẫu (Templates), kế hoạch thực hiện (BIM Execution Plan),…

Dù thế nào, yếu tố chi phối lớn nhất đến hiệu quả công việc vẫn là: con người,

chúng ta cần con người (Human) để sử dụng công nghệ (Technology) và triển khai BIM theo đúng quy trình (Process)

1.4 P N T Ư N Ư Đ ỆN N

1.4.1 Ưu điểm

- Khả năng phân tích và giả lập dẫn đến thiết kế hợp lý, được hiểu tốt hơn khi

thi công;

- Có khả năng sản sinh những tác động có lợi cho vấn đề: quản lý, Lập kế

hoạch, thời gian, kiểm soát khối lượng xây lắp; thông tin

- Nâng cao mức độ sản xuất, chế tạo sẵn từ nhà máy;

- Tái sử dụng tài nguyên thông tin cho quá trình thi công hiện tại và tương lai

1.4.2 Nhược điểm

Việc ứng dụng trong điều kiện đặc thù như Việt Nam không phải là điều đơn

giản Điều kiện cơ sở hạ tầng, chính sách pháp lý hay khả năng tài chính, nhân lực,… :

là những rào cản cho việc phát triển BIM ở Việt Nam

- Thiếu sự h trợ của hệ thống pháp luật, chính sách và những ràng buộc của tiêu chuẩn, quy chuẩn của Việt Nam

Ở một số nước ứng dụng BIM thành công, chính phủ luôn đi đầu trong việc hỗ trợ các doanh nghiệp áp dụng công nghệ này thông qua việc hỗ trợ tài chính hoặc có

chính sách thích hợp Việc ứng dụng BIM là một quá trình phối hợp đa ngành, đòi hỏi

các bên phải thay đổi cách làm truyền thống, hỗ trợ nhau chặt ch , có trách nhiệm chia

sẻ r i ro trong quá trình thực hiện Để làm được điều đó cần có văn bản pháp luật

hướng dẫn thực hiện hoặc các quy định về hợp đồng phù hợp với chính sách pháp luật

Việt Nam

BIM chưa được đưa vào trong các văn bản pháp lý (tiêu chuẩn, định mức, ):

s gây khó khăn cho các đơn vị tư vấn hoặc ch đầu tư trong quá trình phê duyệt thiết

kế, phê duyệt dự toán, tổng mức đầu tư hay quyết định đầu tư đối với các công trình sử dụng vốn nhà nước và cơ quan quản lý nhà nước vì chưa có cơ sở để phê duyệt

Đối với dự án vốn nhà nước thì khó khăn nhất là việc các tiêu chuẩn, quy chuẩn

thiết kế của Việt Nam không thống nhất với các tiêu chuẩn quốc tế được áp dụng trong BIM Việc sửa đổi, bổ sung các quy chuẩn, tiêu chuẩn cho phù hợp với thông lệ quốc

tế đang áp dụng trong mô hình BIM phụ thuộc vào cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng

- Rào cản về mặt tài chính

Về phía doanh nghiệp: cần các chi phí như nâng cấp hệ thống máy tính (cấu

hình máy tính đ mạnh giá khoảng 30 triệu đồng/1 bộ); mua bản quyền các phần mềm

(4.000-5.000 USD/1 tài khoản); đào tạo nhân viên, quảng bá cho các sản phẩm c a

doanh nghiệp; tìm kiếm khách hàng

Về phần quản lý vĩ m : s cần có các chi phí như xây dựng lộ trình ứng dụng,

chi phí đào tạo cán bộ các bộ phận liên quan nắm rõ các ứng dụng BIM; thuê chuyên

gia nước ngoài; tổ chức các hội thảo để đẩy mạnh sự phát triển c a BIM; hỗ trợ các doanh nghiệp

Thực tế: việc quản lý xây dựng chưa thực sự hiệu quả, khối lượng/dự toán thiếu chính xác s dẫn đến phát sinh chi phí nhiều nghìn tỷ đồng (ví dụ: dự án đường cao tốc

Hà Nội – Ninh Bình; tuyến đường sắt trên cao Hà Đông – Cát Linh; Tuyến Metro Bến Thành – Suối Tiến;…) Chi phí này nếu được đầu tư để ứng dụng BIM ngay từ khi bắt đầu dự án, h trợ các doanh nghiệp trong việc ứng dụng BIM, với các hiệu quả đã được chứng minh, s thúc đẩy được sự phát triển c a BIM đồng thời giúp tiết kiệm được chi phí cho ngân sách nhà nước

- Thiếu nhân lực đã được đào tạo về BIM

BIM là một công nghệ mới, đòi hỏi người dùng phải có kiến thức về thiết kế

xây dựng, quản lý xây dựng, sử dụng phần mềm mà còn có kiến thức làm việc đa ngành và thông tin nhóm (được gọi là BIM user)

Quan trọng nhất trong các dự án đã thực hiện thành công khi ứng dụng BIM là

phải có nhà quản lý BIM (BIM Manager)

BIM Manager: có trách nhiệm quản lý và thúc đẩy tất cả tiến trình cần thiết để

tạo lập và quản lý thông tin trong công trình Công việc quan trọng: là điều phối tất cả

thông tin từ các bên liên quan như kiến trúc sư, kỹ sư, các nhà thầu và các nhà tư vấn;

xây dựng tiến trình phù hợp để xác định khi nào có mâu thuẫn xảy ra và khi nào thì cần cập nhật thông tin c a mô hình; đưa ra những kiến nghị để quyết định hướng đi cho dự án, các ứng dụng BIM nào nên được sử dụng, sự làm việc c a chúng và việc kết nối c a chúng như thế nào trong dự án)

Hiện nay, ở Việt Nam chưa có một cơ sở chính quy nào đào tạo BIM cũng như cấp các chứng chỉ về BIM Các kỹ sư ch yếu tự học qua đồng nghiệp và các nguồn tài liệu trên mạng

- hưa có chương tr nh đào tạo về BIM

Tại Mỹ: việc đào tạo BIM đã bắt đầu từ những năm 1990, đảm bảo sự phát triển bền vững cho công nghệ này với nguồn nhân lực có chất lượng và luôn sẵn sàng cung cấp cho thị trường

Tại Singapore, Malaysia hay Hàn Quốc, những nước cùng khu vực với Việt Nam: cũng đã có các khóa học về BIM trong chương trình giảng dạy đại học và các khóa ngắn hạn khác, đã thúc đẩy việc sử dụng BIM trong cộng đồng kỹ sư và nhà quản

lý sau khi họ ra trường

Tại Việt Nam, mới chỉ có một số trung tâm đào tạo c a các nhà phân phối như Autodesk, Tekla ch yếu phục vụ việc đào tạo cách sử dụng phần mềm, tức là đào tạo

ra BIM user Việc đào tạo BIM nói chung và đào tạo kiến thức BIM cho sinh viên nói riêng là bước đệm rất lớn cho sự phát triển c a BIM ở Việt Nam Điều này, giúp sinh viên bắt kịp với xu thế c a thế giới, đồng thời cung cấp nguồn nhân lực sử dụng BIM trong ngành

Theo kinh nghiệm c a Singapore, các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng cần đưa ra chương trình khung đào tạo về BIM và các yêu cầu về năng lực đào tạo đối với các cơ sở đào tạo

1.4.3 Giải ph p khắc phục

Giải pháp:

- Các tiêu chuẩn và lộ trình về BIM cần được ban hành từ sớm;

- Chiến lược và lộ trình rõ ràng cùng với các biện pháp h trợ phù hợp đưa ra từ các cơ quan quản lý xây dựng

2 Ư NG 2 SỞ T T

- Với phương ph p triển khai truyền thống (trên nền tảng 2D: được v

Truyền thống hoặc với sự trợ giúp c a máy tính):

Quá trình thiết kế: qua nhiều giai đoạn với sự phối hợp giữa các bộ môn (kiến trúc, kết cấu, M&E, ) để đưa ra hồ sơ thiết kế có chứa đựng các thông số kỹ thuật chi tiết Thực tế, hồ sơ có thể dẫn đến sai sót: bóc tách khối lượng, lập dự toán, lập biện pháp thi công, bản v chi tiết chế tạo sẵn phục vụ thi công, s gây hậu quả lớn về mặt chi phí, tiến độ, phát sinh ngoài công trường

Quá trình tổ chức thi công: lên kế hoạch chưa đồng bộ, không lường hết các vấn

đề khi triển khai tổ chức thi công, có thể dẫn đến chồng chéo, gây giảm năng suất lao động, tăng thời gian chờ đợi, lãng phí

Các giải pháp thực tế: áp dụng các công cụ h trợ 3D để tăng tính trực quan; lưu trữ, quản lý, chia sẻ trực tuyến (tài liệu, bản v , ) có cải thiện việc trao đổi thông tin; nhưng vẫn còn những tồn tại do những hạn chế c a hồ sơ giấy và việc không tương thích giữa các hệ thống với nhau

Quá trình quản lý, phối hợp giữa các bộ môn, chuyển giao dữ liệu: rời rạc, phân tán, có thể nảy sinh các tranh chấp giữa các bên liên quan, bị ảnh hưởng do công việc

thực hiện theo nhiều công đoạn rời rạc trên tổng thể dữ liệu không liên kết

- Với phương ph p p dụng BIM:

BIM được phát triển với mục đích: là một nền tảng giúp các bên có liên quan trong một dự án tăng cường sự phối hợp với nhau để giảm thiểu sai sót trong quá khứ

Xu hướng 2 (thể hiện mô hình b ng những đối tượng): từ năm 1990, với sự phát triển c a công nghiệp máy tính, xu hướng này vẫn phát triển và trở nên phổ biến hơn Thể hiện đối tượng với các hình dạng, thuộc tính và các tham số khác về chức năng, thuộc tính hình học, phi hình học và mối liên hệ c a nó với các đối tượng khác

Hình 1.18 Mô hình BIM và các bên liên quan

- Những nguyên tắc và trình tự cơ bản cho việc Mô hình hóa thông tin công

trình phục vụ hoạt động đầu tư xây dựng và quản lý vận hành công trình:

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 b ng cách tham chiếu, liên kết hoặc trao đổi thông tin trực tiếp

Ch đầu tư chuẩn 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

Đánh giá các giải pháp đề xuất, năng lực và khả năng c a từng nhà cung cấp dịch vụ BIM để hoàn thiện các thông tin cần thiết trước khi ký hợp đồng chính thức

Đơn vị thực hiện BIM xây dựng bản Kế hoạch thực hiện BIM (BEP) với nội

dung ch yếu bao gồm:

+ Vai trò, trách nhiệm và quyền hạn các ch thể tham gia

+ Các tiêu chuẩn, phương pháp và th tục thực hiện

+ Tổng thể các thông tin s được chuyển giao phù hợp với nội dung công việc

c a dự án

+ Tạo dựng một Môi trường dữ liệu chung (CDE) để lưu trữ, chia sẻ dữ liệu và

thông tin c a công trình, tất cả các cá nhân có liên quan trong quá trình tạo lập thông tin có thể được truy cập, sử dụng và duy trì nó

- 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

2.1 BIM TR NG T T K

2.1.1 h nh hóa thiết kế

a BIM cho kiến trúc

Từ năm 2007, Revit có mặt tại Việt Nam, được nghiên cứu ứng dụng ở khả

năng tạo ra hình chiếu nhanh c a phần mềm Revit đã trở thành một công cụ BIM hiệu

quả giữa các bên tham gia dự án với nhiều thông tin chồng chéo nhau Revit cho phép

triển khai thiết kế ý tưởng nhanh, cung cấp nhiều góc nhìn cho phép kiến trúc sư nắm bắt nhanh sự phù hợp c a thiết kế với nhiệm vụ thiết kế Công tác thống kê, ghi chú tự

động giúp người thiết kế tiết kiệm thời gian, tập trung vào ý đồ và lên giải pháp tổng

thể và chi tiết, đáp ứng yêu cầu cao c a kỹ thuật, mỹ thuật, thẩm mỹ công trình Khả

năng tích hợp, tính toán và phân tích vật lý kiến trúc như ánh sáng, thông gió, nâng cao chất lượng giải pháp kiến trúc, đáp ứng yêu cầu thiết kế bền vững hiện đại

Công cụ h trợ: khả năng giao tiếp giữa nhóm thiết kế với các đối tác liên quan (ch đầu tư, nhà thầu, ), làm tăng khả năng truyền tải thông tin và thuyết phục các giải pháp, lợi ích về tiến độ và chi phí chi trả cho toàn vòng đời công trình

b BIM cho kết cấu

Một số giải pháp BIM được ứng dụng phổ biển trong mô hình hóa thiết kế kết cấu: Tekla, Revit, Bentley, M i giải pháp có thế mạnh riêng và được ứng dụng trong

từng giai đoạn trong mô hình thiết kế kết cấu và cho từng loại kết cấu khác nhau

b1 Trong từng giai đoạn mô hình

- Trong giai đoạn thiết kế ý tưởng và thiết kế cơ sở:

Tekla ứng dụng chuyên biệt cho kết cấu, có khả năng mô hình đa

dạng các loại kết cấu khác nhau với độ chính xác cao

Revit mô hình hóa được nhiều dạng kết cấu phức tạp, giúp triển

khai ý tưởng kết cấu nhanh

- Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công:

Tekla có khả năng mô hình chi tiết các thành phần kết cấu nhanh,

dữ liệu số của mô hình nhẹ

Revit mô hình tốt các thành phần kết cấu, khả năng phối hợp giữa

các bộ môn nhanh

b2.Về các dạng kết cấu công trình:

- Với kết cấu có hệ thống ph c tạp, phối hợp nhiều loại vật liệu:

Tekla Mô hình hóa chi tiết tới từng thành phần nhỏ trong kết cấu

(như bu lông, đường hàn, cốt thép,…) và quản lý mô hình dễ

dàng Tuy nhiên việc này s mất nhiều thời gian và kinh

nghiệm để mô hình và kiểm soát mô hình

Revit Có khả năng linh hoạt trong mô hình hóa các dạng kết cấu,

đặc biệt kết cấu bê tông trong công trình dân dụng

Khả năng tích hợp với các phần mềm phân tích kết cấu: m i giải pháp đều có thể tạo ra các mô hình phục vụ cho việc phân tích kết cấu và khả năng phối hợp với các phần mềm phân tích tính toán kết cấu như: Sap2000, Etabs, Robot,

c BIM cho hệ cơ điện M&E

Hình 1.19 Mô hình 3D hệ thống MEP trong Revit

BIM cho MEP: là một phương pháp thiết kế thông qua việc tạo và sử dụng các

thông tin có tính toán hợp nhất, nhất quán về thiết kế MEP c a tòa nhà

Thông tin: dùng cho việc ra quyết định thiết kế, xuất tài liệu chính xác, dự báo

hiệu suất, đánh giá và xây dựng kế hoạch, và cuối cùng để quản lý và vận hành cơ sở vật chất

Revit MEP: cung cấp một môi trường hợp nhất cho thiết kế MEP và kỹ thuật, phân tích, tài liệu; có các công cụ định cỡ và bố trí hệ thống tự động, đồng thời cung cấp những phản hồi ngay lập tức về thiết kế c a họ

Hệ thống các công cụ: trực quan, giúp người dùng tạo hệ thống nhanh chóng và chỉnh sửa dễ dàng