BIM – Mô hình công trình được gán thông tin

Mô hình công trình được gán thông tin (BIM – Building Infomation Modeling) là một khuynh hướng mà theo đó phương pháp thiết kế dựa trên những số liệu thường gặp trong thực tế của một dự án từ giai đoạn xây dựng công trình đến giai đoạn vận hành công trình.

Tổng quan

Bài này sẽ mô tả Mô hình công trình được gán thông tin (BIM).

Nếu thiết kế theo phương pháp Mô hình công trình được gán thông tin (BIM), bạn sẽ có được: những bản vẽ có chất lượng tốt hơn, thời gian tiết kiệm hơn và năng suất lao động được nâng cao. BIM tạo ra một cơ hội cho các chuyên gia trong lĩnh vực công nghiệp xây dựng nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm ở các công đoạn: thiết kế, thi công và vận hành công trình.

Khái quát về Mô hình công trình được gán thông tin (BIM)

Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) dựa trên phương pháp luận về mối liên hệ giữa Thiết kế và Hồ sơ thiết kế. BIM cho phép bạn tạo lập và quản lý các thông tin liên quan đến một dự án công trình. Các thông tin này được lưu giữ chỉ trong một mô hình. Điều này đảm bảo các mối liên hệ, tương thích và hoàn chỉnh của các thông tin.

Theo truyền thống, trong lĩnh vực công nghiệp xây dựng các dự án xây dựng được trình bày bằng nhiều bản vẽ thủ công. Những thông tin bổ sung cho các bản vẽ này được thực hiện bởi các ghi chú và yêu cầu kỹ thuật. Với sự ra đời của công nghệ CAD, quá trình này đã được tự động hóa. Tuy nhiên, kết quả của những sơ phác thủ công, hệ thống đồ họa CAD và hệ thống CAD hướng đối tượng vẫn như cũ : sự tương quan giữa một hình ảnh mang tính khái niệm về một công trình trong tương lai.

Sự phát triển theo khuynh hướng Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) đã thay đổi mối tương quan này. Phần mềm theo khuynh hướng BIM sẽ ghi nhận những thông tin liên quan đến công trình và trình bày dưới dạng hình ảnh 2D, 3D, bảng thống kê hay những định dạng theo yêu cầu khác.

Định nghĩa Mô hình công trình được gán thông tin (BIM)

BIM là một khuynh hướng mà phương pháp làm việc dựa trên những thông tin tin cậy, có liên hệ với nhau của một dự án từ giai đoạn thi công đến giai đoạn vận hành.

Khi ứng dụng BIM, các kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu và chủ đầu tư dễ dàng: tạo lập các thông tin có liên hệ với nhau giữa thiết kế và hồ sơ thiết kế dưới dạng số hóa; sử dụng những thông tin này để tiên lượng một cách chính xác những gì sẽ thấy, những gì sẽ xảy ra và chi phí xây dựng; đồng thời tin tưởng rằng bàn giao hồ sơ nhanh hơn, kinh tế hơn và giảm tác động tiêu cực đến môi trường.

Revit và Mô hình công trình được gán thông tin (BIM)

Revit là phần mềm theo khuynh hướng Mô hình công trình được gán thông tin (BIM).

Theo truyền thống, những bản vẽ phác và một phần mềm CAD trình bày phần thiết kế hình học bằng những ký hiệu đã được chuẩn hóa theo quy ước. Những quy ước này xuất hiện trong hàng loạt các mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt. Các quy ước để mô tả phải hoàn toàn liên hệ với nhau.

Phần mềm theo khuynh hướng Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) trình bày một thiết kế dưới dạng một loạt các vật thể và thành phần thông minh, ví dụ : tường cửa sổ và các góc nhìn. Những vật thể và thành phần này đều có tham số. Thông tin của những vật thể và thành phần này đều được lưu giữ trong một mô hình công trình duy nhất. Bạn có thể trích xuất không hạn chế số lượng góc nhìn từ những dữ liệu của mô hình này.

Trên nền tảng là tạo ra một hệ thống cho thiết kế công trình và sản xuất hồ sơ thiết kế, Revit hỗ trợ việc thiết kế, tạo lập hồ sơ thiết kế và ngay cả những yêu cầu cao hơn của một dự án công trình. Vì sử dụng công nghệ thay đổi tham số, bất kỳ một thay đổi nào do bạn tạo ra sẽ kéo theo những thay đổi ở các mối liên kết tương ứng của toàn bộ dự án một cách tự động, bao gồm: các góc nhìn mô hình, các bản vẽ, các bảng thống kê, các mặt cắt và các mặt bằng.

Thông tin công trình được định dạng theo đối tượng sử dụng 

Trong một phần mềm theo khuynh hướng BIM, các thông của công trình được lưu giữ trong một mô hình công trình duy nhất thay vì lưu giữ trong từng bản vẽ đã được quy định, ví dụ: các tập tin bản vẽ hay các bản tính. Mô hình này hiện hình các thông tin theo định dạng quen thuộc với người sử dụng để hiệu chỉnh, xem lại. Một vài điển hình cho những định dạng này là mặt đứng 2D, hình ảnh thực 3D.

Ví dụ, các kiến trúc sư khi làm việc với BIM sẽ sử dụng thông tin có sẵn về tiêu chuẩn, quy ước, cách biểu hiện theo yêu cầu của ngành thiết kế công trình. Họ có thể xem những thông tin này dưới những định dạng rất quen thuộc với các bản vẽ kiến trúc như : các mặt bằng, các mặt cắt, các mặt đứng. Các kỹ sư xây dựng có thể xem các bản vẽ của sơ đồ khung. Như vậy, giao diện để biểu diễn thông tin của kỹ sư xây dựng, hay kỹ sư MEP, sẽ khác với giao diện biểu diễn thông tin của kiến trúc sư.

Quản lý những thay đổi với Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) 

Các giải pháp Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) quản lý tất cả những thay đổi của mô hình công trình trong suốt quá trình thiết kế, thi công và phân đợt vận hành. Một sự thay đổi ở bất cứ thành phần trong mô hình công trình sẽ kéo theo sự thay đổi tương ứng ở các phần có liên quan.

Một mô hình duy nhất có thể cải thiện môi liên hệ giữa các bản vẽ và làm giảm đi những lôi không khớp trong hồ sơ thiết kế. Như vậy, bạn sẽ có nhiều thời gian cho việc thiết kế thay vì kiểm tra bản vẽ thiết kế một cách thủ công. Và kết quả đương nhiên là chất lượng thiết kế sẽ tăng lên, chi phí cho việc điều chỉnh sẽ giảm xuống. Với mô hình công trình được gán thông tin (BIM), công việc thiết kế, thi công và vận hành công trình sẽ được tiến hành với ít xung đột hơn ít khó khăn hơn sơ với các công cụ trong quá khứ.

Nắm bắt và tái sử dụng thông tin 

Các giải pháp mô hình công trình được gán thông tin (BIM) sẽ giúp các chuyên gia của các chuyên ngành khác nắm bắt và lưu trữ thông tin cho mục đích tái sử dụng. Dữ liệu được ghi nhận một lần, tương ứng với thời điểm gần nhất, và lưu trữ lại để sử dụng khi có yêu cầu.

Ví dụ, hãy nghĩ đến một ứng dụng phần mềm quản lý tài chính cá nhân có khả năng ghi nhận thông tin trong sổ chi phiếu mỗi khi quý vị viết chi phiếu và nạp tiền vào tài khoản. Ứng dụng này sẽ lưu trữ và kiểm soát những thông tin này để dùng vào nhiều mục đích khác nhau, ví dụ như làm thủ tục xin hoàn thuế và lập bảng kê khai tài sản ròng của quý vị. Việc lập mô hình thông tin xây dựng sẽ tác động lên dữ liệu theo cách tương tự.

Đặc điểm của Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) 

Làm việc theo lối suy nghĩ của kiến trúc, kỹ sư và nhà thiết kế trong thiết kế công trình:

• Tận dụng những quy trình làm việc mang tính trực quan qua những phần mềm có khả năng phản ánh được thế giới thực.
• Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) chứa đựng những thông tin cơ bản của bất kỳ một dự án cần phải có, vì vậy khi bạn thiết kế, phần mềm Revit sẽ tự động tạo lập chính xác các mặt sàn, các mặt đứng, các mặt cắt, các góc nhìn 3D cũng như các bảng tính toán, các bảng thống kê chi tiết khối lượng các vật tư.
• Hiểu biết sâu hơn thiết kế của mình qua quá trình hình dung và phân tích (quá trình làm việc).

Nắm bắt trước những suy nghĩ về việc sẽ làm, điều này hỗ trợ tốt hơn cho việc thiết kế, tạo lập hồ sơ thiết kế và thi công công trình:

• Nâng cao ý tưởng sơ phác để nhanh chóng hiểu biết sâu hơn thiết kế trong tiến trình công việc.
• Trợ giúp thiết kế những công trình thông minh hơn, phát triển bền vững hơn thông qua việc phân tích vật liệu, khối lượng, vị trí mặt trời, tác động nhiệt của môi trường. Trao đổi thông tin với các đối tác để phân tích tiêu hao năng lượng và dự đoán tốt hơn sự vận hành của công trình.
• Cung cấp những dữ liệu cơ bản của BIM để sử dụng trong việc phát triển những xung khác (giữa các bộ môn trong dự án), phân tích kết cấu và sản xuất vật tư. Trợ giúp thiết kế những công trình thông minh hơn, phát triển bền vững hơn thông qua việc phân tích vật liệu, khối lượng, vị trí mặt trời, tác động nhiệt của môi trường. Trao đổi thông tin với các đối tác để phân tích tiêu hao năng lượng và dự đoán tốt hơn sự vận hành của công trình.

Cải thiện doanh nghiệp của bạn thông qua việc khả năng phối hợp tốt hơn, dự án có chất lượng cao hơn:

• Quyết định nhanh hơn, thời lượng hoàn thành sản phẩm ít hơn.
• Giảm thiểu tối đa những lỗi không khớp và những việc phải làm nhiều lần bằng cách quản lý toàn diện các thay đổi của thông số.
• Chiếm được ưu thế trong cạnh tranh vì khách hàng lòng hơn, lợi nhuận ngày càng cao hơn với những hồ sơ thiết kế chất lượng hơn.

Ví dụ về mô hình công trình được gán thông tin (BIM) 

Trong quá trình thiết kế một công trình, nếu xảy ra một thay đổi nào đó về điều kiện của tải trọng, bạn phải thay đổi tham số của hệ thống kết cấu. Sự thay đổi này bao gồm việc gia tăng chiều cao của dầm hay thay đổi tiết diện mặt cắt dầm. Một sự thay đổi tiết diện sẽ kéo theo sự thay đổi các thông số hình học của tiết diện thanh dầm trong góc nhìn 3D. Sự thay đổi này cũng được phản ánh trong mặt bằng và mặt cắt. Do đó, Mô hình công trình được gán thông tin (BIM) đảm bảo kết quả có tính tương tác giữa việc thiết kế và sự hiện thị để minh họa.

Khái quát tính liên kết hai chiều.

Đặc trưng chủ yếu của Revit là sự liên kết hai chiều, đảm bảo cho việc những thay đổi của bất kỳ phần nào trong một thiết kế đều được phản ánh ngay lập tức trong tất cả những phần có liên kết.

Định nghĩa tính liên kết hai chiều

Tính liên kết hai chiều là khả năng của Mô hình công trình được gán thông tin (BIM), được biểu hiện qua việc những thay đổi của các liên kết được thực hiện trong bất cứ góc nhìn nào sẽ dẫn tới việc thay đổi nội dung thể hiện ở tất cả các góc nhìn còn lại. Tính chất này được áp dụng một cách tự động cho bất kỳ thành phần nào, góc nhìn nào và ghi chú nào. Ví dụ : một thay đổi về kích thước của một bức tường sẽ được phản ánh trong tất cả các thành phần khác như cửa sổ, cửa đi, trần và ổ cắm điện, là những thành phần có liên quan đến tường và chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi kích thước tường. Những thành phần này cũng bị ảnh hưởng những quy ước liên kết với tường đã được tạo lập trước đó. Revit đảm bảo các mặt cắt công trình và các mặt đứng luôn được cập nhật một cách chính xác để phù hợp với nhau.

Những mối quan hệ của tham số 

Thuật ngữ tham số muốn nói đến mối liên hệ giữa các thành phần trong một mô hình công trình. Những mối liên hệ này cho phép phần mềm liên kết và quản lý những thay đổi xảy ra trong mô hình công trình. Những mối liên hệ này được tạo lập một cách tự động do phần mềm hay do chính bạn. Trong toán học và cơ chế hoạt động của CAD, những con số hay tính chất quyết định mối liên hệ này được gọi là tham số. Do đó, sự vận hành của phần mềm được gọi là vận hành theo tham số. Chính những mối liên hệ vận hành theo tham số sẽ tạo nên mỗi liên kết căn bản và những lợi ích khác theo phương pháp luận Mô hình công trình được gán thông tin (BIM).

Ví dụ để minh hoạ tính liên kết hai chiều 

Thay đổi hướng nhìn của ký hiệu đường cắt sẽ làm cho nội dung thể hiện của mặt cắt thay đổi.

Chỉ cần vẽ một bức tường trên mặt bằng, bức tường này sẽ xuất hiện trong các góc nhìn khác, bao gồm cả bảng thống kê chi tiết của vật liệu tường.

Thay đổi loại dầm hay thiết bị điện trong bảng thống kê sẽ dẫn tới sự thay đổi nội dung trình bày của thông tin hình học và thông tin phi hình học.

Ví dụ để minh hoạt mối quan hệ tham số 

Sàn được liên kết với các tường bao quanh. Khi một bức tường di chuyển, sàn phải cập nhật tự động để vẫn đảm bảo được sự liên kết với các tường chung quanh.

Một loạt các cửa sổ được lắp cách đều nhau dọc theo tường. Khi chiều dài của bức tường thay đổi, các cửa sổ sẽ được tái bố trí để đảm bảo chúng vẫn cách đều nhau khi lắp trên tường.

Một mối quan hệ đã được thiết lập giữa cột và hệ thống ống điều hòa không khi (HVAC) nhằm đáp ứng quy định hoặc yêu cầu thiết kế. Khi cột được di chuyển đi, hệ thống ống này cũng sẽ di chuyển cùng với cột đó.

Nguồn: Trích từ giáo trình Revit (Autodesk)