Untitled 02 2021 ISSN 2734 988860 XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH BIM TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH Thực tiễn tại khu đô thị Capella Bắc Ninh * Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội > NGUYỄN[.]
MƠ H ÌNH T H ƠNG T IN C ƠNG T R ÌNH B IM XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH BIM TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH: Thực tiễn khu đô thị Capella Bắc Ninh > NGUYỄN GIANG SƠN PGS.TS.KTS ĐINH TUẤN HẢI* T rong thập kỷ gần đây, chủ đề BIM trở thành xu hướng nghiên cứu ngành xây dựng Ở Việt Nam vậy, nhiên đề tài thường xoay quanh đến khía cạnh xây dựng cơng trình Như thấy phạm vi rộng đồ án quy hoạch đô thị, đồ án hạ tầng, giao thơng BIM nên nghiên cứu áp dụng để tăng chất lượng cho đồ án Ưu điểm bao gồm: Liên kết, truyền, đọc liệu từ chuyên ngành khác mơ hình; tất mơn khác tạo chỉnh sửa dự án mơi trường liệu, tính tốn sơ khối lượng chi phí dự án * Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 60 02.2021 ISSN 2734-9888 Tại Việt Nam số lượng dự án quy hoạch phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội ngày nhiều Tuy nhiên q trình nghiên cứu quy hoạch, cịn tồn số vấn đề như: khó đồng để sử dụng cách hiệu tài liệu cung cấp từ sở ban ngành, quan chun mơn Bởi hầu hết tài liệu gồm nhiều phiên rời rạc dạng vẽ giấy, vẽ CAD 2D, số liệu bảng biểu Chính việc sử dụng BIM thiết kế quản lý dự án Quy hoạch chi tiết giai đoạn ý tưởng ứng dụng số phần mềm cho việc lập thiết kế dự án cụ thể cần thiết NHIỆM VỤ CẦN TRIỂN KHAI Xác định tiêu dân số, hạ tầng xã hội, hạ tầng kỹ thuật yêu cầu tổ chức không gian, kiến trúc cảnh quan cho toàn khu vực quy hoạch; tiêu sử dụng đất u cầu bố trí cơng trình lơ đất; bố trí mạng lưới cơng Hình Phân tích cao độ địa hình Hình Kiểm tra, hiệu chỉnh thơng số nút giao mơ hình Hình Phân tích độ dốc phần mềm Infraworks Hình Kiểm tra nhanh trắc dọc, trắc ngang mơ hình Hình Xác định sơ khối lượng đào đắp mơ hình trình hạ tầng kỹ thuật đến ranh giới lơ đất Xác định vị trí, quy mơ khu đặc trưng cần kiểm soát, nội dung cần thực để kiểm soát quy định cần thực Các giải pháp thiết kế đô thị, kiến trúc công trình cụ thể cảnh quan khu vực quy hoạch Để giải vấn đề nêu trên, Mơ hình thơng tin cơng trình - BIM áp dụng thơng qua việc xây dựng mơ hình thơng tin cơng trình nhằm tái tạo chân thực thơng tin cơng trình, kiểm tra xử lý tối đa vấn đề va chạm môn dự án quy hoạch hạ tầng kĩ thuật CÁC HẠN CHẾ CỦA QUY TRÌNH CŨ Việc thay đổi thiết kế khó tránh khỏi dự án, khiến người kỹ sư phải thực lặp lặp lại nhiều lần gây lãng phí mặt thời gian cơng sức, dẫn tới chất lượng đôi lúc không mong muốn Tiếp đến, có thơng tin liệu cần chỉnh sửa, việc truyền đạt thông tin người thực trước người thực sau gây nhầm lẫn, kéo theo khó khăn việc phối hợp thiết kế thi công trường Do thiết kế độc lập loại kết cấu hạ tầng kỹ thuật nên tổng hợp, điều chỉnh, sửa chữa thiết kế phát sinh nhiều vấn đề khó kiểm sốt Điều địi hỏi giám đốc dự án nhiều kinh nghiệm, có khả nắm bắt tồn thể cơng trình Với hình ảnh 2D thơng thường, khách hàng đơi lúc khó cảm nhận hình dung thực tế sản phẩm, từ dẫn tới khó khăn việc định để tin tưởng lựa chọn sản phẩm Trong dự án nào, nhà thầu chủ đầu tư nắm tay khối lượng lớn vẽ 2D Việc quản lý hiệu cơng trình tại, tu bảo dưỡng tương lai thách thức lớn tất bên liên quan tồn vịng đời dự án NGHIÊN CỨU BIM TRONG THIẾT KẾ, QUY HOẠCH ĐƠN VỊ NHÀ Ở Giai đoạn lập quy hoạch: Mọi dự án đầu tư cơng trình hạ tầng thường bắt đầu với lượng liệu khổng lồ, việc thu thập hiểu ràng buộc từ điều kiện sẵn có mơi trường xung quanh điều kiện luật pháp trở nên tải Ứng dụng BIM tích hợp nhiều dạng liệu từ nhiều nguồn vào mơ hình tham chiếu nhất, cung cấp nhìn đầy đủ rõ ràng, hỗ trợ bên hữu quan trình định đẩy nhanh tốc độ trình lập quy hoạch Quan trọng nữa, thông tin định giai đoạn ghi lại mơ hình thống dự án hoàn thành Giai đoạn thiết kế: Giai đoạn bao gồm thiết kế ý tưởng thiết kế chi tiết, giai đoạn thiết kế ý tưởng, với điều kiện mơ hình hóa, BIM cho phép người thiết kế làm việc với mơ hình 3D thể giới thực giúp người thiết kế tự tin lựa chọn phương án không phổ biến Trong giai đoạn thiết kế chi tiết, tính phức tạp cơng trình hạ tầng kỹ thuật u cầu hợp tác đa ngành ISSN 2734-9888 02.2021 61 MƠ H ÌNH T H ƠNG T IN C ƠNG T R ÌNH B IM chặt chẽ Mơ hình thơng tin cơng trình bao gồm đối tượng giàu liệu, bên cạnh đó, mối quan hệ đối tượng với với môi trường định nghĩa rõ ràng, từ tạo điều kiện cho bên hữu quan dự án tiếp cận đóng góp vào mơ hình lượng thơng tin hữu dụng khổng lồ mà không xảy mát liệu Mơ hình thơng tin cơng trình cho phép hỗ trợ hình hóa tồn dự án, tìm điểm xung đột lập kế hoạch xây dựng XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH BIM TRONG ĐỒ ÁN THỰC TẾ Lựa chọn đồ án nghiên cứu: Khu đô thị Capella nằm xã Nhân Hòa, xã Phương Liễu xã Đại Xuân, huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh làm cơng trình áp dụng nghiên cứu Trên sở liệu có lựa chọn phương pháp số hóa vẽ có phần mềm Autodesk Infrawork , Autodesk Civil 3D Navisworks (4D BIM) Sau thể thơng tin dự án môi trường liệu chung, đánh giá yếu tố trạng, tổng hợp kiểm tra phương án thiết kế trạng Cuối thể vẽ chi tiết khu vực qua chứng thực ưu điểm BIM Quy trình thực Xử lý liệu đầu vào, Xử lý liệu địa hình trạng, thơng thường địa hình cung cấp dạng file CAD, ta phải thiết lập hệ tọa độ VN 2000 để xác định vị trí cao độ file theo TCVN, Hệ tọa độ VN2000_BacNinh thiết lập, đưa trạng vào vị trí xác định, từ để liên kết xác đồ mơn Từ thiết lập hệ tọa độ VN2000 Thông thường đơn vị trắc địa bàn giao kết file cao độ định dạng txt, cần kết nối file vào mơ hình cho xây dựng bề mặt địa hình dạng lướt tam giác Sơ trạng mơ hình BIM, Xây dựng bề mặt tự nhiên từ điểm khảo sát tọa độ Đưa liệu bề mặt xây dựng từ civil3d sang Infrawork giúp trực quan việc nắm bắt sơ trạng Phân tích, đánh giá yếu tố, Đối với phân tích cao độ ta thiết lập giá trị cao nhất, giá trị thấp chọn giải mầu chủ đạo, phần mềm đưa cho ta kết phân tích cao độ dạng mơ hình trực quan Đối với phân tích độ dốc ta thiết lập giá trị cao nhất, giá trị thấp chọn giải mầu chủ đạo, phần mềm đưa cho ta kết phân tích cao độ dạng mơ hình 3D màu trực quan Hình Mơ hình tổng thể hệ thống cấp nước nước 62 02.2021 ISSN 2734-9888 Xây dựng, kiểm soát phương án trạng Xử lý liệu từ vẽ Cad: Đối với vẽ giao thông thông số quan trọng cần đưa vào Infraworks vị trí tim đường kích thước mặt cắt đường Sau tiếp nhận liệu sơ định dạng CAD 2D, nhóm nghiên cứu tiến hành mơ hình hóa liệu mặt cắt ứng dụng BIM Tool Infrawork Và tiến hành tùy chỉnh thông số theo yêu cầu thiết kế sơ ban đầu Từ mơ hình, nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra sơ điều chỉnh, chỉnh sửa vấn đề : Đối với nút giao, cho phép hiệu chỉnh bán kính vỉa hè (Hình 3), Trắc dọc, trắc ngang (Hình 4) Sơ khối lượng đào đắp (Hình 5) Bảng Khối lượng đào đắp xuất từ mơ hình Station Fill (m) (m3) Fill area (m2) Cumulative Cut (m3) Cumulative Fill (m3) Cumulative Net (m3) 0 23 0 17 628 22 628 -628 20 60 20 688 -688 40 507 31 1195 -1.195 Đối với cấp nước nước, sau thiết lập xác cao độ, tọa độ VN2000, ta xử lý đưa sang Infrawork mặt tuyến ống Đưa liệu vào mơi trường 3D, kiểm sốt thơng số cao độ sơ tồn hệ thống ống nước (thốt nước mưa, cấp nước, nước thải) Sau tiến hành kiểm tra chỉnh sửa tổng thể: Vị trí giao cắt: vị trí khó kiểm sốt thiết kế va chạm thực phần mềm 2d cũ, thao tác môi trường 3d giúp kiểm tra tính khả thi phương án đưa thông số tọa độ, chiều dài tuyến ống, độ dốc Cao độ hố ga: điều chinh thông số cao độ so với mặt đường, độ sâu so với mặt đường kích thước chiều dài, rộng hố ga Kiểm tra xung đột Để kiểm tra va trạm, xung đột tuyến ống, hệ thống hạ tầng Nhóm nghiên cứu tiến hành xuất file kế dạng fbx đưa vào phần mềm Navisworks Tại đây, việc kiểm tra va trạm, nhóm nghiên cứu cịn lập tiến độ công việc chi tiết Naviswork Hình Kiểm tra cao độ giao cắt tuyến ống Hình Tính tốn khối lượng đào đắp tuyến đường Hình Kiểm tra va trạm, xung đột tuyến ống, hệ thống hạ tầng Tiến hành thiết kế chi tiết tuyến Sau có mơ hình quy hoạch, hạ tầng kỹ thuật sơ phần mềm Infrawork Mơ hình tiến hành kiểm tra sung đột, va chạm, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Nhóm nghiên cứu tiến hành thiết kế chi tiết tuyến đường Các bước thực gồm: Xây dựng bề mặt tự nhiên; Xây dựng bề mặt thiết kế; Tạo tuyến Toàn liệu để thực thiết kế chi tiết lấy từ mơ hình Infrawork (từ file cad cung cấp) Do liệu mơ hình hóa kiểm tra phần mềm Infrawork, đảm bảo tính xác, khả thi liệu Phần mềm sử dụng để thiết kế chi tiết phần mềm Civil 3D Từ việc thực đồ án quy hoạch, hạ tầng kỹ thuật theo quy trình truyền thống quy trình áp dụng BIM, cho thấy việc áp dụng quy trình khắc phục vấn đề tồn từ quy trình cũ như: Tối ưu khối lượng cơng việc quy trình mới, khơng lập lại nhiệm vụ nhiều môn; Giảm thiểu chênh lệch liệu làm việc tính tốn phương án môi trường liệu chung; Cho phép civil3d kế thừa liệu để thiết kế chi tiết, kiểm tra va chạm, xuất định dạng FBX phục vụ diễn họa cho phép môn, phần mềm khác kế thừa liệu nhờ định dạng IFC; Phương án khơng có va chạm, dự báo sơ khối lượng đào đắp, thống kê cấu kiện chính; Tối ưu hóa phương án nhờ cơng cụ tính tốn, thống kê trực quan xác; Làm việc môi trường 3D, trực quan giúp phát đưa phương án giải xung đột gặp phải tối ưu hóa chi phí Việc ứng dụng BIM thiết kế quản lý dự án Quy hoạch chi tiết giai đoạn ý tưởng cần thiết có tính thời cao Kết nghiên cứu tổng quan vấn đề tồn tại, cần tập trung giải việc ứng dụng công nghệ BIM để thực nhiệm vụ đồ án quy hoạch chi tiết Việc xây dựng hồn thiện sở khoa học cơng nghệ BIM để thực nhiệm vụ đồ quy hoạch chi tiết xây Hình 10 Xuất trắc dọc, tạo đường đỏ Xuất trắc ngang dựng sở khoa học xác đáng Giải pháp bao gồm: quan điểm mục tiêu; Quy trình phương pháp ứng dụng khai thác nguồn lực công nghệ BIM để thực nhiệm vụ theo yêu cầu nhiệm vụ đồ án quy hoạch chi tiết Kiến nghị quy trình BIM tổng quan cho dự án quy hoạch hạ tầng Để thực áp dụng BIM quy hoạch, kỹ thuật hạ tầng đơn vị liên quan tham khảo, thực trình triển khai thiết kế đồ án theo quy trình Các Bộ, ban ngành liên quan, cần sớm có quy định cụ thể, rõ ràng yêu cầu, nội dung, nhiệm vụ ứng dụng BIM quy hoạch, hạ tầng kỹ thuật chi tiết thực theo luật thông tư nghị định kèm Đặc biệt có giải pháp cụ thể để phát triển ứng dụng tiềm BIM công tác thiết kế quy hoạch, hạ tầng kỹ thuật chi tiết v ISSN 2734-9888 02.2021 63 ... tin cơng trình cho phép hỗ trợ hình hóa tồn dự án, tìm điểm xung đột lập kế hoạch xây dựng XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH BIM TRONG ĐỒ ÁN THỰC TẾ Lựa chọn đồ án nghiên cứu: Khu thị Capella nằm... tin định giai đoạn ghi lại mơ hình thống dự án hoàn thành Giai đoạn thiết kế: Giai đoạn bao gồm thiết kế ý tưởng thiết kế chi tiết, giai đoạn thiết kế ý tưởng, với điều kiện mơ hình hóa, BIM cho... cơng trình tại, tu bảo dưỡng tương lai thách thức lớn tất bên liên quan toàn vòng đời dự án NGHIÊN CỨU BIM TRONG THIẾT KẾ, QUY HOẠCH ĐƠN VỊ NHÀ Ở Giai đoạn lập quy hoạch: Mọi dự án đầu tư cơng trình