Nghiên cứu xây dựng giải pháp mô hình thông tin xây dựng bim vào dự án cấp thoát nước nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ THANH AN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP MƠ HÌNH THƠNG TIN XÂY DỰNG (BIM) VÀO DỰ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ THANH AN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP MƠ HÌNH THƠNG TIN XÂY DỰNG (BIM) VÀO DỰ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp Thoát nước Mã số: 8580213 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS KHƯƠNG THỊ HẢI YẾN HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Lê Thanh An MSHV: 191801040 Lớp: 27CTN11-CS2 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp Thoát nước Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Chữ ký Lê Thanh An i LỜI CÁM ƠN Qua thời gian thực nghiên cứu, gặp nhiều khó khăn việc thu thập tài liệu, tìm hiểu kiến thức thực tế Nhưng với giúp đỡ tận tình thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè với nỗ lực thân, luận văn hoàn thành thời hạn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Khương Thị Hải Yến hướng dẫn bảo tận tình suốt trình thực luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, thầy phịng Đào tạo đại học sau đại học, ngành Kỹ thuật Cấp Thoát nước trường Đại học Thủy Lợi, gia đình, bạn bè động viên, khích lệ tạo điều kiện để tác giả hồn thành khóa học luận văn Xin trân trọng cảm ơn! ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM LĨNH VỰC CẤP THOÁT NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Khái quát công nghệ BIM 1.1.1 Giới thiệu công nghệ BIM 1.1.2 Tình hình sử dụng BIM nước giới Việt Nam .4 1.1.3 Tình hình sử dụng BIM thiết kế Cấp Thốt nước nhà cao tầng 1.2 Lợi ích công nghệ BIM 11 1.2.1 Trực quan hóa 11 1.2.2 BIM làm trình thiết kế kỹ thuật nhanh 11 1.2.3 Cải thiện việc đo bóc khối lượng lập dự tốn chi phí 12 1.2.4 Tăng cường tính bền vững cơng trình 12 1.2.5 Tăng cường hợp tác 12 1.2.6 Ví dụ thành công .12 1.3 Hạn chế công nghệ BIM Việt Nam 12 1.3.1 Hạn chế đầu tư trang thiết bị kỹ thuật người 12 1.3.2 Hạn chế mặt tổ chức, pháp lý 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN ĐỀ XUẤT TIÊU CHUẨN BIM TRONG THIẾT KẾ, TRIỂN KHAI DỰ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC 14 2.1 Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ BIM lĩnh vực Cấp Thốt nước 14 2.2 So sánh q trình làm việc chiều BIM chiều CAD thông thường 15 2.2.1 Những hạn chế gặp phải trình thiết kế 2D truyền thống 15 2.2.2 Cấp độ phát triển BIM .17 iii 2.2.3 Cơ sở liệu BIM 17 2.3 Cơ sở khoa học lập quy trình BIM 3D thiết kế hệ thống Cấp Thốt nước 20 2.3.1 Quy trình thiết kế truyền thống Việt Nam .20 2.3.2 BIM Nâng cao chất lượng thiết kế kiểm soát nguồn vốn công nghệ 28 2.4 Cơ sở khoa học lập quy trình BIM 3D, 4D, 5D kiểm sốt thi cơng dự án Cấp Thốt nước nhà cao tầng 30 2.4.1 Cơ sở thực tiễn việc ứng dụng công nghệ BIM thi công Cấp Thoát nước .30 2.4.2 Giới thiệu số phần mềm sử dụng để lên mơ hình BIM 3D, 4D, 5D sử dụng thiết kế thi cơng cơng trình nhà cao tầng 31 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH BIM TRONG THIẾT KẾ CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG 36 3.1 Xây dựng hướng dẫn sử dụng BIM thiết kế cấp thoát nước nhà cao tầng 36 3.1.1 Lựa chọn phần mềm BIM – BIM tool 36 3.1.2 Quy trình cách thực BIM cho giai đoạn thiết kế cấp thoát nước 36 3.1.3 Vai trị trách nhiệm BIM thiết kế Cấp Thốt nước 37 3.1.4 Hướng dẫn đặt tên File mơ hình Cấp Thốt nước .40 3.1.5 Các thiết lập thiết kế dự án 43 3.1.6 Thiết lập thơng tin cho mơ hình cấp nước .52 3.1.7 Kiểm tra độ xác mơ hình BIM Cấp nước 57 3.1.8 Các sản phẩm BIM thiết kế cấp thoát nước .60 3.1.9 Tài liệu cách phê duyệt thiết kế Cấp thoát nước với mơ hình BIM .62 3.2 Ứng dụng mơ hình BIM vào q trình thiết kế hệ thống Cấp Thốt nước cho dự án “Khu văn phòng nhà E – Khu dịch vụ trường quay – TP Hồ Chí Minh” 66 3.2.1 Kết 2D chi tiết 67 3.2.2 Thiết lập thống kê khối lượng dự toán phần Cấp nước cho cơng trình 71 3.3.3 Xuất dự tốn chi phí phần Cấp nước cho cơng trình .74 3.2.4 Lập bảng tiến độ thi cơng Cấp Thốt nước từ mơ hình BIM 83 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 Kết nghiên cứu 87 iv Những tồn đề tài 88 Những kiến nghị hướng nghiên cứu 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC .vii Phụ lục A - Hướng dẫn chung mô hình hóa BIM hệ thống Cấp Thốt nước .vii Phụ lục B – Các giai đoạn dự án sản phẩm BIM ix Phụ lục C – Bảng phân cấp xung đột xi Phụ lục D – Revit Category cho đặt tên Family xii Phụ lục E - Các kiểu đối tượng mơ hình đề xuất xiii Phụ lục F - Kiểu đối tượng thích đề xuất xv Phụ lục G – Màu hệ thống MEP xix Phụ lục H - Danh sách kiểm tra chất lượng mơ hình (Mẫu) xx Phụ lục I - Bảng tính thiết kế cấp thoát nước nhà E xxii Phụ lục K - Bảng vẽ thiết kế cấp thoát nước nhà E xxii v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tỉ lệ sử dụng BIM năm 2016 dự kiến năm 2021 Hình 2 Các mức độ mơ hình BIM .18 Hình Mơ hình BIM 4D với thống tin thời gian thực .18 Hình Mô 5D BIM 19 Hình Mơ 6D BIM 20 Hình Mơ 7D BIM 20 Hình Bảng tính nhu cầu sử dụng nước tòa nhà cao tầng 21 Hình Bảng tính thủy lực cấp nước 22 Hình Bảng tính nước thải sinh hoạt .23 Hình 10 Bảng tính nước mưa 24 Hình 11 Ví dụ danh mục vẽ cho hệ thống cấp nước .24 Hình 12 Trình bày mặt nước 25 Hình 13 Trình bày vẽ chi tiết mặt cấp nước điển hình 26 Hình 14 Bản vẽ sơ đồ không gian cấp nước cho hộ 27 Hình 15 Cách thể chi tiết vẽ chi tiết lắp đặt 27 Hình 16 Mơ hình 3D trực quan triển khai cấp nước 29 Hình 17 Tìm xử lý va chạm mơ hình trước đưa vào thi cơng 31 Hình 18 Giao diện làm việc phần mềm LOD PLANNER 32 Hình 19 Giao diện làm việc website BIMOBJECT 33 Hình 20 Phần mềm Revit triển khai hệ thống Cấp nước 33 Hình 21 Phần mềm Fuzor sử dụng lập mơ hình BIM 4D 5D .35 Hình 3.1 Nhiều mơ hình liên kết nhiều File 43 Hình Điểm trắc đạc (Survey Point) .44 Hình 3 Tọa độ sở dự án (Project Base Point) .44 Hình Đường lưới trục dự án .45 Hình Thiết lập lưới trục cho dự án 46 Hình Sắp xếp trình duyệt dự án 48 Hình Ví dụ nhãn mặt cấp nước 49 Hình Ký hiệu mặt cắt 49 Hình Ký hiệu chi tiết 49 Hình 10 Thiết lập ống PPR cho hệ thống cấp nước 56 Hình 11 Thiết lập ống uPVC cho hệ thống thoát nước .56 Hình 12 Thiết lập hệ thống cấp thoát nước dự án .57 Hình 13 Bảng thống kê khối lượng ống 60 Hình 14 Mặt nước hộ điển hình 63 Hình 15 Khung nhìn 3D hệ thống Cấp Thốt nước 64 Hình 16 Khung vẽ sử dụng cho dự án .65 Hình 17 Mơ hình BIM Cấp Thốt nước dự án văn phịng nhà E 67 Hình 18 View 3D nhà vệ sinh điển hình 68 Hình 19 Hình ảnh Render vị trí tránh ống phức tạp 68 Hình 20 Hình ảnh 3D phối hợp hệ thống cấp thoát nước với hệ thống khác .69 vi Hình 21 Hình ảnh Render lắp đặt trục thoát nước .69 Hình 22 Hình ảnh Render lắp đặt cụm đồng hồ nước tầng .70 Hình 23 Render đấu nối bơm cấp nước .70 Hình 24 Bảng thống kê khối lượng ống 72 Hình 25 Bảng thống kê van phụ kiện bơm 72 Hình 26 Bảng thống kê phụ kiện ống 73 Hình 27 Bảng thống kê thiết bị vệ sinh .74 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Vai trò trách nhiệm BIM giai đoạn thiết kế .38 Bảng 3.2 Các định nghĩa bảng ghi 41 Bảng 3.3 Bảng mã ghi cao độ (level) .42 Bảng 3.4 Bảng ghi mã Sửa đổi (Revision) .42 Bảng 5: Bảng xếp trình duyệt dự án 47 Bảng Cỡ chữ đề xuất, (Khác tỷ lệ): 50 Bảng 3.7 Bảng Linestyle 50 Bảng 3.8 Bảng ghi độ đậm nét 51 Bảng 3.9 Thơng tin dạng hình học phi hình học cho đường ống Cấp thoát nước 52 Bảng 3.10 Bảng LOD 300 thiết bị hệ thống cấp nước 53 Bảng 3.11 Bảng LOD 300 đường ống cấp nước 53 Bảng 3.12 Bảng LOD 300 thiết bị vệ sinh 54 Bảng 3.13 Bảng LOD 300 thiết bị thoát nước .54 Bảng 3.14 Bảng LOD 300 đường ống thoát nước 54 Bảng 3.15 Danh sách hệ thống Cấp nước có 55 Bảng 3.16 Bảng kiểm tra mô hinh môn 58 Bảng 3.17 Bảng định dạng File .61 Bảng 3.18 Bảng danh sách Khung nhìn bảng thống kê 62 Bảng 3.19 Bảng dự tốn cơng trình .75 Bảng 3.20 Bảng tiến độ thi công Cấp Thoát nước 83 viii Phụ lục K - Bảng vẽ thiết kế cấp nước nhà E xxii CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN GIẢI TRÌNH SỬA LUẬN VĂN Họ tên học viên: Lê Thanh An Mã số học viên: 191801040 Lớp: 27CTN11-CS2 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp Thoát nước Tên đề tài luận văn: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP MƠ HÌNH THƠNG TIN XÂY DỰNG (BIM) VÀO DỰ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG Những nội dung chỉnh sửa luận văn theo yêu cầu Hội đồng: TT 10 11 12 13 Nôi dung chỉnh sửa Điều chỉnh lại mục tiêu số đề tài: “Xây dựng tiêu chuẩn thiết kế BIM…” thành “ Hướng dẫn sử dụng BIM Cấp thoát nước nhà cao tầng” Thêm mục tiêu thứ 3: “ Ứng dụng BIM vào thiết kế Cấp thoát nước cho nhà cao tầng” Bổ sung mục 1.1.3.2: Công nghệ dụng cho thiết kế cấp thoát nước nhà cao tầng, hạn chế công nghệ Chỉnh sửa mục 1.1.3.3 thành Ứng dụng BIM thiết kế hệ thống Cấp thoát nước nhà cao tầng Thay đổi nội dung chương Chia thành mục để làm rõ xây dựng mơ hình BIM cho cấp nước 3.1: Xây dựng hướng dẫn sử dụng BIM vào thiết kế cấp nước 3.2: Ứng dùng mơ hình BIM vào cơng trình thực tế Vị trí chỉnh sửa Mở đầu Mục 2: Mục tiêu để tài Trang Chương Trang 9, 10 Chương Trang 10, 11 Chương Từ trang 38 đến trang 98 Sửa lỗi tả Bỏ định 2500/QĐ-TTg lập lại lần Đã cập nhật định 348/QĐ-BXD Lỗi tả Đã chỉnh lại kích thước bảng để thấy đầy đủ chữ Bỏ điểm hạn chế quy trình 2D truyền thống Mục 1.1.1 Trang 4, dòng 10 Mục 1.1.2.2 a, Trang Mục 1.1.2.2 a, Trang Trang 9, 25, 26, 28, 29, 32,33 Trang 65 Chương Mục 2.1.1 Trang 14 Đưa điểm hạn chế quy trình CAD 2D truyền Chương thống từ mục 2.2.2 lên mục 2.1.2 Mục 2.1.2 Trang 15 Điều chỉnh lại lợi ích cơng nghệ BIM mục 2.2.2 Chương thành nâng cao chất lượng thiết kế Mục 2.2.2 Trang 30 Thêm lợi ích công nghệ BIM kết đạt phần kết luận kiến nghị Phần kết luận kiến nghị Trang 99, 100 14 Bổ sung phụ lục bảng tính Cấp nước Phần Phụ lục Phụ lục I trang xxii Đề nghị Hội đồng xác nhận học viên chỉnh sửa luận văn theo ý kiến Hội đồng: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… , Ngày … tháng .năm 20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN (Ký ghi rõ họ tên) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI CỘNG HOÀ XHCN VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - Hà nội, ngày 30 tháng 10 năm 2021 PHIẾU PHẢN BIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ THANH AN Chuyên ngành: Lớp CH: 27CTNPH Kỹ thuật Cấp thoát nước Mã số: Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP MƠ HÌNH THƠNG TIN XÂY DỰNG (BIM) VÀO DỰ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG Người hướng dẫn khoa học: TS Khương Thị Hải Yến Người nhận xét: PGS.TS Đoàn Thu Hà Ý KIẾN PHẢN BIỆN Tính cấp thiết thực tiễn đề tài nghiên cứu Đề tài thực với mong muốn giúp chủ đầu tư, nhà thầu, đơn vị quản lý dự án hoạt động lĩnh vực xây dựng có thêm thơng tin cơng cụ áp dụng công tác thiết kế, thi cơng, quản lý dự án cấp nước cho nhà cao tầng lợi ích mà mang lại, đồng thời cho thấy khó khăn vấp phải việc cần thực để ứng dụng thành công công nghệ vào dự án cụ thể Việc thực đề tài nghiên cứu giúp thúc đẩy việc sử dụng công nghệ BIM cần thiết có ý nghĩa Đề tài có trùng lặp với cơng trình nghiên cứu luận văn, luận án cơng bố ngồi nước không? Đề tài không trùng lặp với công trình nghiên cứu luận văn, luận án cơng bố Kết cấu hình thức luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, chương nội dung kết luận kiến nghị Luận văn có cấu trúc hình thức theo quy định luận văn khoa học Phương pháp, nội dung kết nghiên cứu đạt Các nội dung nghiên cứu thực bao gồm: Chương 1: Tổng quan ứng dụng cơng nghệ BIM lĩnh vực Cấp nước cho nhà cao tầng Chương 2: Cơ sở lý thuyết thực tiễn đề xuất tiêu chuẩn BIM thiết kế, triển khai dự án Cấp thoát nước Chương 3: Xây dựng mơ hình BIM thiết kế nhà cao tầng Kết nghiên cứu   Đánh giá tình hình sử dụng BIM cho dự án xây dựng giới Việt Nam Đề tài giới thiệu công nghệ BIM, cấp độ sử dụng BIM triển khai dự án giải pháp BIM từ 3D đến 4D 5D áp dụng cho dự án phần mềm giúp triển khai quản lý mơ hình BIM hiệu  Đề xuất xây dựng mơ hình thơng tin BIM lĩnh vực Cấp Thốt nước thơng qua hệ thống hóa xây dựng tiêu chuẩn áp dụng triển khai dự án BIM; hướng dẫn lập kế hoach BIM (BEP), lợi ích mà BEP mang lại cho dự án BIM Đề tài có phương pháp nghiên cứu phù hợp với nội dung nghiên cứu đề tài, kết nghiên cứu có giá trị, có độ tin cậy cao Một số vấn đề cần trao đổi Công nghệ BIM ứng dụng thiết kế quản lý vận hành cơng trình thuộc lĩnh vực xây dựng, có Cấp nước bên cơng trình Nội dung Cần viết lại mục tiêu cho phù hợp với tên nội dung thực Phần mục tiêu thứ hai nên viết lại là: Hướng dẫn sử dụng công nghệ BIM thiết kế cấp nước bên cơng trình Phần chương 1, nên bổ sung thêm tổng quan ứng dụng công nghệ BIM thiết kế quản lý vận hành cơng trình, có cơng trình cấp nước bên cơng trình, cần bổ sung Phần chương nên bổ sung giới thiệu nội dung thiết kế cấp nước bên cơng trình thơng thường, phân tích việc sử dụng cơng nghệ BIM phù hợp cần thiết Chương 3: Nên điều chỉnh tên chương cho phù hợp với chất luận văn ứng dụng công nghệ BIM thiết kế cấp nước cơng trình Kết luận việc đưa luận văn bảo vệ Hội đồng: + Đồng ý Câu hỏi thảo luận NGƯỜI NHẬN XÉT PGS.TS Đoàn Thu Hà