Luận văn xây dựng quy trình ứng dụng bim vào quản lý và thi công xây dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN  ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC XÂY DỰNG QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Cơng Hn Khoa: Kỹ thuật cơng trình TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 XÂY DỰNG QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG CHƢƠNG 1: QUY TRÌNH TỔNG QT • XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU VÀ CÁC ỨNG DỤNG BIM • THIẾT KẾ QUY TRÌNH TRIỂN KHAI • TRAO ĐỔI THƠNG TIN • XÁC ĐỊNH CƠ SỞ HẠ TẦNG TRIỂN KHAI Xác định mục tiêu ứng dụng BIM: Có nhiều ứng dụng BIM đƣợc triển khai giai đoạn khác dự án Tùy theo lực, mục tiêu lợi ích cần đạt đƣợc chủ đầu tƣ với dự án để lựa chọn ứng dụng phù hợp Thiết kế quy trình triển khai: Phát triển quy trình xác định rõ nhiệm vụ, chức năng, công việc bên tham gia, liên quan đến hoạt động phối hợp trao đổi thông tin, để đảm bảo công việc đƣợc thực nhanh chóng, xác hiệu Trao đổi thông tin: Xác định loại thông tin, mức độ chi tiết, quy trình tạo thơng tin, kiểm sốt, phê duyệt trao đổi thơng tin dự án Các yêu cầu chia sẻ file thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng BIM dự án Tối thiểu kế hoạch triển khai cần bao gồm mơ tả: • Hệ thống file nhóm sử dụng để trao đổi, sáp nhập mơ mơ hình • Lập tiến độ tần suất cập nhật mơ hình kiểm tra va chạm • Các cơng cụ quy trình đƣợc sử dụng cho kiểm tra va chạm • Quy trình tạo vẽ từ mơ hình phối hợp Xác định sở hạ tầng để thực hiện: Cần xác định, đánh giá đƣợc yếu tố sở hạ tầng cần thiết để triển khai theo quy trình chuẩn bị nguồn chi phí đầu tƣ ban đầu tất môn liên quan khác: ngƣời, đào tạo, phần mềm… Lợi ích tốt BIM có đƣợc triển khai BIM tốt Các hệ thống quản lý đƣợc tổ chức chặt chẽ, thông tin đƣợc chuyển giao thông suốt qua nhiều phận khác nhau, nhiều tổ chức khác Con ngƣời, quy trình cơng nghệ yếu tố then chốt, kỹ phần mềm mang yếu tố thúc đẩy, phƣơng tiện để đạt đƣợc BIM Kết luận: Để đến việc đƣa định áp dụng Bim vào dự án đòi hỏi Chủ Đầu Tƣ phải chuẩn bị đủ thời gian, nguồn lực lộ trình để đạt đƣợc kết tốt CHƢƠNG : QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CƠNG XÂY DỰNG Lập mơ hình thơng tin trạng cơng trình - Mơ tả: + Sử dụng máy qt Laser scan UAV (máy bay không ngƣời lái) để qt liệu trạng cơng trình cơng nghệ phổ biến ngành công nghiệp khảo sát xây dựng địa lý Ứng dụng đƣợc sử dụng từ giai đoạn bắt đầu dự án đến lập đồ môi trƣờng giúp ghi lại trạng cơng trình trƣớc tiến hành cải tạo, phá dỡ, để lập thông tin kiểm tra (dành cho quan chức giám sát hoạt động xây dựng) - Lợi ích: + Tăng cƣờng hiệu độ xác hồ sơ trạng cơng trình + Cung cấp hồ sơ mơi trƣờng cho ứng dụng sau + Hỗ trợ lập mơ hình phối hợp thiết kế 3D + Xác minh tình trạng dự án với thông tin chất lƣợng cho việc giám sát theo tiến độ + Hỗ trợ lập kế hoạch xử lý trƣớc sau thiên tai + Mô trực quan tình trạng cơng trình tƣơng lai - Yêu cầu công nghệ: + Phần mềm lập mơ hình thơng tin cơng trình + Phần mềm xử lý pointcloud từ máy Laser Scanning + Máy quét 3D Laser Scanning + Thiết bị khảo sát thông thƣờng - Yêu cầu nhân sự: + Có khả thao tác, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D + Hiểu biết cơng cụ lập mơ hình thơng tin cơng trình + Hiểu biết cơng cụ 3D laser scanning + Hiểu biết công cụ thiết bị khảo sát thông thƣờng + Khả chọn lọc liệu từ máy quét 3D lƣợng liệu lớn + Khả xác định cấp độ chi tiết cần yêu cầu để tăng thêm giá trị cho dự án + Khả tạo mô hình thơng tin cơng trình từ máy qt 3D và/ liệu khảo sát thông thƣờng - Sản phẩm đầu ra: + Mơ hình đám mây (pointcloud) trạng cơng trình + Mơ hình chi tiết + Mơ hình tham số bao gồm liệu thành phần cơng trình Dự tốn chi phí BIM - Mơ tả: + Xuất khối lƣợng cấu kiện cơng trình trực tiếp từ mơ hình BIM giúp dự tốn/ dự báo trƣớc chi phí Ứng dụng phổ biến quan trọng, đƣợc sử dụng xuyên suốt từ giai đoạn thiết vận hành dự án Khi thông tin BIM đƣợc xác định cụ thể xác hơn, khối lƣợng đƣợc truy cập cách xác + Trong giai đoạn thiết kế, khối lƣợng đƣợc ƣớc lƣợng gần thay đổi; + Trong giai đoạn thi công, khối lƣợng đƣợc xây dựng xác cho hoạt động tính tốn mua sắm; + Trong giai đoạn vận hành, thông tin đƣợc thực cách xác, khối lƣợng đƣợc tính tốn xác (ví dụ: Quản lý cơng trình nhanh chóng đánh giá khối lƣợng sơn cần sơn lại cho khu vực, số lƣợng thảm trải sàn cần giặt) - Lợi ích: + Khối lƣợng nguyên vật liệu đƣợc mơ hình hóa cách xác + Xuất khối lƣợng cách nhanh chóng để hỗ trợ trình định + Cung cấp thơng tin chi phí cho chủ đầu tƣ từ sớm trình định giai đoạn thiết kế suốt vòng đời dự án, bao gồm thay đổi giai đoạn thi cơng + Tiết kiệm thời gian dự tốn việc giảm thời gian tính tốn khối lƣợng + Cho phép dự toán tập trung nhiều vào hoạt động gia tăng giá trị dự toán nhƣ: xác định thiết bị lắp đặt thi công, xác định rủi ro sản xuất tính giá thành, điều quan trọng để có dự tốn có chất lƣợng cao + Thêm thơng tin chi phí vào mơ hình cập nhật tiến độ thi cơng (nhƣ mơ hình 4D) giúp theo dõi ngân sách suốt q trình thi cơng + Giúp lựa chọn phƣơng án thiết kế khác theo ngân sách chủ đầu tƣ + Xác định nhanh chóng chi phí đối tƣợng cụ thể + Giúp hoạt động đào tạo nhân viên dự tốn dễ dàng thơng qua quy trình có tính mơ trực quan cao + Sản phẩm liệu thống kê khối lƣợng có sẵn mơ hình Revit (hoặc phần mềm khác), cập nhật tự động theo thay đổi mơ hình - u cầu cơng nghệ: + Phần mềm ƣớc tính chi phí dựa mơ hình + Phần mềm lập mơ hình thiết kế + Mơ hình thiết kế xác + Dữ liệu hỗ trợ cho việc tính tốn chi phí - u cầu nhân sự: + Khả xác định bƣớc lập mơ hình thiết kế cụ thể mang lại thơng tin dự tốn khối lƣợng xác + Khả xác định khối lƣợng cho cấp độ dự toán chi phí thích hợp + Khả thao tác mơ hình để thu đƣợc thơng tin sử dụng cho dự toán - Sản phẩm đầu ra: + Thơng tin tính tốn khối lƣợng theo cấu trúc xác định + Dự tốn chi phí Lập kế hoạch triển khai theo giai đoạn - Mô tả: + Mơ hình 4D (mơ hình 3D + thời gian) mơ quy trình thi cơng, biện pháp thi cơng, thể khoảng trống công trƣờng cần có để đảm bảo lƣu thơng xe chở nguyên vật liệu, lƣu kho, đảm bảo an toàn lao động cho ngƣời di chuyển Đây ứng dụng quan trọng giúp mô tả đặc điểm định trạng thái chi tiết cơng trình theo thời gian: + Tình trạng thành phần cơng trình theo yêu cầu (giai đoạn lập kế hoạch), theo thiết kế (giai đoạn thiết kế) giai đoạn vận hành hồn cơng; + Sự phát triển Mức độ chi tiết mơ hình (LOD) vịng đời dự án yếu tố cần đƣợc kiểm tra + Có thể kiểm tra thơng số chi tiết cụ thể mơ hình thời gian nào; Trong giai đoạn vận hành, ứng dụng BIM giúp thu thập thông tin bảo hành cho chi tiết cơng trình để xác định chi tiết nên thay hay khơng nên - Lợi ích: + Giúp tất bên từ chủ đầu tƣ, nhà thầu, thiết kế, công nhân nắm rõ tiến độ, quy trình giai đoạn bƣớc quan trọng trình thi cơng + Đảm bảo an tồn lao động q trình thi cơng, giảm thiểu sai sót, thi cơng lại, tiết kiệm thời gian chi phí + Giám sát tình trạng quy trình nguyên vật liệu - Yêu cầu công nghệ: + Phần mềm lập mơ hình + Phần mềm lập tiến độ thi cơng + Phần mềm lập mơ hình 4D - u cầu nhân sự: + Kiến thức tiến độ thi công quy trình xây dựng chung + Khả thao tác, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D + Kiến thức sử dụng phần mềm 3D: nhập thơng số hình học, quản lý liên kết tiến độ, sản xuất kiểm soát animations - Sản phẩm đầu ra: + Mơ hình 4D + Các view/ video 4D Phân tích cơng trƣờng - Mô tả: + Sử dụng BIM (quản lý liệu cơng trình) và/hoặc hệ thống thơng tin địa lý (Geographic Information System – GIS, giúp quản lý liệu bên ngồi cơng trình) để đánh giá, phân tích công trƣờng khu vực cho sẵn để xác định vị trí tốt cho dự án Dữ liệu công trƣờng thu thập đƣợc sử dụng trƣớc hết để lựa chọn cơng trƣờng thi cơng sau để định vị cơng trình sở vật chất với tiêu chí khác GIS đƣợc coi công nghệ BIM, sử dụng để tích hợp, mơ phân tích thơng tin liệu sở vật chất, tài sản trạng - Lợi ích: + Giúp định lựa chọn cơng trƣờng đạt đủ tiêu chí theo u cầu dự án, yếu tố kỹ thuật tài + Giảm chi phí cho hoạt động phá dỡ tận dụng đƣợc tài nguyên có sẵn + Tăng hiệu tận dụng nguồn lƣợng từ môi trƣờng xung quanh (ánh sáng, nƣớc ) + Giảm rủi ro nguy hiểm cháy nổ, rơi vỡ nguyên vật liệu - Yêu cầu công nghệ: + Phần mềm lập mô hình BIM/GIS + Thao tác mơ hình 3D - u cầu nhân sự: + Khả thao tác, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D + Kiến thức hiểu biết hệ thống địa lý địa phƣơng (GIS, thông tin sở liệu) - Sản phẩm đầu ra: + Báo cáo phân tích cơng trƣờng Lập mơ hình thiết kế - Mơ tả: + Là quy trình phần mềm lập mơ hình 3D đƣợc sử dụng để phát triển mơ hình thơng tin cơng trình dựa vào tiêu chí thiết kế Các cơng cụ lập mơ hình đƣợc sử dụng tạo mơ hình Đa phần cơng cụ phân tích kiểm tra đƣợc sử dụng cho Kiểm tra thiết kế phân tích kỹ thuật Các cơng cụ lập mơ hình thiết kế bƣớc quy trình BIM chìa khóa để liên kết mơ hình 3D với liệu thuộc tính, số lƣợng, phƣơng pháp, chi phí tiến độ + Giảm số lƣợng làm lại điểm kiểm sốt đƣợc nhận trực tiếp từ mơ hình + Loại trừ rào cản ngôn ngữ - Yêu cầu công nghệ: + Máy móc có tích hợp cơng nghệ GPS + Thiết bị kỹ thuật số bố trí cơng trƣờng + Phần mềm chuyển đổi mơ hình - u cầu nhân sự: + Khả tạo, thao tác, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D + Khả sử dụng liệu mơ hình cho kiểm sốt thiết bị bố trí - Thơng tin đầu ra: + Bố trí khơng gian thực địa + Thơng tin số hóa từ thiết bị khảo sát 16 Lập mơ hình cập nhật q trình thi cơng - Mơ tả: + Là quy trình để mơ tả xác trạng vật lý, mơi trƣờng tài sản cơng trình Mơ hình cần chƣa thơng tin liên quan đến chi tiết kiến trúc, kết cấu MEP, liên kết liệu Quản lý vận hành, trì tài sản cơng trình vào mơ hình hồn cơng (đƣợc tạo từ mơ hình thiết kế, thi cơng phối hợp 4D mơ hình chế tạo sẵn nhà thầu phụ) để bàn giao mơ hình cập nhật cho chủ đầu tƣ quản lý cơng trình Thơng tin bổ sung bao gồm hệ thống thiết bị bố trí khơng gian chủ đầu tƣ cần tận dụng thông tin tƣơng lai - Lợi ích: + Hỗ trợ q trình lập mơ hình phối hợp thiết kế cho hoạt động phá dỡ, sửa chữa tƣơng lai + Hỗ trợ trình phê duyệt + Cung cấp cho chủ đầu tƣ mơ hình xác cơng trình, thiết bị khơng gian cơng trình để tạo kết hợp có khả với Ứng dụng BIM khác + Thể tốt yêu cầu chủ đầu tƣ + Dễ dàng đánh giá liệu yêu cầu khách hàng nhƣ khu vực phòng hiệu suất sử dụng lƣợng từ mơi trƣờng cho liệu thiết kế, hồn cơng vận hành - Yêu cầu nhân sự: + Khả thao tác, chuyển hƣớng kiểm tra mơ hình 3D + Khả sử dụng ứng dụng lập mô hình BIM cho cập nhật cơng trình 18 + Khả hiểu quy trình vận hành cơng trình để đảm bảo thơng tin đầu vào xác + Khả trao đổi thông tin hiệu nhóm thiết kế, thi cơng quản lý cơng trình - Sản phẩm đầu ra: + Mơ hình bao gồm thơng tin quản lý cơng trình + Danh sách tài sản cơng trình cho đầu vào Hệ thống Quản lý Cơng trình 17 Lập tiến độ bảo trì - Mơ tả: + Là quy trình mà tất cơng kết cấu cơng trình (tƣờng, sàn, trần ) thiết bị sử dụng (cơ điện, ống nƣớc, điều hịa ) đƣợc bảo trì suốt vịng đời vận hành cơng trình Chƣơng trình bảo trì thành công giúp cải thiện tối đa công suất hoạt động cơng trình - Lợi ích: + Lập kế hoạch hoạt động bảo trì thƣờng niên điều phối vị trí nhân viên bảo trì cách thích hợp + Theo dõi lịch sử bảo trì + Giảm hoạt động sửa chữa bảo trì khẩn cấp + Tăng hiệu suất làm việc nhân viên bảo trì vị trí hệ thống/ thiết bị đƣợc xác định rõ ràng + Đánh giá xác định cách thức tiếp cận bảo trì khác dựa chi phí + Cho phép quản lý cơng trình điều chỉnh nhu cầu chi phí để thiết lập chƣơng trình bảo trì đáng tin cậy - Yêu cầu công nghệ: + Phần mềm kiểm tra thiết kế để xem cấu kiện mơ hình cập nhật tình trạng cơng trình (Record model) + Hệ thống cơng trình tự động (Building Automation System) liên kết với mơ hình cập nhật tình trạng thi cơng + Hệ thống quản lý bảo trì máy tính (Computerized Maintenance Management System) liên kết với Mơ hình cập nhật tình trạng thi cơng (Record Model) + Giao diện điều khiển thân thiện với ngƣời dùng đƣợc liên kết với Mơ hình cập nhật tình trạng thi công (Record Model) để cung cấp thông tin hoạt động cơng trình và/hoặc thơng tin để đào tạo ngƣời sử dụng - Yêu cầu nhân sự: + Khả hiểu sử dụng hệ thống quản lý bảo trì máy tính + Khả hiểu cách thức bảo trì vận hành thiết bị cụ thể 19 + Khả sử dụng, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D 18 Phân tích hệ thống - Mơ tả: + Quy trình đo lƣờng so sánh hệ thống vận hành thực tế cơng trình với thiết kế nó, bao gồm việc hệ thống máy móc vận hành nhƣ cơng trình tiêu tốn lƣợng Các khía cạnh khác hoạt động phân tích nhƣ nghiên cứu hệ thống thơng gió tự nhiên, phân tích ánh sáng, phân tích CFD luồng khí bên ngồi, phân tích nhiệt - Lợi ích: + Đảm bảo cơng trình đƣợc vận hành theo tiêu chuẩn thiết kế bền vững + Xác định biện pháp điều chỉnh vận hành hệ thống để cải thiện hiệu suất hoạt động + Tạo trƣờng hợp giả định thay đổi vật liệu khác để đƣa điều kiện hoạt động tốt xấu - Yêu cầu cơng nghệ: + Phần mềm phân tích hệ thống cơng trình (Năng lƣợng, ánh sáng, máy móc ) - Yêu cầu nhân + Khả hiểu sử dụng hệ thống Quản lý bảo trì máy tính hệ thống điều khiển cơng trình với Mơ hình cập nhật tình trạng thi cơng + Khả hiểu trƣờng hợp vận hành bảo trì thiết bị 19 Quản lý tài sản - Mô tả: + Là quy trình mà hệ thống quản lý đƣợc tổ chức liên kết chiều với mơ hình cập nhật tình trạng thi cơng để hỗ trợ trình vận hành bảo trì cơng trình tài sản cách hiệu Các tài sản này, bao gồm cơng trình, hệ thống môi trƣờng cảnh quan bao quanh, thiết bị, cần đƣợc bảo trì, nâng cấp vận hành vận hành hiệu quả, đảm bảo hài lòng chủ đầu tƣ ngƣời sử dụng Ứng dụng giúp hỗ trợ việc định tài chính, lập kế hoạch ngắn hạn dài hạn, đƣa trình tự cơng việc theo tiến độ Quản lý Tài sản tận dụng liệu chứa mơ hình cập nhật tình trạng thi cơng để xác định vị trí hệ thống quản lý tài sản mà thƣờng xác định chi phí thay đổi nâng cấp tài sản cơng trình, phân chia chi phí tài sản cho khoản thuế tài Sự liên kết chiều cho phép mô trực quan tài sản mô hình trạng trƣớc hồn thiện, giúp giảm thời gian cung cấp dịch vụ - Lợi ích: + Lƣu trữ hƣớng dẫn sử dụng vận hành, bảo trì thơng số kỹ thuật thiết bị truy cập nhanh 20 + Thực phân tích cơng trình đánh giá thực trạng thiết bị + Duy trì cập nhật cơng trình liệu thiết bị bao gồm: tiến độ bảo trì, bảnh hành, liệu chi phí, liệu nhà sản xuất công thiết bị + Cung cấp nguồn toàn vẹn để theo dõi sử dụng, hoạt động trì tài sản cơng trình cho chủ đầu tƣ, nhóm bảo trì phịng tài + Dự tốn xác chi phí tài sản tại, giúp hỗ trợ thực báo cáo tài chính, đầu thầu, dự tính chi phí nâng cấp di dời phần tài sản tƣơng lai + Cho phép cập nhật mô hình cập nhật tình trạng thi cơng để thơng tin tài sản cơng trình sau nâng cấp, di dời bảo trì việc theo dõi thay đổi nhập thông tin vào mơ hình + Hỗ trợ phịng tài việc phân tích loại hình tài sản khác thơng qua mơ trực quan + Trích xuất tự động thứ tự công việc theo tiến độ cho nhân viên bảo trì - u cầu cơng nghệ: + Hệ thống quản lý tài sản + Khả liên kết chiều mơ hình cập nhật tình trạng cơng trình hệ thống quản lý tài sản - Yêu cầu nhân sự: + Khả sử dụng, điều hƣớng kiểm tra mơ hình 3D (ƣu tiên khơng bắt buộc) + Khả sử dụng hệ thống quản lý tài sản + Kiến thức yêu cầu thuế phần mềm tài liên quan + Kiến thức thi cơng vận hành cơng trình (di dời, nâng cấp ) + Kiến thức tiền thiết kế tài sản cần theo dõi - Sản phẩm đầu ra: + Các báo cáo quản lý tài sản + Các sửa đổi quản lý tài sản cho BIM 20 Quản lý lập kế hoạch thiên tai - Mơ tả: + Quy trình ngƣời ứng cứu khẩn cấp truy cập thơng tin cơng trình quan trọng mơ hình hệ thống thông tin để lập kế hoạch quản lý tình nguy hiểm xảy BIM cung cấp thông tin quan trọng cho phận cứu hộ để tăng hiệu ứng cứu giảm tối đa rủi ro an tồn Thơng tin cơng trình thời gian thực từ hệ thống cơng trình tự động, với thơng tin tĩnh, nhƣ sàn, thiết bị thơng tin có giá trị mơ hình Các hệ thống tích hợp qua kết nối mạng không dây đội ngũ cứu hộ khẩn cấp liên kết tới hệ thống tổng thể BIM với hệ thống cơng trình tự động hiển thị thơng 21 tin vị trí trƣờng hợp khẩn cấp, có khả định tuyến tới khu vực cơng trình, dù khu vực nguy hiểm - Lợi ích: + Giúp cảnh sát, cứu hỏa, quan cứu hộ công cộng ngƣời ứng cứu lần đầu tiếp cận trƣờng truy cập nhanh chóng thơng tin cần thiết thời gian thực tòa nhà để đƣa phƣơng án chiến lƣợc ứng cứu + Tăng cƣờng hiệu cứu hộ, đặc biệt diện rộng, phức tạp + Giảm thiểu tối đa rủi ro cho đội cứu hộ trình ứng cứu - Yêu cầu công nghệ: + Phần mềm kiểm tra thiết kế để xem mơ hình cập nhật tình trạng cơng trình cấu kiện + Hệ thống cơng trình tự động liên kết với liệu mơ hình + Hệ thống Quản lý bảo trì máy tính liên kết với liệu mơ hình - u cầu nhân sự: + Khả sử dụng, điều hƣớng kiểm tra mơ hình BIM theo cập nhật cơng trình + Khả hiểu thơng tin động cơng trình thơng qua BAS + Khả đƣa định phù hợp tình khẩn cấp Các ứng dụng đƣợc lựa chọn dựa theo đặc thù, mục tiêu, ngân sách dự án nhƣ chủ đầu tƣ 22 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH NHỮNG THUẬN LỢI KHI ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CƠNG XÂY DỰNG Lợi ích việc ứng dụng BIM vào quản lý thi cơng cơng trình: 1.1 Mơ hình BIM đƣợc sử dụng cho việc gì: 1.1.1 Mơ hình 3D trực quan: Việc mà mơ hình BIM ứng dụng là phác họa hình ảnh thực tế tịa nhà tƣơng lai Mơ hình BIM giúp nhà thiết kế, kiến trúc sƣ so sánh đƣợc nhiều phƣơng thức thiết kế, từ chọn đƣợc phƣơng án hồn hồn hảo Các mơ hình BIM khơng bao gồm liệu kiến trúc, thông tin quy định kỹ thuật khác mà chúng bao gồm thơng tin đƣợc mơ trƣớc dễ dàng cơng trình thực 1.1.2 Giúp quản lý thay đổi cách hiệu quả: Chính ƣu điểm lƣu trữ liệu nơi trung tâm mơ hình BIM mà chỉnh sửa thiết kế tòa nhà đƣợc tự động chép lại theo tầm nhìn từ sơ đồ tầng lầu, lát cắt, hang máy Điều giúp ngƣời dùng tạo tài liệu nhanh hơn, đồng thời cịn bảo đảm chất lƣợng dự án, cơng trình cách kết hợp tự động tầm nhìn khác 1.1.3 Quản lý liệu: BIM giúp quản lý liệu suốt vòng đời dự án, ví dụ nhƣ thơng tin lập đồ thị sàng lọc nhân cơng cần thiết, bố trí thứ ảnh hƣởng đến kết tiến độ thi cơng dự án Bên cạnh đó, chi phí phần BIM, chúng cho phép biết đƣợc ngân sách chi phí ƣớc lƣợng dự án nằm điểm cho sẵn vào thời điểm suốt án Tóm lại, liệu đặt vào mơ hình BIM, ngƣời dùng giảm chi phí quản lý, thi cơng tịa nhà, chi phí chiếm nhiều so với tồn chi phí thi cơng 1.1.4 Kiểm sốt va chạm: Chính mơ hình trực quan chế xử lý thuật tốn nhanh máy móc nên BIM đƣợc áp dụng vào cơng việc kiểm sốt va chạm Sử dụng mơ hình BIM dễ dàng tìm tới lỗi va chạm thiết kế để tránh tốn chi phí thời gian nhân lực lúc thi công 1.2 Tổng quan tình hình mơ hình BIM Việt Nam: Khơng nƣớc phát triển sử dụng BIM mà nay, Việt Nam, mơ hình phổ biến Là nƣớc phát triển, nhu cầu số lƣợng dự án xây dựng ngày lớn nên Việt Nam dần ứng dụng BIM Một tín hiệu cho vui cho doanh nghiệp luật xây dựng có hiệu lực từ ngày 1/1/2015 đề cập đến việc ứng dụng mơ hình thơng tin cơng trình BIM quản lý xây dựng Theo đánh giá chuyên gia, Việt Nam theo kịp 23 trình độ BIM nƣớc giới cách đầu việc áp dụng công nghệ tiên tiến, khả nhạy bén, tiếp cận thích ứng kỹ sƣ khơng thua nƣớc ngồi Lợi ích tổng quan mơ hình BIM: Ứng dụng BIM dự án đầu tƣ xây dựng mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tƣ, nhà thầu tƣ vấn, nhà thầu xây dựng quan quản lý nhà nƣớc xây dựng Các lợi ích cụ thể đƣợc trình bày rõ phần dƣới 2.1 Có lợi ích lớn việc áp dụng BIM chủ đầu tƣ: - BIM cung cấp nhìn trực quan hỗ trợ tốt trình lựa chọn phƣơng án đầu tƣ, phƣơng án thiết kế, xác định kế hoạch vốn phù hợp với kế hoạch triển khai; giúp chủ đầu tƣ dễ dàng việc xem xét định thơng qua thơng tin đƣợc tích hợp sẵn mơ hình; - Việc áp dụng BIM giúp giảm thiểu thời gian ngừng chờ xử lý xung đột ý muốn (xuất phát từ lỗi thiết kế từ việc không phù hợp thiết kế thi công) qua góp phần tiết kiệm chi phí cho dự án; - Cơ sở liệu thông tin BIM sử dụng hiệu việc xây dựng báo cáo vận hành, phân tích báo cáo việc sử dụng khơng gian, tối ƣu hóa chi phí vận hành 2.2 Có lợi ích lớn BIM mang lại cho đơn vị thiết kế: - Với việc công trình đƣợc mơ qua hình ảnh mơ hình chiều trực quan tạo thuận lợi cho việc thuyết trình, đánh giá, lựa chọn giải pháp thiết kế có hiệu quả; - Việc áp dụng BIM góp phần tăng suất, chất lƣợng thiết kế, thuận lợi việc điều chỉnh thiết kế hạn chế đƣợc sai sót q trình thực hiện: Do có phối hợp đồng thời môn thiết kế, thông tin thiết kế đƣợc hiển thị trực quan nên việc dùng BIM tăng chất lƣợng thiết kế, giảm đáng kể mâu thuẫn thiết kế văn phòng triển khai thi cơng ngồi trƣờng Các thiết kế thực thơng qua BIM có điều chỉnh phận thiết kế này, thơng tin thay đổi hiển thị đối tƣợng phận thiết kế khác, qua việc điều chỉnh thiết kế đƣợc thực nhanh chóng; - Cơng tác đo bóc khối lƣợng lập dự tốn chi phí cơng trình đƣợc thực cách nhanh chóng xác: việc sử dụng mơ hình thơng tin cơng trình định dạng 3D, kèm theo tích hợp phần mềm đo bóc khối lƣợng nên việc đo bóc khối lƣợng cơng trình đƣợc thực cách tự động Với sở liệu giá phù hợp, việc xác định chi phí xây dựng cơng trình đƣợc rút ngắn đáng kể Tiện ích đặc biệt có ý nghĩa giai đoạn thiết kế dự án, thiết kế thƣờng xuyên thay đổi, chủ đầu tƣ cần thông tin cách nhanh chóng để kịp thời đƣa định lựa chọn phƣơng án; - Thuận lợi việc phân tích mức độ sử dụng lƣợng phƣơng án thiết kế, qua cơng cụ hỗ trợ, góp phần hƣớng thiết kế bền vững với môi trƣờng Việc thông tin tích hợp BIM, cho phép nhà thiết kế tính tốn đƣợc nhu cầu sử dụng lƣợng phƣơng án thiết kế thông qua công cụ tích hợp nhƣ eQUEST tích hợp tiêu 24 chuẩn thiết kế xanh nhƣ LEED hay LOTUS để đánh giá tính bền vững cơng trình Từ thay đổi phƣơng án thiết kế cần thiết, tiết kiệm thời gian chi phí cho dự án; - Việc ứng dụng quy trình BIM doanh nghiệp tƣ vấn thiết kế nƣớc ta bƣớc tạo tác phong làm việc theo nhóm, xây dựng mơi trƣờng làm việc chun nghiệp theo hƣớng đại, hội nhập với giới - Việc sử dụng liệu, lƣu trữ trao đổi dựa cơng nghệ điện tốn đám mây giúp nhóm làm việc khác địa điểm phối hợp với để thiết kế, chuyển giao sản phẩm lƣu trữ thuận tiện 2.3 Có lợi ích mà việc áp dụng BIM mang lại cho đơn vị quản lý dự án: - BIM cung cấp công cụ để lên kế hoạch toàn diện nâng cao khả điều hành, quản lý vòng đời dự án trình độ cơng nghệ tiên tiến; - BIM cung cấp cho ban quản lý dự án mơ hình trực quan, với yếu tố tích hợp nhƣ tiến độ thi cơng, biểu đồ nhân cơng, biểu đồ phát triển giá thành cơng trình… giúp cho ban quản lý thực công việc cách dễ dàng có chuẩn bị tốt huy động nguồn vốn, theo dõi kế hoạch nhân lực hay kế hoạch tổ chức thi cơng ngồi cơng trƣờng, kiểm sốt chi phí q trình thực hiện; - BIM sở để Ban quản lý dự án điều phối việc phối hợp thực dự án nhà thầu đơn vị liên quan; giúp xử lý lƣờng trƣớc tình xảy công trƣờng - Việc ứng dụng BIM thơng qua việc tiêu chuẩn hóa tất cơng đoạn thực hiện, cách thức chuyển giao liệu… hƣớng dẫn, quy định, file mẫu Trong đó, quy trình dễ đƣợc kiểm sốt xun suốt nhờ ứng dụng chặt chẽ tiến công nghệ thông tin, phần mềm Nhờ Ban quản lý dự án theo dõi, giám sát việc thực thiết kế, thi cơng thuận lợi hơn, xác hơn, giúp giảm thiểu lãng phí tăng hiệu thực thi 2.4 Có lợi ích BIM nhà thầu thi công, lắp đặt thiết bị: - Sử dụng mơ hình BIM giúp nhà thầu xây lắp hạn chế sai sót việc triển khai vẽ thiết tổ chức thực hiện; - Mơ hình thơng tin cơng trình đƣợc sử dụng làm sở để nhà thầu xây dựng phƣơng án thi công, bố trí nguồn lực, phối hợp cơng việc giai đoạn thi cơng khác nhằm tối ƣu hóa việc sử dụng nguồn lực Nhà thầu, tăng suất lao động, tiết kiệm chi phí rút ngắn thời gian thi công - Việc áp dụng BIM giúp nhà thầu phát lƣờng trƣớc khó khăn q trình thi cơng từ giai đoạn tiếp cận hồ sơ thiết kế để đƣa phƣơng án thực cho phù hợp Điều đặc biệt cần thiết dự án có điều kiện thi cơng khó khăn yêu cầu kỹ thuật cao Dựa vào tính trực quan mơ hình BIM thơng tin tích hợp đầy đủ, nên “xung đột” kết cấu phận cơng trình đƣợc hiển thị rõ mơ hình, từ kỹ sƣ đề đƣợc phƣơng án phù hợp để giải “xung đột” 25 - Mơ hình thơng tin cơng trình hồn thiện có khả cung cấp thông tin loại vật liệu giai đoạn thiết kế nhƣ khối lƣợng, thông số kỹ thuật, thuộc tính Những thơng tin đƣợc sử dụng cho việc mua bán vật liệu từ nhà cung cấp nhà thầu phụ - Mô hình thơng tin cơng trình đƣợc dùng tảng cho cấu kiện chế tạo sẵn Giải pháp đƣợc sử dụng thành công cho cấu kiện bê tông chế tạo sẵn, lỗ mở cửa chế tạo sẵn kính Nó cho phép nhà cung cấp phối hợp mơ hình, để phát triển chi tiết cần thiết cho chế tạo sẵn 2.5 Có lợi ích lớn BIM đơn vị quản lý, vận hành công trình: - Sử dụng Mơ hình thơng tin cơng trình cho phép đơn giản hóa việc bàn giao thơng tin liên quan tới thiết bị cơng trình Trong suốt q trình thi cơng nhà thầu đặc biệt nhà thầu điện tập hợp thông tin vật liệu lắp đặt bảo trì cho hệ thống cơng trình Các thơng tin đƣợc liên kết tới đối tƣợng mơ hình thơng tin cơng trình, đƣợc bàn giao cho chủ đầu tƣ đƣợc sử dụng để kiểm tra tất hệ thống thiết bị cơng trình - Mơ hình thơng tin cơng trình nguồn thơng tin xác quan trọng cho việc quản lý vận hành cơng trình Nó đƣợc tích hợp với hoạt động thiết bị hệ thống quản lý đƣợc dùng nhƣ tảng hỗ trợ cho việc giám sát hệ thống kiểm soát thời gian thực để quản lý thiết bị từ xa nhiều khả khác chƣa đƣợc phát triển hồn thiện 2.6 Có lợi ích lớn BIM quan quản lý nhà nƣớc xây dựng: - Thơng qua mơ hình thơng tin cơng trình, quan quản lý nhà nƣớc xây dựng, quản lý thị có đƣợc nhìn tổng quát, cụ thể phù hợp quy hoạch, kiến trúc cơng trình, đấu nối hạ tầng kĩ thuật… phục vụ trình xét duyệt quy hoạch, phƣơng án kiến trúc, cấp phép xây dựng… Nếu đƣợc xây dựng đồng quy trình xét duyệt thơng qua cổng điện tử cửa giúp nâng cao chất lƣợng xét duyệt, cải tiến thủ tục hành hƣớng đến tăng suất hiệu cho tất bên - Việc ứng dụng BIM quy hoạch, thiết kế, xây dựng cơng trình giúp giảm đƣợc thời gian nghiên cứu phê duyệt hồ sơ cấp phép nhƣ phục vụ có hiệu cơng tác tra, kiểm tra cơng trình xây dựng thơng tin cơng trình đƣợc thể logic, đầy đủ trực quan 2.7 Tổng hợp lợi ích: - Tại nƣớc trƣớc áp dụng BIM vào ngành xây dựng, nhiều nghiên cứu tổng kết nhận thấy hiệu đầu tƣ từ việc áp dụng BIM vào công ty dự án đầu tƣ xây dựng đáng kể Có thể thấy với sở liệu hỗ trợ việc trao đổi thông tin bên tham gia dự án, BIM mang lại nhiều lợi ích cho tất bên tham gia vào dự án nhƣ đƣợc - Là đơn vị tiên phong việc nghiên cứu áp dụng BIM Mỹ, Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật xây dựng hạ tầng tích hợp thuộc trƣờng đại học Stanford (Stanford University Center for Integrated Facilities Engineering, viết tắt CIFE) tổ chức tổng kết hàng năm để theo 26 dõi việc áp dụng BIM công ty nhƣ dự án đầu tƣ xây dựng Báo cáo tổng hợp số liệu dựa 32 dự án có sử dụng BIM CIFE định lƣợng lợi ích mang lại qua số tiêu nhƣ: + Giảm bớt 40% yêu cầu thay đổi; + Sai lệch toán với dự toán +/- 3%; + Giảm 80% thời gian lập dự toán; + Tiết kiệm chi phí lên đến 10%; + Giảm 7% tiến độ - Cũng theo báo cáo từ CIFE [17], tỷ lệ hoàn vốn đầu tƣ (Return on Investment, viết tắt ROI, tính dựa chi phí tiết kiệm đƣợc chi phí áp dụng BIM vào dự án) đƣợc tính tốn cho số dự án Mỹ nhằm thể rõ hiệu việc đầu tƣ áp dụng BIM đƣợc thể Bảng - Các số liệu chi phí tiết kiệm đƣợc thống kê trực tiếp từ dự án đƣợc ƣớc lƣợng từ việc xử lý va chạm trƣớc thi cơng Có thể thấy, tỷ lệ hồn vốn đầu tƣ áp dụng BIM cho dự án nằm khoảng 193 – 39.900% đáng kể Nguyên nhân chủ yếu việc khoản tỷ lệ hoàn vốn đầu tƣ rộng nhƣ phạm vi công việc áp dụng BIM dự án khác dẫn đến lợi ích mang lại hiệu khác - Tại Singapore, số dự án có áp dụng BIM đƣợc tổng kết lợi ích đƣợc minh họa Hình nhƣ: + Giảm 52% phiếu yêu cầu thông tin dự án Safra Clubhouse; + Tiết kiệm – 10% nhân công Cơ sở nuôi thú vật đƣờng Perah; + Tiết kiệm tới 138 dự án Vermont khu Cairnhill Rise 27 + Tại Trung Quốc, dự án tháp Thƣợng Hải (Shanghai tower) dự án khó, có yêu cầu tiêu chuẩn cao Dự án có nhiều nhà thầu phụ khối lƣợng thông tin cần phải quản lý chia sẻ lớn Ngoài việc đảm bảo tiến độ chi phí cho dự án lớn kéo dài lâu đặt nhiều thách thức Việc ứng dụng BIM giúp triển khai dự án cách tối ƣu Nhóm triển khai dự án đánh giá việc triển khai BIM giúp tiết kiệm đƣợc cho dự án khoảng 100 triệu nhân dân tệ, tƣơng đƣơng với khoảng 15 triệu USD Mơ hình BIM tiết kiệm chi phí, thời gian sao: 3.1 BIM giúp ngƣời dùng tiết kiệm thời gian: - Ngoài yếu tố đảm bảo chất lƣợng khâu thiết kế thi công xây dựng, thời gian yếu tố tiên quyết định lực công ty thiết kế nhƣ tổng thầu Kịp hay trễ tiến độ đánh giá chất lƣợng nhà thầu Vậy BIM giúp ích đƣợc khâu tiết kiệm thời gian bên tham gia - BIM giúp q trình thiết kế nhanh hơn, va chạm Dƣới mơ hình 3D trực quan ngƣời thiết kế lƣờng trƣớc đƣợc khơng tƣơng thích môn để tránh đƣợc va chạm khơng cần thiết, cộng thêm q trình thay đổi đồng BIM thay đổi vẽ vẽ tƣơng ứng thay đổi theo tránh lặp lặp lại động tác làm tốn thời gian ngƣời thiết kế BIM có độ xác cao nên sử dụng BIM, nhà thầu thiết kế kiểm sốt sai sót nhỏ từ đầu lên đƣợc phƣơng án tốt Dựa vào kiểm sốt va chạm chặt chẽ, khâu thi cơng tránh đƣợc rủi ro an toàn rủi ro giải va chạm giúp dự án đạt tiến độ nhanh hơn, quản lý tốt 3.2 BIM giúp ngƣời dùng tiết kiệm chi phí: Chi phi yếu tố quan trọng cho bên, tiết kiệm chi phí giúp chủ đầu tƣ nhà thầu có lợi BIM giúp kiểm sốt mơ hình cách chặt chẽ tránh đƣợc rủi ro nhƣ chi phí khơng cần thiết q trình thiết kế nhƣ thi cơng Dựa vào mơ tả trực quan giúp chọn đƣợc phƣơng pháp thi cơng an tồn tiết kiệm BIM dùng quản lý tiến độ để giảm chi phí cách tối đa, tránh tốn chi phí liên hệ giải đáp thắc mắc bên liên quan Mơ hình BIM giảm rủi ro xây dựng sao: Một lợi ích phổ biến BIM chúng làm cho trình xây dựng an tồn hơn, từ đó, yếu tố rủi ro đƣợc hạn chế mức thấp 4.1 BIM giúp ngƣời dùng lên kế hoạch an toàn, giúp giảm thiểu rủi ro xây dựng: - Có nhiều tiêu chuẩn an toàn áp dụng cho ngành xây dựng đƣợc ban hành Cơ quan quản lý an toàn lao động Trong đó, BIM giúp nhà thiết kế, kỹ sƣ, nhà thầu lập kế hoạch, mơ hình hóa nhiệm vụ cách tuần tự, loại bỏ điểm rủi ro phổ biến mà phần lớn đốn trƣớc - Đồng thời, BIM cịn cung cấp hình ảnh trực quan tịa nhà nhƣ 4D, ngồi ra, nhà quy hoạch xây dựng cịn xác định đƣợc mối nguy tiềm ẩn trƣớc chúng có vấn đề 28 - BIM cung cấp phân tích rủi ro thị giác đánh giá an toàn Chúng giúp bên liên quan đến dự án có đƣợc nhìn tổng qt chi tiết điều kiện lán trại cho ngƣời lao động, nói, cơng cụ tuyệt vời cho công nhân xây dựng mới, ngƣời không quen thuộc với địa điểm làm việc 4.2 BIM giúp giúp nhà quản lý xây dựng cắt giảm phần bất lợi cho dự án: - Nhƣ biết, hệ thống BIM tích hợp với phần mềm quản lý xây dựng, nhờ đó, chúng giúp nhà quản lý xây dựng dễ dàng tính tốn chi phí nhƣ ƣớc lƣợng đƣợc thời gian cơng việc Để tăng hiệu BIM, ngƣời dùng kết hợp BIM với kỹ thuật quản lý dự án, mục đích để nhà quản lý cắt giảm chậm trễ bất lợi dự án, đặc biệt nhà thầu quản lý nhiều dự án 4.3 BIM giúp dự án xây dựng an tồn cho mơi trƣờng: - BIM giúp nhà quy hoạch xây dựng dự báo vấn đề nhƣ tiêu chí an tồn cho dự án Khi đƣợc đồng với phần mềm phân tích cơng trình xanh, BIM đánh giá việc thực dự án đơn vị có ƣu tiên đến khía cạnh mơi trƣờng khu vực thông qua chứng nhận LEED 4.4 BIM đảm bảo tuổi thọ cơng trình: - BIM giúp giảm rủi ro xây dựng BIM đảm bảo thiết kế tịa nhà vƣợt trội so với việc khơng ứng dụng BIM, hội sai sót giảm đáng kể Mặt khác, BIM giúp cho nhà thầu tham gia, sửa sang cải tạo tòa nhà xây dựng dễ dàng - Sử dụng mô hình thơng tin cơng trình làm cho cơng trình xây dựng an tồn hơn, tốt cho cơng nhân xây dựng, mơi trƣờng, cho tồn tịa nhà 29 Tài liệu tham khảo: [1] https://strucbimsol.vn/sample-page/bim/general-knowledge/ [2]https://www.academia.edu/7916721/Ch%C6%B0%C6%A1ng_1_T%E1%BB%95ng_ quan_v%E1%BB%81_Revit_v%C3%A0_BIM [3] https://www.arcat.com/bim/bim_objects.shtml [4] https://www.nationalbimlibrary.com/en/ [5] https://www.revitcity.com/downloads.php [6] https://library.concora.com/spaces 30 MỤC LỤC XÂY DỰNG QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG CHƢƠNG 1: QUY TRÌNH TỔNG QUÁT 1 Xác định mục tiêu ứng dụng BIM: Thiết kế quy trình triển khai: Trao đổi thông tin: Xác định sở hạ tầng để thực hiện: CHƢƠNG : QUY TRÌNH ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG Lập mơ hình thơng tin trạng cơng trình Dự tốn chi phí BIM Lập kế hoạch triển khai theo giai đoạn Phân tích công trƣờng Lập mơ hình thiết kế Kiểm tra thiết kế 10 Phân tích kết cấu 11 Phân tích hệ thống chiếu sáng 12 Phân tích lƣợng 13 10 Phân tích bền vững 13 11 Phối hợp 3D 14 12 Lên kế hoạch triển khai ngồi cơng trƣờng 15 13 Thiết kế hệ thống thi công 16 14 Chế tạo sẵn 16 15 Mơ hình 3D lập kế hoạch kiểm soát 17 16 Lập mơ hình cập nhật q trình thi công 18 17 Lập tiến độ bảo trì 19 18 Phân tích hệ thống 20 19 Quản lý tài sản 20 31 20 Quản lý lập kế hoạch thiên tai 21 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH NHỮNG THUẬN LỢI KHI ỨNG DỤNG BIM VÀO QUẢN LÝ VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG 23 Lợi ích việc ứng dụng BIM vào quản lý thi cơng cơng trình: 23 Lợi ích tổng quan mơ hình BIM: 24 Mơ hình BIM tiết kiệm chi phí, thời gian sao: 28 Mô hình BIM giảm rủi ro xây dựng sao: 28 32