Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Ứng dụng mô hình thông tin xây dựng (Building Information Model - BIM) cho nhà thầu xây dựng

Mô hình B.I.Mlam tăng giá trị thông tin tòa nha trong suốt vòng đời dự án bang cách tạokhông gian liên kết giữa chủ đầu tư, tư van thiết kế, nhà thầu thi công....Trong suốt vòng đời dự á

NGUYEN HOÀNG VINH

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN XÂY DỰNG(BUILDING INFORMATION MODEL - BIM)

CHO NHA THAU THI CONG

Chuyên ngành : Công nghệ va quan ly xây dựng

Mãsốngành : 605890

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 2 năm 2014

TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA — ĐHQG TP.HCM

Luan văn thạc sĩ được bảo vệ tai Truong Đại học Bach Khoa, ĐHQG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đông đánh giá LV và Trưởng Khoa quan lý

chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA KTXD

NHIỆM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên : Nguyễn Hoàng Vinh MSHV : 11080296

Ngày thang năm sinh : 30/09/1988 Noi sinh : Khanh HoaChuyên ngành : Công nghệ va quan lý xây dung Mã ngành : 60.58.90

IL TÊN ĐÈ TÀI:

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN XÂY DỰNG

(BUILDING INFORMATION MODEL - B.I.M)

CHO NHÀ THAU THI CONG.I NHIEM VỤ VA NOI DUNG

Y Giới thiệu chung về công nghệ B.I.M va cách vận hành khác nhau của công nghệB.LM so với công nghệ CAD, đồng thời đánh giá sự hiệu quả của các công cụ

B.IM.

v_ Trình bày cách lập tiến độ và ước lượng chi phí trong mô hình B.LM, đồng thời,cung cấp một trường hợp nghiên cứu thực tế được ứng dung mô hình B.I.M choviệc lập dự toán chi phi và lập mô phỏng tiễn độ, chi phí của dự án

VY Trình bày thêm các hướng phát triển tiềm năng của công nghệ B.I.M trong tương

lai.

Ill NGÀY GIAO NHIEM VỤ: 14/01/2013IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 22/11/2013V CÁN BO HUONG DAN: PGS.TS PHAM HONG LUANNội dung và dé cương Luận văn thạc si đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

TpHCM, ngày 22 tháng 11 năm 2013

CAN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS PHAM HONG LUAN TS LUONG ĐỨC LONG

TRUONG KHOA KY THUAT XAY DUNG

Luận văn là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian hai

năm tại trường Đại học Bách Khoa TpHCM Trong quá trình thực hiện luận văn tôi đã

gap không ít khó khăn, nhưng nhờ sự hỗ trợ nhiệt tình của thay cô, bạn bè và quýđông nghiệp, cùng với sự động viên của gia đình đã giúp tôi hoàn thành luận văn này

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thây cô chuyên ngành Côngnghệ và quản lý xây dựng đã tận tình dìu dắt và truyền đạt những kiến thức quý giátrong suốt thời gian học tập vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm HồngLuân đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Sau hết, xin gửi lời tri ân đến gia đình, bạn bè, quý đồng nghiệp đã nhiệt tình hỗtrợ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài này

Do thời gian thực hiện luận văn có hạn và tam hiểu biết của học viên hạn chế nênluận văn chắc han còn nhiều thiếu sót Mong được sự góp ý của quý thay cô và các

bạn.Xin chân thành cảm on!

TpHCM, ngày 22 tháng 11 năm 2013

Nguyễn Hoàng Vinh.

B.LM (Building Information Model) là công nghệ dang nổi lên trênkhắp thế giới trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc, kết cau, và cả trong thicông xây dựng, quản lý vận hành công trình Công nghệ B.I.M cung cấpnhững thông tin và đữ liệu tòa nhà một cách chính xác và nhất quán, cungcấp, điều chỉnh các bản vẽ của tòa nha một cách trực quan Mô hình B.I.Mlam tăng giá trị thông tin tòa nha trong suốt vòng đời dự án bang cách tạokhông gian liên kết giữa chủ đầu tư, tư van thiết kế, nhà thầu thi công

Trong suốt vòng đời dự án, các nhà thầu đóng một vai trò cực kỳ quantrọng trong việc đảm bảo dự án chạy đúng tiến độ, được bàn giao vào đúngthời điểm và chi phí nam trong phạm vi ngân sách cho phép

Luận văn sẽ trình bày cách mà công nghệ B.I.M vận hành như thế nàovà sẽ mang lại lợi ích gì cho nhà thâu trong việc đảm bảo tiến độ và kiểmsoát chỉ phí Luận văn bắt đầu với một giới thiệu chung về công nghệ B.I.M

va cách vận hành khác nhau của công nghệ B.I.M so với công nghệ C.A.D

(Computer Aided Design) truyền thống, đồng thời đánh giá sự hiệu quả củacác công cụ B.LM Tiếp theo, luận văn trình bày cách lập tiến độ và ướclượng chi phí trong mô hình B.I.M, đông thời, cung cấp một trường hopnghiên cứu thực tế được ứng dung mô hình B.I.M cho việc lập dự toán chiphi và lập mô phỏng tiến độ, chi phí của dự án Cuối cùng, luận văn sẽ cungcấp thêm các hướng phát triển tiềm năng của công nghệ B.I.M trong tương

lai.

BIM ( Building Information Model ) is a technology that is emergingaround the world in the field of architectural design, texture, and in theconstruction, management operation of the facility BIM provides correctlyand consistently information and building data BIM model increases thevalue of building information throughout the project lifecycle by creatingspace that links between the investor, design consultant, contractor,

During the project lifecycle, contractors play a critical role in certaintythat projects are deployed on schedule, to be handed over at the on time andthe cost is within your budget allows.

The thesis will show how BIM technology operate and bring benefits tocontractors in ensuring progress and cost control The thesis begins with ageneral introduction to BIM technology and how to operate the various BIMtechnology versus technology CAD (Computer Aided Design) tradition, andevaluate the effectiveness of BIM tools Next, the thesis shows how tomaking schedule and estimating cost in BIM model, and provide a realisticcase study show how to use BIM model for cost estimation and simulationschedule construction Finally, the thesis shows development potential ofBIM technology in the future.

Tôi, Nguyễn Hoàng Vinh, xin cam đoan răng trong quá trình thực hiện luận văn“Ứng dụng mô hình thông tin xây dựng BIM cho nhà thâu thi công”, các dữ liệu thuthập và kết quả nghiên cứu được thê hiện hoàn toàn trung thực và chưa được công b6ở bat kỳ nghiên cứu nào khác Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về nghiên cứu của

mình.

Tp.HCM, ngày 22 thang 11 năm 2013

1.3 Mục tiêu nghiÊn cỨu - - - - - 2c 111111111 11115 15555211 121111111111 reg 4

1.4 Lợi ích mong muốn của dé tài S1 SE HT HH 6

Chương 2:

TONG QUAN VE B.I.M

2.1 Tính kha dung của mô hình B.LM ow ccc cece ceeeeeceeeeeeeeenseneaas 7

2.1.1 Vài nét về mô hình CAD và mô hình tham biến B.I.M - 82.1.2 Khả năng tương tác, trao đổi thông tin ¿5c tt rErseere 112.1.3 Mức độ chi tiết LOD (Level of Detail) - 2 ccc Sex sxssErrxerserrres 132.2 Những phần mềm sử dụng trong B.I.M - c St cEEvsxsrerrrse 14

2.3 Pham vi ứng dụng của B.I.M T1 111cc HS SH HS TS vn nh ko 16Chuong 3:

MO HINH B.LM VA QUAN LY THI CONG.3.1 Tiến độ thi công trong mô hình B.L.M cccsccssscscscsssscssessesssescesessseseeseees 183.2 Uớc lượng chi phí thi công trong mô hình B.I.ẰM .s s << «<<213.3 Thảo luận về bản vẽ điện tử và bản VE giẤy -5-5< c<=esesesescs<<e 23

4.3 Xây dựng mô hình 3D B.I.M kết cấu c5 SE SE eereg 29

4.4 Xây dựng mô hình 4D B.I.M, 5D B.LM trong Navisworks 49

4.4.2 Nhập tập tin mô hình 3D B.I.M vào trong môi trường Navisworks 53

4.4.3 Thiết lập các loại đầu công tac “Task TYVp€” ¿che 544.4.4 Thiết lập các cau trúc thư mục tổng thé “Selection SetS” .-: 57

4.4.5 Thiết lập các “Selection Sets” tong ứng cho các ““TaSk” : 59

4.4.6 Liên kết các “Selection Sets” với các “Task” tương ứng 63

4.4.7 Tạo các “Viewpoint” cho thấy trình tự thi công xây dựng 644.4.8 Cung cap đầu ra true quan 5 tt Sx SE 1111111 EE1E211115111 E11 18tr 654.5 Các kết quả thu được từ mô hình B.I.M - 5 cv srrreereye 674.6 KẾt luận c 1T 111111111151 E111 TT TT T52 HH HH HH Hư 108

Chương 5:

KET LUẬN CHUNG VA HUONG PHÁT TRIEN CUA LUẬN VAN5.1 Kết luận Chung oo c cc ccccccccccccceccccececcscscscececseseesvevsvececeesevesevesevessivevssevevenen 111

5.2 Đánh gia sự hiệu quả của công nghệ BIM cece eceeeceeeeeeees III

5.2 Hướng phát triển của luận văn S2 S22 1S E1 121121121 tren I12TÀI LIEU THAM KHẢÁO S11 E25 11111111111 81 181111118 reu 113

Hình 1.1: Quy trình thực hiện dự án theo B.L.M -cc 27c 2222222 cSssssssssa 1

Hình 1.2: Mức độ ứng dụng B.LM đối với quy mô dự án 5-2 cs sec scssrsre2 3Hình 1.3: Sơ đồ nghiên cứu dé xuất của luận văn - 5c c2 tcEEErerererrred 4Hình 2.1: Quy trình phát triển lên mô hình 4D của công nghệ B.I.M 7Hình 2.2: Quy trình phát triển lên mô hình 5D của công nghệ B.I.M 8Hình 2.3: Sự thiếu liên kết trong mô hình 3D CAD.Q ow cece cccececeeecseseeseseeeseereeeees 9Hình 2.4: Sự liên kết thống nhất trong mô hình 3D B.IM cece cess c2 2 eee 10Hình 2.5: Phan trăm các công cu B.I.M được các công ty xây dựng sử dung 15Hình 4.1: Phối cảnh 3D công trình khách sạn được nghiên cứu - 25Hình 4.2: Biểu đồ CPM - c c TT SE H1 n1 H1 H111 1g 28Hình 4.3: Biểu đồ Ganit - c1 TT E181 15111 18101181 11H11 110111 g 29Hình 4.4: Chi tiết câu kiện cột trong mô hình 3D B.I.M 5 ccce+ x2 30Hình 4.5: Chi tiết câu kiện đầm trong mô hình 3D B.I.M 55c c+2czxcsz2 30Hình 4.6: Chi tiết câu kiện vách trong mô hình 3D B.L.M - +2 <+scz x52: 31Hình 4.7: Chi tiết câu kiện san trong mô hình 3D B.I.M .- 552 ccsz x52: 31Hình 4.8: Chi tiết câu kiện cọc vây trong mô hình 3D B.I.M - 552cc s2 32

Hình 4.9: Mặt bang định VỊ COC cece cecceeccececeecccececceescecesecuceeseeauceseeseuteeeeeateeeetens 33

Hình 4.10: Mặt bang ging MON cece cececeeecceeevececesceesescevecsveseseseevseeeeeeeteeees 34Hình 4.11: Mặt bang sàn móng bè c9 SE S3 E151 152111151111 8 pH HH g 35Hình 4.12: Mặt băng cột — vách hầm 2 - 1 E11 E E111 121121121 111 t6 36Hình 4.13: Mặt bang sàn ham 2 L- + 2E 1E12115E1EE111151111111 110111 tkrre 37Hình 4.14: Mặt băng cột — vách hầm ] 6 SE 2 1112111112111 11 tk 38Hình 4.15: Mặt băng dam sàn hâm l E1 SE 1E 22111 12211211111 11 re 39Hình 4.16: Mặt băng cột tang trỆt - TT 111121 1111111511 11g ng 40Hình 4.17: Mặt bang dam san tang trỆt - 5 St E111 1121 E57115E51E151 1x1 rrg 41Hình 4.18: Mặt băng cột tầng lửng - 2S x21 E1 2E 111111151 E1 He Hi g 42Hình 4.19: Mặt bang dam san tang lửng + 2 E1 Sv SE E1 ưyn 43Hình 4.20: Mặt băng cột tang điển hình . - 2 S3 cxEEE SE E11 EErkryg 44

Hình 4.21: Mặt bang dam san tầng điển hình - - ncEEEE vs EErren 45

Hình 4.23:Hình 4.24:Hình 4.25:

Hình 4.27:Hình 4.26:

Hình 4.29: Hai lựa chọn giúp cập nhật thay đổi tiễn độ trong môi trường Navisworks

¬— 53Hình 4.30: Nhập va cập nhật mô hình 3D trong môi trường Navisworks 54Hình 4.31: Thẻ "Configure" cua plug-in “Timeliner” trong Navisworks 55

Hình 4.32: Thiết lập các “Task Types” mới không có trong mặc định của Navisworks

¬— 57

Hình 4.33: Tiến độ dự án với 3 cap độ WBS -L TT tư HH Ha 58Hình 4.34: Tương ứng với cau trúc thư mục “Selection Set” trong NavisWorks 58Hình 4.35: Cấu trúc thư mục “Selection Tree” trong NavisWorks : 59Hình 4.36: Tương ứng với cau trúc thư mục “Selection Set” trong Navisworks 62Hình 4.37: Tương ứng với cau trúc thư mục “Selection Set” trong Navisworks 64Hình 4.38: Các lựa chọn hỗ tro của thé “Simulation” trong “TimeLiner’’ 66Hình 4.39: Giai đoạn chuẩn bi mặt bằng trước khi thi công + cs+sczcsz2 89

Hình 4.40: Giai đoạn thi CONG COC VAY .c cà c2 222 Sa 90

Hình 4.41: Giai đoạn thi công giằng đâu cọc VAY .- -c- stcc vs EEreye 91Hình 4.42: Giai đoạn thi công giằng móng - - 11t EEEE SE 92Hình 4.43: Giai đoạn thi công sản ham 2 2-1 SE SEEEEE SE E1 re 93Hình 4.44: Giai đoạn thi công cột vách hầm 2 - 2Á SH TSg E111 51151 E ri 94Hình 4.45: Giai đoạn thi công dầm sàn ham Ì 2E 22t +E‡E‡EESEeErrerrksxes 95Hình 4.46: Giai đoạn thi công cột vách ham ] 5 2+E +2 SE +E£ESEESESErrerrksxes 96Hình 4.47: Giai đoạn thi công đâm san tầng trỆt - 5 St Ev+2E£EErrrsre 97

Hình 4.48:

Mặt bang dam san tầng sân thượng c2 SE 1 Errerekg 47Mặt bang dam sàn tầng máii - S21 1S 1 1121111 E11 1 E11 Em kreeg 48Quy trình làm việc đề xuất dé xây dựng mô hình 4D, 5D trong Navisworks

¬ eee eee e een E EEE EEE EE GEE; EE EEE GA AAGEE EEE SEEGAGEE EE EOE EGA G GEER EEE e cts DAG GEE EEE Stata EEE EEE: 49

Cách liên kết tập tin tiến độ giữa 2 phan mềm MS Project va Navisworks

¬ eee eee e een E EEE EEE EE GEE; EE EEE GA AAGEE EEE SEEGAGEE EE EOE EGA G GEER EEE e cts DAG GEE EEE Stata EEE EEE: 50

Liên kết “Task” giữa 2 phan mềm MS Project và NavisWorks 51Các dau công tác sau khi được liên kết trong môi trường Navisworks .52

Giai đoạn thi công cột tầng 1 cecceecccesceecceesecececueeeaeeeeseneneeans 98

Hình 4.50:Hình 4.51:Hình 4.52:Hình 4.53:Hình 4.54:Hình 4.55:Hình 4.56:Hình 4.57:Hình 4.58:Hình 4.59:

Giai đoạn thi công cột tầng lửng St s SE k2 1x 100Giai đoạn thi công dầm sàn tang điển hinh (lầu 1 — lâu 7) 101Giai đoạn thi công cột tầng điển hình (lầu 1 — lầu 7) ¿ 102Giai đoạn thi công cột lẦU 7 TT HT nn ST TH HH HH na 103Giai đoạn thi công dầm san tang sân throng ceeceeeeeeeeeeeeees 104Giai đoạn thi công cột tầng sân thượng -.- ceeecseeeeecseseeeeeeeeees 105Giai đoạn thi công dầm sàn tầng mái 25c tt SE‡EvEzEsxrxzered 106Biéu đồ Gantt và tình trạng của dự án - - cS2 S22 sskssssxes 107

Chi phi thi công từng dau công tác của dự ản 107

Biểu đồ dòng tiền tích lũy chỉ ra của dự án theo thời gian 108

Bang 1.1: Mục tiêu nghiên cứu của từng ø1a1 đoạn - 5< + +2+++++++<+c+sssa 6

Bang 2.1: Dinh nghĩa mức độ chi tiết của bản vẽ (nguôn: Bedrick, 2008) 14

Bảng 3.1: Các phần mém hỗ trợ lập tiến độ theo B.I.M - ccccccecszcxcxe2 20Bang 3.2: Các plug-in hỗ trợ ước lượng chi phí ceeteseeeeeeeeeeeees 22Bảng 3.3: Danh sách các phân mém hỗ trợ ước lượng chi phí - - 5+: 23Bảng 3.4: Danh sách các phân mém hỗ trợ chuyền đổi đối tượng từ bản vẽ 2D CAD

sang mô hình 3D B.L.M CC 12000112111 111111 1111111111111 10111111 1 vn 24

Bảng 4.1: Mã hóa đối tượng trong mô hình 3D B.I.M ¿52 2 cccc se erszcxcxs2 62Bảng 4.2: Khối lượng bê tông — ván khuôn COC! - c- St c St cEErrrsre 67Bảng 4.3: Khối lượng bê tông — ván khuôn cột: - 5: tt vs Errrsre 7]Bảng 4.4: Khối lượng bê tông — ván khuôn dam: +: 22v +32 £vEEerrrez 72Bảng 4.5: Khối lượng bê tông — ván khuôn sản: - - St SE vs +EzEErrrsre 73Bảng 4.6: Khối lượng bê tông — ván khuôn vách: + ccEv+x2xzEvErrrsre 75Bảng 4.7: Khối lượng thép cọc Vây: -. c : csS 1E E1 151111151111 1gp HH ng 75Bảng 4.8: Khối lượng thép cọc tải: - ccTS 11x E2E 5E 111111151 TH HH ng 75Bảng 4.9: Khối lượng thép cỘI: 5 c1 S 1 112112E1112511151111111 81tr Hưng 76Bảng 4.10: Khối lượng thép dam: + SE E1 EE5E 1E SE 151111 1E EEEEtkrre 77Bảng 4.11: Khối lượng thép sản: c2 S112 15E1EE511151151111 11111 tre 80Bảng 4.12: Khối lượng thép vách: + E11 E1 5E 152111151 111111 11011111 Et kg 81Bảng 4.13: Tổng hop khối lượng — chi phi COC? -.- ¿5 St cv +tzEsEerersre 81Bảng 4.14: Tổng hop khối lượng — chi phí COt 0 ecccceecceeeeeeeeesesesesesseseseeteeseees 82Bảng 4.15: Tổng hop khối lượng — chi phi dame ccccecceeeeseseseseeseseseeesereees 83Bảng 4.16: Tổng hợp khối lượng — chi phí sàn: ¿ ¿ sctstEEEvE+E+EzEererersre 85Bảng 4.17: Tổng hợp khối lượng — chi phí đầm + sản: -¿ 52c czezszcxcxs2 87Bảng 4.18: Tổng hop khối lượng — chi phi Vacht cccccecceeecseseseseeseseseeeseseees 89Bảng 4.19: So sánh về mặt chức năng giữa hai phần mềm . 252x552 110

Chương 1:

GIỚI THIỆU CHUNG

Quá trình thi công xây dựng chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố, các nhân tố nàytác động đến tất cả các giai đoạn khi dự án được triển khai gây ảnh hưởng đến tiếnđộ, chi phí của dự án Hiện nay, việc xác định mức độ ảnh hưởng của các nhân tốnày nham hạn chế tối thiểu mức độ ảnh hưởng này chủ yếu dựa nhiều vao thống kêvà ý kiến của các chuyên gia Vì vậy, kết quả thường có sự sai lệch khá nhiều so vớithực tế khi hoàn thành dự án

Khá nhiều nghiên cứu trước đây phân tích đến quá trình thi công xét ở nhiềugóc độ khác nhau để đo lường mức độ ảnh hưởng của các nhân tố này nhằm làmgiảm mức độ ảnh hưởng của các nhân t6 xâu và tăng mức độ ảnh hưởng của cácnhân tổ tốt Thực tế, những nghiên cứu này chi ra cách phòng bệnh cho các dự ántương lai dựa trên việc chữa bệnh đối với những dự án đã va đang thi công hiện tại

Tuy nhiên, những năm gần đây ngành công nghiệp xây dựng kết hợp với côngnghệ thông tin đã phát hiện ra rằng, gốc rễ của những van dé gặp phải trong thi côngnằm ở việc tạo lập + chuyển giao + khai thác thông tin Nếu thông tin được tạolập và quản lý tốt từ giai đoạn thiết kế thì khi đưa ra thực tế thi công sẽ giúp choviệc lên kế hoạch, lập tiến độ, giải quyết van dé chi phí một cách tốt nhất Dé giảiquyết van dé nay, công nghệ B.I.M (Building Information Model) ra đời, hoàn thiệntheo thời gian và thực tiễn xây dựng, B.LM cung cấp một không gian chức nănggiup người dùng can thiệp, tạo lập, khai thác dựa vào cấp bậc Công nghệ B.LM làcông nghệ mang tính tổng thể toàn diện, giải quyết gốc rễ vân đề gây ảnh hưởngxấu đến dự án trong từng giai đoạn ma dự án trải qua

MEP SYSTEMSENGINEERS

STRUCTURALENGINEERS

Hình 1.1: Quy trình thực hiện dự án theo B.I.M.

(nguồn: Autodesk Revit Brochure 2010)

B.I.M (Building Information Model) là công nghệ đang nổi lên trên khắp thégiới trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc, kết cau, và cả trong thi công xây dựng, quanlý vận hành công trình Công nghệ B.I.M cung cấp những thông tin va dir liệu tòanhà một cách chính xác và nhất quán, cung cấp, điều chỉnh các bản vẽ của tòa nhàmột cách trực quan Mô hình B.I.M làm tăng giá trị thông tin tòa nhà trong suốtvòng đời dự án bằng cách tạo không gian liên kết giữa chủ dau tư, tư van thiết kế,nhà thâu thi công

Trong suốt vòng đời dự án, các nhà thầu đóng một vai trò cực kỳ quan trọngtrong việc đảm bảo dự án chạy đúng tiến độ, được bàn giao vào đúng thời điểm vàchi phí nằm trong phạm vi ngân sách cho phép

Luận văn nay sẽ trình bày cách mà công nghệ B.I.M vận hành như thế nao vasẽ mang lại lợi ích gi cho nhà thầu trong việc dam bảo tiến độ và kiểm soát chi phí.Luận văn bắt đầu với một giới thiệu chung về công nghệ B.I.M và cách vận hành

khác nhau của công nghệ B.I.M so với công nghệ CAD (Computer Aided Design)

truyền thống, đồng thời đánh giá sự hiệu quả của các công cụ B.LM Tiếp theo, luậnvăn trình bay cách lập tiễn độ và ước lượng chi phí trong mô hình B.LM, đồng thời,cung cấp một trường hợp nghiên cứu thực tế được ứng dụng mô hình B.I.M choviệc lập dự toán chi phí và lập mô phỏng tiễn độ, chi phí của dự án Cuối cùng, luậnvăn sẽ cung cấp thêm các hướng phát triển tiềm năng của công nghệ B.I.M trong

Theo NIBS (National Institute of Building Sciences) (2007), “B.I.M là mô

hình thông minh có khả năng tính toán, trình bay tat cả những đặc trưng của tòanhà cả về mặt công nang, tính chat vật ly, thông tin của các yếu tố cau thành tòanhà trong suốt vòng đời dự án” Băng cách mã hóa đữ liệu, B.I.M cung cấp cái

nhìn trực quan các cau kiện của tòa nhà dưới dạng phăng 2D hoặc không gian3D đi kèm với các tham biến hàm chức năng chang han như vật liệu cấu thanh,mối liên hệ với các thành phan xung quanh, Cac nhà thiết kế làm việc cùngnhau dé sáng tạo nên mô hình, từng thành phan của mô hình này chứa thông tinvật lý lẫn thông tin chức năng Một mô hình được hoàn chỉnh là mô hình đã baogém tat cả các thông tin thuộc tất cả các bộ phận thiết kế kiến trúc, kết câu,MEP, thi công (tiến độ, chi phí ), quản ly vận hành trong suốt các giai đoạn của

vòng đời dự án.

1.1.2 Sự phát triển của B.I.M những năm gần đây

Sau nhiều năm phát triển và tong kết những kinh nghiệm, B.I.M đã đượcthừa nhận va phát triển rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng Theo baibáo của Young và các tác giả khác được xuất bản bởi McGraw Hill

Construction có tên là “B.I.M: Transforming Design and Construction toAchieve Greater Industry Productivity” (2008), nội dung bai bao được trình bay

dựa trên thông tin phỏng van bao quát hang trăm nhà dau tư, kiến trúc sư, kĩ sưthiết kế kết cấu, MEP, kĩ sư hạ tang, nhà quản lý dự án và các nhà thầu, mụctiêu của bài báo là xác định mức độ hiểu biết về B.I.M, giá trị mang lại củaB.LM va tầm ảnh hưởng của B.LM Dựa trên mức độ phan trăm sử dụng cácphan mém theo khuynh hướng B.I.M vào các dự án ma họ đã tham gia, kết qua

của nghiên cứu được chia thành 4 nhóm:

e Nhóm sử dụng ít (phan trăm sử dụng < 15%).e Nhóm sử dụng trung bình (phan trăm sử dụng < 30%).e Nhóm sử dụng nhiều (phân trăm sử dụng < 60%).e Nhóm sử dụng rất nhiều (phan trăm sử dung > 60%).Ngoài ra, bài báo còn trình bày mức độ các nhà thiết kế sử dụng phần mềmthiết kế theo B.I.M ngày cảng tang qua từng năm

Growth in BIM Use on Projects

Total % Projects 2008 Projected Total % 2009

350% 38% 45% 18% m Very Heavy

Users (>60%)L] Heavy Users

Hình 1.2: Mức độ ứng dung B.I.M đối với quy mô dự án

(nguồn: nghiên cứu của Young et al 2008)

1.2 Sơ đồ nghiên cứu của luận văn.

Bang danh sach vat tu

Khối lượng vật tư.Sai xót trong thiết kế

gitra các bên tham gia:

do, chỉ phi

Ban giao

công trình

Hình 1.3: Sơ đô nghiên cứu đê xuât của luận văn.

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu của nghiên cứu là ứng dụng được công nghệ BIM vào quá trìnhquan lý dự an cho nhà thâu (quan lý chi phí, tiên độ).

- Đánh giá sự hiệu quả của công nghệ BIM khi áp dụng vào từng giai đoạntrong thực tiên thi công và đánh giá hiệu quả của công nghệ BIM cho toàn bộ

- Các giai đoạn được ứng dụng công nghệ BIM để giải quyết các mục tiêu baogồm: lập kế hoạch, tao lập mô hình 3D, mô hình 4D, theo dõi và giám sát,khối lượng vật tư, và phân tích giá trị đạt được (Earned Value) Bảng dướiđây là một biểu đô giải thích các chỉ tiết của từng giai đoạn của dự án:

Các giai đoạn của dự án Triển khai chi tiết từng giai đoạn

Lập tiễn độ thi công

(chi tiệt tại mục 4.2)

- Xác định các đâu công tác cân được theo dõi vàđưa vào mô hình 4D đê quản lý các dau công tac

- Xác định tat cả các dau công tác năm trên đường

tới hạn (CPM) đê xác định thời gian hoàn thành dựán.

- Tạo các mã quan lý (ID) cho các dau công tác

- Tao các moc kiêm soát dự án có khoảng các gittahai môc là | tháng dé phục vụ cho kiêm soát dự án.

- Cần có sự tương ứng giữa ID trong dữ liệu tiến độ

với ID trong mô hình 3D.Mô hình 3D BIM

(chi tiét tai muc 4.3)

- Tạo một mô hình 3D có mã ID đại diện phù hopvới ID của các dau công tác trong tiên độ.

- Xác định khối lượng từng loại vật tư (phục vụ cho

mô hình 5D)Mô hình 4D BIM, 5D BIM

(chi tiệt tại mục 4.4)

- Thể hiện mô hình thi công các đối tượng của mô

hình 3D theo thời gian.

- Thể hiện khối lượng (5D) của mỗi loại vật tư được

tích luỹ theo thời gian.

- Hiển thị cả phan trăm hoàn thành của dau công tác

đang thi công va tông phân trăm hoàn thành của dựán.

Theo dõi và giám sát(chi tiệt tại mục 4.4)

- Thể hiện thời gian và chi phí thực tế của du án dựa

trên các hô sơ hình ảnh được trích xuât từ phânmém, hoặc video.

- Xác định khối lượng thực tế của vat tư.Khối lượng vật tư

(chi tiệt tại mục 4.4)

- Tính toán được khối lượng vật tư qua từng giai

đoạn thi công.

Phân (ích Earned Value(chi tiệt tại mục 4.4)

- Xác định chi phí của mồi đâu công tác từ câu trúcchi tiệt công việc.

- Xác định chi phí dự kiến của mỗi loại vật tư và

thời gian nhât định dé thi công hoàn thành dau côngtác.

- Tạo phân tích đồ họa để hiển thị kết quả.- So sánh giữa chi phí thực tế và khối lượng công

việc thực tê thực hiện được, với chi phí dự kiên và

khối lượng công việc dự kiến thực hiện.- Xác định tiến trình phát triển của dự án và 1á tri

tông thêBang 1.1: Mục tiêu nghiên cứu của từng giai đoạn.

1.4 Lợi ích mong muốn của đề tài

Đê tài được thực hiện với mong muôn giúp các chủ đâu tư, nhà thâu, các

đơn vị quản lý dự án có thêm thông tin về những công cụ mới được áp dụng

trong công tác quản lý dự án và cách thức các công cụ làm việc như thê nào

trong việc hỗ trợ nhà thâu quản lý các dự án của công ty mình mà cụ thê ở đâylà quản lý tiến độ và kiểm soát chỉ phí

Chương 2:

TONG QUAN VE B.I.M

2.1 Tinh kha dung của mô hình B.I.M.

Công nghệ B.I.M dai diện của sự phát triển của ngành công nghiệp xây dựngkhi phát triển từ mô hình 2D truyền thống sang mô hình 3D, rồi đến mô hình 4D(tiễn độ) và mô hình 5D (chi phí) chứa một hồ sơ dit liệu thông tin được thông quatrong suốt vòng đời của dự án Khả năng tương tác là một trong những khả năngđặc biệt quan trọng nhất của mô hình B.I.M, tạo điều kiện cho quá trình phát triểncủa dự án, sẽ được giải thích chi tiết trong phần này

Mô hình 3D B.I.M: Trong không gian hình học ba chiều, bất kỳ một đối tượngnào đều được thé hiện thông qua các thông tin hình học va phi hình học Có nhiềuloại mô hình 3D khác nhau trong mô hình 3D B.I.M tổng thể như:

- Mô hình thiết kế: g6m mô hình thiết kế 3D kiến trúc, mô hình thiết kế 3D kếtcầu, mô hình thiết kế 3D MEP

- Mô hình thi công: chia nhỏ các đối tượng của mô hình thiết kế thành các đốitượng đơn vi, tiễn hành thi công theo trình tự hợp ly,

Mô hình 4D B.I.M: Liên kết các đối tượng của mô hình 3D B.I.M với thờigian can thiết dé thi công hoàn thành đối tượng ta được một mô hình 4D B.I.M Môhình 4D B.LM cung cấp, hỗ trợ cho nhà thầu một cái nhìn trực quan hơn về tiến độcủa dự án trong quá trình lập kế hoạch thi công lẫn thực tế thi công

TIEN ĐỘ 30 BIM 40 BIM

Hình 2.1: Quy trình phát triển lên mô hình 4D của công nghệ B.I.M

Mô hình 5D B.I.M: Liên kết các đối tượng của mô hình 4D B.I.M với chi phícần thiết dé thi công hoan thành đối tượng ta được một mô hình 5D B.IL.M Mô hình5D B.LM cung cấp, hỗ trợ cho nhà thầu một cái nhìn trực quan hơn về chi phí củadự án trong quá trình làm dự toán, lập kế hoạch thi công lẫn thực tế thi công Thựctế, hai mô hình 4D B.ILM và 5D B.I.M không thé tách rời nhau, chúng bổ trợ chonhau giúp đơn giản hóa van dé quản lý dự án của nhà thâu.

: Type @ keyword or phrase

4 DataTools |

Ca File Options ịtm =2 m

= > Chi phi

| Tasks | Data Sources | Configure | Simulate | Tien độ !

[Space tae 38/9] |@zea#“|B]:: |#P-|(s: |s: els) BES IÌ== r (:j(®-j

l Planned | Planned |AC | Act) Task | | Qt 3, 2013 Qtr 4, 2015

[eee Name Kates | “oat ted be) Type [ma Total Cost = = octYo & Phẳnngâm = 1/4/2013 3/15/2013 NA 10 2,816,455,589 ˆ

lữ) © Thi công cọc vây cS 1/4/2013 2j2j2013 NỊA NỊA 669,475, 140.00 =

ở Cốt thép = 1/2013 1/31/2013 NIA NA Construct %5 3%6,691,/14000 |

gi Bê tông = 1/4/2013 2/2/2013 NIA MỊA Construct WS%t5 +2,784,000.00 he

cd} Ván khuôn == 2/3/2013 2j5j2013 NỊA NIA Construct ŸW5%ts 10,939,740.00

=m — ee or ee Perret os ,— ee

Hình 2.2: Quy trình phát triển lên mô hình 5D của công nghệ B.I.M.2.1.1 Vài nét về mô hình CAD va mô hình tham biến B.I.M

Mô hình 3D CAD đã được phát triển đầu tiên vào đầu những năm 1980, và các

tính năng cua mô hình 3D CAD được công nhận là một trong những tính nang cơ

bản nhất của mô hình tham biến (mô hình 3D CAD là mô hình khối hình học gồmnhiều đối tương chứa ba tham biến kích thước) Công nghệ 3D B.I.M là một cải tiếncủa công nghệ 3D CAD, ngoài ba tham biến kích thước hình học của đối tượng, cácđối tượng B.I.M cũng còn chứa các tham biến chức năng Phân này cung cấp một sựso sánh giữa hai mô hình 3D CAD và 3D B.LM dựa trên những đối tượng tương

ứng của hai mô hình.

Mô hình 3D CAD:

- Là mô hình mô tả hình dạng và kích thước với thông số kỹ thuật bằng cáchsắp xếp các đường “lines” để tạo thành các hình khối “solid models” Nói cáchkhác, mô hình 3D CAD là mô hình với những thông tin cơ bản là các thông sốhình học Ví dụ, với các câu kiện như dam, cột bê tông cốt thép, trên mặt bằngchúng được thể hiện băng các đường “line” khép kín, màu sắc của các đường“line” này được quy định thé hiện cho câu kiện dam hay câu kiện cột, vật liệucủa cầu kiện được thé hiện băng các thông tin ghi chú trên bản vẽ Nếu muốn

triển khai chi tiết hơn mặt cắt các câu kiện này chang hạn như mặt cắt bồ tri cốt

thép dam thé nào thì yêu câu người sử dụng phải hiểu biết về chuyên môn déthé hiện một cách chính xác

này.

Mô hình 3D B.LM:

- So với mô hình tham biến 3D CAD, các tham biến đối tượng trong mô hìnhBIM ngoài thể hiện các thông tin hình học của các đối tượng mà còn thể hiệncác thông tin phi hình học của đối tượng như thông tin vị trí, vật liệu, mối quanhệ không gian, mã xác định (ID), giá cả, nhà sản xuất, nhà cung cấp, đồngthời thể hiện quy luật liên kết chặt chế giữa các đối tượng Nói cách khác, cácđối tượng trong mô hình B.I.M là các đối tượng hình học thông minh do chúnglàm việc tương tác với các đối tượng liên kết với chúng Thay vì sắp xếp cácđường thăng “lines” tạo thành một khối hình học“solid models”, các nhà thiếtkế xây dựng các “họ đối tượng” với một bộ quy tắc các dữ liệu và thông tin liênquan để kiểm soát các tham biến đối tượng Các quy tắc được xác định là đínhkèm theo , song song với , và khoảng cách từ , cho phép các đối tượngđược tự động cập nhật nếu các thông tin thay đổi của thiết kế được nhập vàocác đôi tượng của mô hình Công nghệ B.I.M hỗ trợ tối đa cho quá trình sửa đôithiết kế khi mà những thay đổi được cập nhật tự động, đồng thời, làm giảmthiểu các lỗi và thiếu sót có thé xảy ra trong những thay đổi trong thiết kế CAD.Sau đó, mô hình mới cập nhật này được chia sẻ đến các bên liên quan trong

vòng đời của dự án.

Tài liệu bản vẽ

|

8 n: 8®' lật" ;*

ae = Mat bane dién hinh

Me tuah phat bien

Saisotthict kệ Khôi tượng, tien do

Hình 2.4: Sự liên kết thống nhất trong mô hình 3D B.I.M

(nguồn google.com)

- Các công cụ B.LM hỗ trợ sẵn các “họ” đối tượng ví dụ như “họ” đối tượngcửa đi, “họ” đối tượng tường, “họ” đối tượng cột, “họ” đối tượng san, “họ” đốitượng dam, Những đối tượng trong “họ” đối tượng này được thiết kế sẵn cáctham biến thông tin thiết kế => có thé sửa đổi được giá trị của tham biến thôngtin của đối tượng dé phù hợp với yêu cầu của mô hình thiết kế Bên cạnh đó,trên một số trang web như www.revitcity.com cũng cung cấp các đối tượng đãđược thiết kế sẵn theo công nghệ B.I.M và cho phép các thành viên gửi lên hoặctải về các đối tượng cân thiết Khi công nghệ BIM phát triển, càng nhiều các môhình đối tượng B.LM có sẵn để tải về trong tương lai, và các trang web nhưRevitcity.com sẽ trở thành một cơ sở dữ liệu của một mô hình B.I.M rất lớn.Ngoài ra, cơ sở dir liệu mở này khuyến khích các nhà sản xuất sản phẩm décung cấp cho mô hình B.LM các sản phẩm của mình trên các trang web, cácnhà sản xuất có thé sử dụng nên tảng mở này dé thé hiện cho các khách hangtiềm năng thấy các sản phẩm của minh Vì vậy, các nhà thiết kế có thé sử dụngcác mô hình đối tượng B.I.M có sẵn này thay vì thực hiên công việc thiết kế lạicác đối tượng BIM mà người khác đã thiết kế => giúp tiết kiệm được nhiều thờigian hơn cho các nhà thiết kế.

2.1.2 Khả năng tương tác, trao đối thông tin.Vòng đời của dự án liên quan đến các tổ chức có trách nhiệm và chức năngkhác nhau va không có công cụ B.I.M nào có thé hỗ trợ tat cả các chức năng canthiết ở tat cả các giai đoạn của vòng đời dự án Trao đổi dit liệu giữa các ứng dụnglà điều cần thiết dé các bên liên quan làm việc cùng nhau, vì ngoài thiết kế kiến trúccủa toa nhà, còn có thiết kế kết cấu, cơ khí, điện và hệ thống nước, phân tích nănglượng, chế tạo, dự toán chỉ phí, lập tiến độ và các hoạt động khác có liên quan Mỗicông việc đòi hỏi phải có một ứng dụng phần mềm khác nhau để hỗ trợ yêu câu củacông việc đó, do đó: việc trao đối dữ liệu ở cấp phần mém là khá can thiết TheoEastman và các tác giả khác (2008), thông tin mô hình có thé được trao đối giữa haicông cụ phần mềm theo bốn cách khác nhau:

- Liên kết trực tiếp giữa các công cụ B.I.M cu thể: thông qua một giao diệnchung liên kết các công cụ B.I.M với nhau để chia sẻ đữ liệu và thông tin trongmô hình Thông tin trao đổi từ mô hình có thể truy cập để xuất ra, sửa đôi hoặcxóa bỏ Giao diện chung này thường hỗ trợ các công cụ phan mêm tốt hơn và cóthé trao đồi thông tin giữa các công cụ phần mềm trực tiếp hơn, do đó, các nhàcung cấp phan mém ưa thích lựa chọn phương pháp tiếp cận liên kết trực tiếp.Tuy nhiên, giao diện chung này thường được thiết kế cho hai công cụ phanmém từ các nhà cung cấp phần mém khác nhau, vì vậy, giao diện chung nay đòihỏi sự đồng thuận giữa các nhà cung cấp phần mém Một khi sự đồng thuậnkhông còn, giao điện chung này sé không được duy trì hoặc tôn tai nữa

- Định dạng trao đỗi tập tin cấp độ độc quyên: là một phương pháp trao đổidi liệu dựa trên tập tin Các định dang tập tin này thường được phat triển bởichính các công ty tao ra phần mềm để hỗ trợ việc tương tác giữa các sản phẩmphan mém của riêng công ty họ Ví dụ, theo Eastman và các tác gai khác

(2010), định dạng DXF (Data Exchange Format) là một trong những định dạng

tập tin trao đổi độc quyên nỗi tiếng nhất, được giới thiệu bởi Autodesk Hạn chếcủa những định dạng trao đồi này là nó không thé hỗ trợ việc tương tác giữa haiphan mềm thuộc hai công ty khác nhau trừ khi các phần mềm của hai công tynày cũng phải hỗ trợ định dang này Vì vậy, sự phát triển của định dạng trao đối

này là phức tạp hơn, khó khăn hơn.

- Định dạng trao đổi cấp độ tổng quát: mô hình trao đổi dữ liệu mở IFC(Industry Foundation Classes) được phát triển dựa trên các định dạng mở và cáctiêu chuẩn quốc tế Theo NIBS (2007), mô hình trao đôi dữ liệu của IFC đã trởthành mô hình tiêu chuẩn quốc tế dé trao đổi dit liệu trong ngành công nghiệp

xây dựng Mô hình này giúp nâng cao khả năng tương tác giữa các công cụ

phần mềm Mô hình trao đổi dữ liệu của IFC tích hợp các tiêu chuẩn định dạng

của mô hình BIM Giới hạn của định dạng này là mô hình BIM phải tuân theo

các tiêu chuẩn tương tự như các định dạng trao đôi.- Định dạng trao đối dựa trên XML (Extensible Markup Language): TheoRefsnes (2009), XML là một ngôn ngữ đánh dấu được thiết kế để chuyển đồi vàlưu trữ dữ liệu Câu trúc XML là các giản dé có thé hỗ trợ cho việc trao đối dữliệu giữa các phần mềm khác nhau Giản đồ XML được phát triển nhăm thaythế cho mô hình IFC, qua đó giúp đơn giản hóa trao đổi dữ liệu giữa các ứngdụng khác nhau và để kết nối thông tin xây dựng mô hình thông qua WebServices Tuy nhiên, XML được dùng chủ yếu cho việc trao đôi một lượng nhỏdữ liệu giữa hai ứng dụng và không đủ mạnh để trao đồi thông tin phức tạp

(Eastman, 2008; Refsnes 2009).

- Tùy thuộc các giai đoạn phát triển của dự án, khả năng tương tác của B.I.Mcho phép các thành viên trong dự án thuộc các chuyên môn khác nhau có thể sửdụng một mô hình tổng quát ban đầu để xây dựng mô hình thuộc lĩnh vực của

mình, từ đó, cập nhật các mô hình thuộc các lĩnh vực khác nhau tạo thành mô

hình tổng chứa tat cả các thông tin chính xác và hoàn chỉnh Vi vậy, tat cả cáctố chức liên quan như đơn vị thiết kế, nhà thầu, chủ dau tu, có thé chia sẻ vànam bat những thông tin can thiết về công trình ở tat cả các giai đoạn trong suốt

vòng đời xây dựng.

2.1.3 Mức độ chỉ tiết LOD (Level of Detail).- Theo Bedrick (2008), mức độ chi tiết (LOD) của mô hình BIM trong xâydựng được định nghĩa là từng bước mà tất cả các đối tượng trong mô hình BIMphát triển đi từ mức độ thấp nhất là hình học khái niệm đến mức cao nhất làhình học chính xác như thực tế Năm mức độ chỉ tiết được xác định để mô tảcác mô hình BIM, được đặt tên từ LOD 100 đến LOD 500 gồm:

+ Hình học khái niệm: LOD 100.

+ Hình học gần đúng: LOD 200

+ Hình học chính xác: LOD 300.

+ Triển khai chỉ tiết: LOD 400

+ Như công trình thật: LOD 500.

- Bảng 2.1 cung cấp các định nghĩa LOD trong các giai đoạn dự án khác nhau(Bedrick, 2008) Khi dự án tiến triển, chi tiết các đối tượng của mô hình sẽđược đi đến một mức độ cao hơn và sự phong phú của thông tin cũng sẽ giatăng Do đó, đòi hỏi sự hop tác giữa tat cả các bên tham gia dự án như đơn vịkiến trúc, đơn vị thi công, Mỗi bên sẽ chịu trách nhiệm các thông tin trong môhình mà mình cung cấp dựa trên các yêu cau riêng

ora cạn LOD 100 LOD 200 LOD 300 LOD 400 LOD 500

Thiétké - Chưa thê xác |- Kích thước: |- Kích thước: - Bản vẽ thi |- Như thực tế

định được hệ| dài rộng | dài rộng | công câu | công trìnhlưới trục, diện | cao cua câu | cao của câu | kiện chứa| hoàn thành

tích, thể tích| kiện kiện các tham | sau khi thicông trình - Chức năng | biến như:| công

của cau | nhà sảnkiện xuất lắp đặt- Mối quan hệ | và các

không gian | thông tin cụcủa câu kiện | thê khác.

VỚI môi

trường xungquanh.

Lên tiễn độ |- Tổng thời gian Tiên độ thi - Tiến độ thi - Tiến độ thi

thi công hoàn| công dựa| công dựa| công chi

thành công| trên trìnhtự| trên trình| tiết baotrình thi céng| tự thi công| gồm biện

các hoạt| các đâu | pháp thi

động chính | công tác | công và

găng & các | máy moc

đầu công | thi công

tác phụ trợ.

Ước lượng | Udc lượng- Ước lượng |- Ước lượng |- Ước lượng |- Chi phí nhưchi phí tong mức đâu| chi phí dựa| chi phí dựa| chi phí dựa| lúc công

tư trên kích| trên kích| trên kích| trình hoàn

thước thước, thước, chức | thành.chung của| chức năng | năng mối

các cầu | mối quan| quan hệ

kiện hệ không | không gian,

gian cua} biện pháp

cầu kiện thi — công,

máy mócthi công củacau kiện.

Bang 2.1: Định nghĩa mức độ chỉ tiết của bản vẽ (nguén: Bedrick, 2008)2.2 Những phần mềm sử dụng trong B.I.M

Khi B.I.M phát triển thành một trong những công nghệ tiên tiến nhất trongngành công nghiệp xây dựng, các nha phát triển phần mềm déu cố gắng hướng mục

đích xây dựng sản phẩm của họ theo khuynh hướng B.I.M Một cuộc khảo sát được

thực hiện bởi Burcin va Samara (2010), với 424 công ty xây dựng ở Hoa Ky cho

thấy rang các công cụ B.I.M khác nhau đã được áp dụng trong ngành công nghiệpxây dựng Hình 2.4 cho thây thị phần của các công cụ B.LM khác nhau được sử

dụng bởi 424 công ty xây dựng Dựa trên cuộc khảo sát, các công cụ B.LM của

Autodesk được sử dụng rộng rãi nhất ở Mỹ với 54 % của những công ty xây dựng

sử dụng chúng ; Graphisoft ArchiCAD đứng sau với 10,7% và công cụ B.I.M củaBentley với 8 % ; công cụ B.I.M của Tekla và Vico được sử dụng 6,5% và 5,8%

trong những công ty xây dựng: các phần mềm công cụ khác như Innovaya ,Dprofiler, VectorWorks , cũng được sử dung bởi một phan nhỏ của các công tyxây dựng (Burcin va các tác giả khác, 2010) Các công cụ phần mém đã được sửdụng trong các giai đoạn khác nhau trong vòng đời dự án như thiết kế sơ bộ vànghiên cứu khả thi , bản vẽ thi công và lập dự toán, lên tiễn độ, và chia sẻ thông tin

và hợp tác giữa các bên liên quan.

Autodesk Revit Arch, Struct, MEP a 4) 624

Gehry Technologies Digital Project MB 3.1%

Solibri Model Checker MB 2.6%

Beck Technology DProfiler # 1.5%Dassault Systems CATIA # 1.4%

Synchro Project Constructor # 1.0%

Bentley Generative Components # 1.0%Nemetschek Vectorworks F# 0.9%

sử dụng công nghệ B.LM.

- Sau nhiều năm phát triển, gói Revit đã phát triển thành một sản phẩm có thểhỗ trợ nhiều chức năng trong quá trình xây dựng — Revit Architecture cho thiếtkế kiến trúc, Revit MEP cho thiết kế hệ thống điện, ống nước, cơ khí va RevitStructure dé thiết kế kết cấu

- Đối với việc lập tiến độ và kiểm soát chỉ phí, gói phan mém Autodesk

NavisWorks cho phép nha thầu sử dung để mô phỏng va quan lý quá trình thicông và gói phần mềm Autodesk Quantity Takeoff hỗ trợ ước nhà thầu trong

việc ước lượng chi phí, làm dự toán.

- Ngoài ra, Autodesk cũng đã phát triển các công cụ phần mềm khác như

Autodesk 3DS Max cho mô hình trực quan va Autodesk Inventor g1úp cho việc

trao đối dữ liệu ở mức độ kiểm soát cao hơn và nhiêu thuận lợi hơn Hầu hết

các công cụ phần mềm từ Autodesk có thé hỗ trợ nhiều định dang tập tin bao

gôm: DWG, DWF, DXF, IFC, AVI, ODBC, gbXML, BMP, JPG, Các chứcnăng hỗ trợ của các định dang tập tin nay cho phép san phẩm của nha phát triểnphan mềm này tương tác với các sản phẩm từ các nhà phát triển phần mềm

khác.Graphisoft:

- Graphisoft là một trong những công ty dau tiên tung ra thị trường các sảnphẩm theo công nghệ B.I.M Sản phẩm chính của Graphisoft là ArchiCADđược bán trên thị trường từ năm 1980 và chỉ là mô hình đối tượng theo địnhhướng hệ thống CAD chạy trên hệ điều hành Macintosh của Apple (Eastman va

các tác gia khác, 2008).

- Ngày nay, ArchiCAD có thể chạy được cả trên hệ điều hành của Apple và

Windows Một tính năng đặc biệt cua ArchiCAD là “Virtual Building Explorer’

giúp hỗ trợ làm “walkthroughs” tương tự như trong Revit ArchiCAD cũng baogdm một công cụ hỗ trợ chức năng phân tích năng lượng trên mô hình B.L.M.- Ngoài ra, Graphisoft cũng phát triển gói ArchiFM giúp cho quá trình quản lýđược thuận lợi Graphisoft cũng phat triển các thư viện đối tượng chứa thambiến cho người sử dụng với một kết nối (ODBC) cơ sở dir liệu mở Mô hìnhMEP cũng là một sản phẩm chủ chốt của Graphisoft, đó là phần mở rộng củaphần mềm ArchiCAD Tuy nhiên, các công cụ phần mềm vẫn còn có một sốhạn chế trong khả năng tương tác của mô hình tham biến mà ví dụ là: cập nhậttự động cho các đối tượng có liên quan không được hỗ trợ

Pham vi ứng dụng của B.I.M.

Như mục 2.1 cho thấy, mô hình B.I.M là dựa trên các tham biến của đối tượng

và tat cả các thông tin được lưu trữ trong các mô hình có thé được chia sẻ và tái sửdụng bởi các bên liên quan khác nhau trong suốt vòng đời của dự án Băng cách lưu

trữ và trao đồi thông tin của tòa nhà một cách tự động, mô hình B.LM có thê cung

cấp dữ liệu và thông tin của tòa nhà chính xác hơn Công nghệ B.I.M có thể được sửdụng trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau như thiết kế, phân tích năng lượng,phát hiện sai sót, dự toán chỉ phí và lập tiến độ thi công Những lĩnh vực ứng dụngtrong B.LM có thể giúp người sử dụng cải thiện thông tin, giảm thiểu sai sót, tiếtkiệm thời gian và chi phí Phần này sẽ giúp tìm hiểu cách ứng dụng BIM vảo từngø1aI đoạn cu thể khác nhau của vòng đời dự án

- Giai đoạn lên mô hình thiết kế 3D B.I.M: Mô hình thiết kế 3D B.I.M chứacác đối tượng với các tham biến chức năng của riêng mình cho phép kiến trúc sư,kỹ sư MEP, kỹ sư kết câu, tận dụng nhiều chức năng trên các mô hình xâydựng như nhau để sử dụng riêng của họ Với những thông tin và mô hình đốitượng chính xác, quá trình thiết kế mô hình 3D B.I.M được đây nhanh một cáchđáng kể Tính chính xác của thiết kế và khả năng cập nhật tự động khi có cácthay đổi thiết kế không chỉ giúp hỗ trợ tối đa cho các hoạt động tiếp theo như bóc

khối lượng, lên tiến độ, lập dự toán một cách chính xác nhất

- Giai đoạn phát hiện sai sót trong thiết kế: Các mô hình 3D B.LM thiết kếkiến trúc, kết câu, MEP, sẽ được tập hợp lại thành một mô hình lớn chứa tat cảthông tin của các đơn vị thiết kế Trong quá trình tập hợp lại sẽ phát hiện nhữnglối sai thông qua việc chạy phân tích lỗi sai “clash detection” trong Navisworks ,việc phát hiện các lỗi sai sót trong giai đoạn thiết kế sẽ làm giảm tranh chấp pháplý, giảm chỉ phí, đây nhanh quá trình thi công => rút ngắn thời gian xây dựng.- Giai đoạn lên tiến độ thi công: Việc thiết kế và tiến độ thi công có thể đượcđồng bộ bằng cách liên kết các đối tượng của mô hình thiết kế với tiến độ thicông của dự án Công việc này cho phép nhà thầu có thể chạy mô phỏng quátrình thi công trong môi trường Navisworks giống như thực tế công trình đangđược thi công ngoài công trường Chi tiết hơn về việc lập tiễn độ thi công sẽđược trình bày trong các phan sau

- Giai đoạn ước lượng chi phí xây dựng: Người làm dự toán có thé ước tính chiphí chính xác và đáng tin cậy thông qua việc tính toán tự động khối lượng cácđối tượng từ mô hình thông qua phần mềm Quantity Takeoff và có được mộtthông tin phản hôi chi phí nhanh hơn khi có những thay đổi trong thiết kế Ngoàira, phần mềm còn cung cấp thông tin cho tat cả các tổ chức có liên quan biếtđược các chỉ phí liên quan đến việc thiết kế trước khi các đối tương trong môhình được thi công ngoài thực tế Tuy nhiên, trong luận văn này, tác giả sẽ trình

bày việc ước lượng chi phí dựa vào quá trình tự động cập nhật và tính toán của

phan mém Revit để phù hợp hơn với quy trình làm dự toán ở Việt Nam Cácphân dưới đây sẽ trình bày chỉ tiết hơn về cách tính dự toán theo B.I.M của luận

văn này.

Chương 3:

MÔ HÌNH B.I.M VÀQUAN LY THỊ CÔNG.

Kỹ năng quản lý của nhà thầu trong quá trình thi công là trọng tâm của quátrình thi công Bat kỳ công việc hoặc quyết định nào của nhà thầu đưa ra trong từnggiai đoạn sé ảnh hưởng đến tiến độ và chỉ phí của toàn bộ dự án Một nghiên cứutrước đây tại Hoa Ky chỉ ra rang hon 30% trong tong chi phí xây dung bị lãng phimà nguyên nhân là do các bên liên quan không phối hợp tốt với nhau, lãng phí vậtliệu, năng suất lao động thấp Một trong những lợi ích của mô hình B.LM làgiúp hạn chế sự thiếu hiệu quả đề cập ở trên, qua đó giúp đây nhanh tiến độ và giảm

chi phí dự án Theo Gallaher và các tác gia khác (2004), ước tính chi phi lãng phí

này ở Hoa Kỳ là 15,8 triệu $/mỗi năm => do đó, ngành công nghiệp xây dựng ởHoa Kỳ đặt mục tiêu để làm giảm chỉ phí lãng phí này băng cách tạo ra một vòng

đời dự án đa tích hợp theo công nghệ B.I.M Trong chương này, việc ứng dụng mô

hình B.ILM trong quản lý thi công sẽ được trình bày mà đặc biệt nhân mạnh đếnviệc lập tiến độ, ước lượng chỉ phí và kiểm soát dự án

3.1 Tiến độ thi công trong mô hình B.I.M.- Mô hình tiến độ thi công 4D B.I.M là kết quả của sự liên kết giữa các đối tượngcủa mô hình 3D B.I.M với chiều thứ tư là thời gian thi công từng đối tượng củamô hình dé tạo nên tiến độ thi công trực quan hơn Việc sử dụng chức năng lậptiễn độ trong mô hình 4D B.IL.M giúp nhà thâu có thé dé dàng thiết lập tiến độ,đồng thời còn cung cấp cái nhìn trực quan hơn về toàn bộ dự án trước khi thicông thực tế

- Khái niệm về mô hình 4D lần dau tiên được dé cập bởi John Egan vào năm1998 Đến năm 2000, Koo và Fischer đã tạo lập một mô hình tiến độ thi công 4D

B.LM cho một dự án xây dựng trung tâm thương mại Koo va Fischer đã tìm

thấy sự thiếu sót trong hồ sơ tiến độ gốc của dự án, những sai sót trong trong việclập tiễn độ chi tiết và không thể cập nhật tiến độ Từ đó, Koo và Fischer đãchứng minh rằng mô hình 4D B.I.M có thể đánh giá hiệu quả của tiễn độ dự án

và đoán trước được sự cải thiện các công cụ 4D B.I.M trong tương lai.- Các thử nghiệm của Songer và các tác gia khác (2001), tập trung đánh gia tính

trực quan về mặt tiến độ dự án của các mô hình 3D/4D và kết quả là cung cấpbăng chứng định lượng chứng minh những lợi thé của mô hình 3D/4D B.LMtrong việc xem xét tiễn độ dự án Kamat và Martinez (2001), cũng đã chứngminh rang mô phỏng trực quan có thé cải thiện đáng kể hiệu quả trong tổ chức thi

công Clayton và các tác giả khác (2002), chỉ ra răng mô hình 3D khi được môphỏng trên máy tính cung cấp những hướng mới giúp nhà thầu dễ dàng nghiêncứu mỗi quan hệ giữa thiết kế và thi công các tòa nhà Heesom và Mahdjoubi(2004), dé xuất ba lĩnh vực nghiên cứu là: tính trực quan của mô hình tòa nhà,

quy trình tao lập và phân tích mô hình, thông tin liên lạc và sự hợp tác giữa cácbên liên quan.

- Năm 2006, Mallasi đưa ra khái niệm mới gọi là "không gian làm việc trực

quan" giữa các công việc đang được thực thi như thiết kế, thi công, quản lý vậnhành Công cụ mô phỏng 4D cung cấp một môi trường mô phỏng 4D động đểphân tích việc tắc nghẽn không gian làm việc khi các công việc được triển khai.- Năm 2007, De Vries và Harink mô tả một phương pháp lập tiễn độ thi công tựđộng và đưa ra một thuật toán dựa trên trình tự thi công các đầu công tac Gantt

của một mô hình toa nhà Jongeling va Olofsson (2007), cũng trình bày một

phương pháp giải quyết van dé dong chảy tiến độ bang cách kết hợp tiễn độ cơbản với mô hình 3D tạo nên mô hình 4D, bằng cách này giúp cải thiện những lợiich của mô hình 4D đông thời nâng cao hiệu quả của việc lập tiến độ

- Nam 2009, Young và các công sự tiễn hành các cuộc điều tra gồm hàng ngànngười tham gia thuộc các lĩnh vực như kiến trúc sư, kỹ sư, quản lý xây dựng,vv ở Hoa Kỳ để đánh giá giá trị thị trường của công nghệ B.I.M, kết quả chothấy gần 50% số lượng người trong ngành công nghiệp xây dựng đang sử dụng

công nghệ B.I.M Ngoài ra, theo như bao cáo của Park và các tac gia khác

(2011), một số chuyên gia giàu kinh nghiệm đánh giá rang mô hình lập tiến độ4D B.LM sẽ là phạm vi phát triển chính của mô hình B.I.M trong tương lai.- Trong phan sau đây, quá trình lập tiến độ dự án trong B.I.M sẽ được trình bày.Người dùng có thé chọn từ một loạt các công cụ phần mềm có chức năng hỗ trợdé lập mô hình 4D B.IL.M Do là:

+ Tích hợp tính năng 4D trong một mô hình 3D B.LM.

+ Hoặc xuất (export) mô hình 3D B.I.M sang công cụ có khả năng tạo lập môhình 4D B.L.M đồng thời nhập (import) hoặc tạo lập trực tiếp tiến độ vào công

cu này.

- Trọng tâm chính của phan này sẽ được trình bay dựa trên phương pháp thứ hai.Chỉ tiết cụ thể như sau: do những hạn chế của phương pháp thứ nhất là từngngười dùng phải tiến hành lập trình trực tiếp trong môi trường 3D trên chính máytính của họ (cụ thé là dùng ngôn ngữ lập trình C# trong môi trường Revit), từ đócác nhà phát triển phần mém tim ra một cách mới đó là tích hợp các chức nănglập tiến độ vào mô hình 3D (xem chi tiết các công cụ phần mém trong bang 3.1)

- Nói chung, các bước liên quan đến việc nhập (import) các mô hình 3D B.I.Mhiện có vào các công cụ phần mém 4D B.I.M, nhập (import) các tập tin (file) tiễn

độ được tạo ra bởi một công cụ phần mềm lập tiến độ như Primavera và

Microsoft Project vào công cụ phần mềm 4D B.I.M và sau đó liên kết tiến độ vớicác đối tượng liên quan trong mô hình B.I.M (hình 2.2), tuy nhiên, một số côngcụ phần mềm 4D B.LM có thể có chức năng lập tiến độ trực tiếp trong môitrường của công cụ 4D B.I.M mà không can nhập các tập tin (import file) tiến độ

tự bên ngoài vào Autodesk NavisWorks, ProjectWise Navigator , VisualSimulation, Synchro Professional và Tekla Structures là những công cu tạo lập

mô hình 4D dựa trên đối tượng, có nghĩa là tiến độ sau khi được nhập vào(import) sẽ được liên kết với các đối tượng của mô hình thi công Vico Control ditheo hướng khác với những phần mềm còn lại, nó là một công cụ lập tiến độ 4DBIM dựa trên nguôn tai nguyên Dé tính toán lập tiến độ, Vico Control sẽ liên kết

khối lượng của các đối tượng tới một “công thức” mà chứa thông tin về vật liệu,

nhân công, máy thi công và chi phí.Tên công Công ty phát

cụ phân triên phân Chức năng chính Website công tymém mém

Navisworks - Liên kêt mô hình 3D đên các

Autodesk , nth an , www.autodesk.com

Manage ứng dụng lập tiên độ của dự án.

ProJectWIse - Liên kêt mô hình 3D đên các Bentley , a gtk an , www.benfley.com

Navigator ứng dụng lập tiên độ cua dự án.Visual - Liên kêt mô hình 3D đên các Innovaya , AC QIẤ aA > , www innovaya.com

Simulation ứng dụng lập tiên độ của dự án.

Synchro Synchro l }ương tac liên kết 2 chiều de lập www.synchroltd.com

Professional tiên độ dự ánTekla - Liên kêt mô hình 3D đên cácTekla , AC gtk ano , www.tekla.com

Structures ứng dụng lập tiên độ cua dự án.

Vico - Tiên độ được lập dựa trên các

Vico Software ae R www vicosoftware.com

Control nguon tai nguyen.

Bảng 3.1: Cac phần mém hỗ trợ lập tiến độ theo B.I.M.- Hau hết các công cụ 4D B.I.M như Autodesk NavisWorks đều có thể cung cấpphối cảnh ba chiều của công trinh một cách trực quan nhất Phối cảnh 3D trựcquan của một khách sạn trong Autodesk NavisWorks được thể hiện trong hình4.1 Các đầu công tác (hiển thị ở dưới cùng của hình 2.2) được tạo lập bởi cácchức năng lập tiễn độ của MS Project rồi nhập vào trong NavisWorks và đượcliên kết với các đối tượng của tòa nhà trong mô hình 3D Sự kết hợp các đốitượng của mô hình 3D B.I.M với thời gian thi công hoàn thành đối tượng sẽ tạothành mô hình 4D B.I.M Những lợi ích của sự kết hợp này là:

+ Trong mô hình 4D B.LM, chúng ta thấy rõ được tình trạng của dự án ở bấtkỳ thời điểm nào, đồng thời cung cấp các mô phỏng bốn chiều trực quan của

+ Nhà thầu có thé liên hệ với các bên liên quan, phối hợp thời gian thi côngtheo dự kiến với các đối tượng của mô hinh dựa trên quá trình mô phỏng dựán Theo Eastman và các tác giả khác (2008), bằng cách cung cấp các môphỏng trong môi trường 4D B.I.M, nhà thầu có thể đảm bảo răng tiến độ thi

công có tính khả thi và hiệu quả.

+ Theo Hwang và các tác giả khác (2010), việc kết hợp này cho phép cập nhậtthời gian thi công thực tế được thường xuyên hơn, từ đó, phân tích tình trạngcủa dự án tại thời điểm hiện tại

+ Nhà thầu có thé xem xét bình đồ công trường dựa trên mô phỏng 4D trựcquan như sắp xếp nơi đặt văn phòng chỉ huy, vị trí của thiết bi,

3.2 Ước lượng chỉ phí thi công trong mô hình B.I.M.- Quá trình lập dự toán liên quan đến việc thực hiện tính toán khối lượng chotừng đầu công tác và ráp thêm dit liệu chi phí vào danh sách các đầu công tác.Quá trình tính toán khối lượng truyền thống được thực hiện bởi các nhân viêntính khối lượng dựa trên thông tin chi tiết được cung cấp trên bản vẽ CAD Điềunày buộc nhà thầu tốn kém cả thời gian và chỉ phí cho việc hoàn thành chỉ phí dự

toán cho một công trình Ngoài ra, vì do phụ thuộc tính toán của con người nên

các sai sót xảy ra thường xuyên trong suốt quá trình tính khối lượng Ngành côngnghiệp xây dựng có lẽ là ngành duy nhất mà nhà thầu phải báo giá hoàn thànhcông trình cho chủ dau tư trước khi công trình được phép bat dau thi công Dovậy, việc tính dự toán phải được thực hiện trước khi dự án bắt đầu và đòi hỏimức độ chính xác cao hơn trong suốt quá trình làm dự toán của nhà thầu

- Mô hình B.I.M ra đời với các đối tượng chứa những tham biến thông tin giúptính toán khối lượng từng đối tượng dễ dàng hơn và quá trình làm dự toán sẽchính xác hơn với ít lỗi và sai sót hơn Theo Rundell (2006), thời gian hoàn thànhdự toán dựa vào mô hình B.I.M chiếm từ 50% đến 80% thời gian hoàn thành dựtoán của cùng một dự án theo phương pháp truyén thống Kết quả thu được làmột bảng danh sách các đầu công tác với day đủ đữ liệu về chi phi được tích hợptrong mô hình B.L.M hoặc cũng có thé xuất ra dưới dang tập tin dữ liệu chi phi.Có 3 cách để tính toán khối lượng và ước lượng chỉ phí, cụ thể:

+ Xuất khối lượng từng đối tượng của mô hình đến phần mềm hỗ trợ ướclượng: Hau hết các công cụ phần mềm B.I.M đều hỗ trợ tính năng xuất dit liệukhối lượng dưới dạng bảng tính hoặc dưới dạng tập tin định dạng txt để từ đó

có thé xuất sang định dạng xls Theo Christofferson (2000), Sawyer vaGrogan (2002), Microsoft Excel là công cu tính toán phố biến nhất được sửdụng hiện nay Ví dụ, các kỹ sư thiết kế và các kiến trúc sư có thể sử dụngRevit dé dé dàng xuất các thông tin vật tư như khối lượng, đơn giá vào bang

tính MS Excel, do đó việc lập dự toán sẽ chính xác hơn Tuy nhiên, phương

pháp này đòi hỏi phải thiết lập đầy đủ các tham biến quan trọng của các đối

tượng.

+ Liên kết trực tiếp các công cụ B.I.M vào phần mềm hỗ trợ ước lượng: Phanlớn các phần mém hỗ trợ làm dự toán hiện nay đều cung cấp các plug-in đểliên kết với các công cụ BIM khác nhau thể hiện trong bảng dưới đây

Tên phân mêm Tên công ty | Trang web công ty

Success Estimator U.S Cost www.uscost.comGraphisoft Estimator | Graphisoft www graphisoft.com

Innovaya Innovaya www innovaya.com

Bang 3.2: Các plug-in hỗ trợ ước lượng chi phí.+ Sử dụng công cụ phan mém tính toán khối lượng chuyên dụng của B.LM:phần mềm này giúp nhập vào các dữ liệu từ các công cụ BIM khác nhau

Người dùng có thể chọn một công cụ tính toán khối lượng được thiết kế đặc

biệt cho nhu cầu của họ mà không cần phải tìm hiểu tất cả các tính năng cótrong một công cụ B.I.M cho (xem bảng 3.3) Những phan mềm tính khốilượng này thường bao gồm các tính năng cụ thể giúp liên kết trực tiếp với cáchạng mục, dau công tac, với đối tượng theo yêu cau va tạo ra bảng khốilượng trực quan Người sử dụng chỉ việc tập hợp các đối tượng trong mô hình,từ đó, kích thước của từng đối tượng sẽ được chuyển từ mô hình vào phầnmém tính toán khối lượng rồi sau đó nhập giá vật liệu, nhân công, máy thicông cho từng dau công tác, từ đó, giúp hạn chế thiếu sót các dau công táctrong việc lập dự toán, đồng thời, khi có các thay đổi như thay đổi thiết kế, thì cũng giúp dễ dàng cập nhật các thay đổi của mô hình liên kết với khốilượng các đối tượng trong bảng dự toán (Khemlani, 2006) Ví dụ: phần mềmAutodesk QTO có thé tu động trích xuất khối lượng dưới dạng thông tin danhmục từ mô hình dựa theo các đối tượng của mô hình và nó cũng cho phépchỉnh sửa khối lượng dựa trên chủ ý riêng của người làm dự toán Sau đó,bảng khối lượng có thể được xuất ra dạng các bảng tính MS Excel và ngườidùng có thé kết hợp với dữ liệu chi phí phù hợp Băng cách này, quá trình tínhtoán khối lượng có thé được hoàn thành tự động và phân loại các đối tượngdựa trên thông tin họ đối tượng "category" trên mô hình đối tượng Sau khitính khối lượng xong, người dùng cũng có thé thực hiện một số thay đổi trong

bảng khối lượng theo chủ ý riêng Một ưu điểm của phương pháp này là ngườidùng chỉ cần một lần cung cấp thông tin chi phi thi công một đối tượng chophần mềm, các thông tin chi phí này sẽ được tự động cập nhật đến các đốitượng khác trong cùng một họ đối tượng “category” Tuy nhiên, so vớiphương pháp liên kết trực tiếp các công cụ BIM vào phan mềm hỗ trợ ướclượng, phương pháp này có thé mat nhiêu thời gian hơn.

Tên phân mêm Tên công ty Trang web công ty

QTO Autodesk www.autodesk.com

Exactal Exactal www.exactal.com

Innovaya Innovaya www innovaya.com

Takeoff Manager Vico www.vicosoftware.com

OnCenter OnCenter www.oncenter.com

Bang 3.3: Danh sách các phần mém hỗ trợ ước lượng chỉ phí.3.3 Thảo luận về bản vẽ điện tử và bản vẽ giấy

- Mac dù công nghệ B.LM đang là công nghệ phát triển nhanh chóng trongngành công nghiệp xây dựng nhưng những định dạng bản vẽ xây dựng truyềnthống như bản vẽ giấy và vẽ CAD thông thường vẫn thống trị trong thực tế đặcbiệt là trong thi công Như đã được dé cập trong phân trước, so với các bản vẽtruyền thống, thiết kế BIM bao gồm các mô hình được xây dựng dựa trên đốitượng có chứa không chỉ các tham biến mà còn các quy tắc liên quan, thông sốkỹ thuật, một số đặc tính phi hình học và các tinh năng như loại vật liệu, vv Đểcó thé tận dụng hết khả năng của công nghệ B.I.M, người dùng nên từ từ chuyểnđổi từ thiết kế trong môi trường 2D CAD thành thiết kế trong môi trường 3DB.LM Quá trình chuyển đổi có thé khiến người dùng số lượng tốn đáng kể thờigian, nhưng công nghệ B.I.M có lợi cho người dùng bằng cách rút ngăn thời gian

dự án và giảm chi phi dự án Vi du, trong báo cáo của Young và các tác gia khác

(2009), Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) có kế hoạch xây dựng hệ thống xử lý chat nỗ

mới ở Texas trên điện tích 45.000 mỂ với chi phí dự kiến là 100 triệu USD Khi

quá trình thiết kế bản vẽ trên 2D CAD hoàn thành được 95%, DOE đã quyết địnhchuyên đổi thiết kế 2D CAD hiện có vào mô hình BIM Vi vậy, DOE mat bốntháng để chuyên đổi thiết kế, nhưng dự án đã hoàn thành với mức chi phí là 90triệu USD, tiết kiệm 10 triệu USD và thời gian hoàn thành dự án ngắn hơn saukhi sử dụng B.I.M Trong phan này, phương pháp để chuyển đổi các bản vẽ 2D

CAD thông thường vào mô hình B.LM sẽ được trình bày:

+ Các công cụ phần mềm (xem bảng 3.4) như Revit của Autodesk,

MicroStation cua Bentley va ArchiCAD của Graphisoft, có kha nang

chuyên đổi các đối tượng trong ban vẽ 2D CAD thông thường thành các đốitượng chứa tham biến trong mô hình 3D B.I.M Ví dụ Revit 2013 có thể nhậpvào hoặc liên kết với tập tin CAD bằng cách sử dụng công cụ “import CAD”hoặc “link CAD” với các thông tin hình học trong các tập tin CAD Bằng cáchsử dụng thông tin hệ lưới trục như một điểm khởi đầu trong việc tạo lập môhình B.LM, người dùng cũng có thể xác định các đối tượng khác trong môhình 3D B.I.M Một khi tat cả các dữ liệu đã được cập nhật lại vào trong môhình B.I.M, người dùng có thé tạo ra bảng khối lượng từ mô hình 3D B.LMvừa được chuyền đồi nay dé thực hiện dự toán của dự án

Tên sản phầm Tên công ty Trang web công tyRevit Autodesk www.autodesk.comMicroStation Bentley www bentley.com

Dprofiler Beck Technology www beck-technology.comArchiCAD Graphisoft www graphisoft.com

Bảng 3.4: Danh sách các phan mém hỗ trợ chuyển đồi đối tượng

từ bản vẽ 2D CAD sang mô hình 3D B.I.M

Chương 4:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ B.I.M (3D, 4D, 5D)

VÀO CÔNG TRÌNH THUC TIEN.

4.1 Giới thiệu sơ lược về công trình.Trong chương trước, phương pháp lập tiến độ và dự toán theo công nghệ B.I.Mđã được trình bày Trong chương này, một công trình thực tế theo mô hình B.I.M sẽđược sử dụng dé minh họa cho quá trình lập tiến độ và dự toán

Hình 4.1: Phối cảnh 3D công trình khách sạn được nghiên cứu.- Công trình thực tế là một tòa nhà khách sạn:

+ Địa điểm: 102-104-106 Lê Thị Hồng Gam, Quận 1, Tp Hỗ Chí Minh.+ Quy mô: hai tang ham, một tang trệt, một tầng lửng, bay tang lầu, một tang

sân thượng và một tầng mái

+ Chiều cao công trình: 34.8m

+ Tổng diện tích sàn xây đựng: 2511.31m/?+ Tường bao che ngoài là gạch kết hợp với cửa kính.- Tác giả sử dụng phần mềm Revit 2013 dé dựng lại mô hình 3D theo công nghệBIM Bước đầu tiên là xây dựng lại mô hình 3D B.I.M của tòa nhà từ các bản vẽ2D CAD Bước thứ hai là sử dụng mô hình 3D B.I.M của tòa nha này dé tínhtoán khối lượng các đối tượng dựa theo danh sách các đầu công tác trong hỗ sơmời thầu và sau đó ráp với chi phí để ước tính chỉ phí dự án 5D B.LM Bước thứba là liên kết các đối tượng của mô hình 3D B.LM với thời gian và chi phí thicông hoàn thành các đối tượng của dự án dé lap tién d6 thi công cua du an 4DB.LM Bước cuối cùng là tiến hành chạy mô phỏng tiến độ, chi phí qua từng giai

đoạn của dự án trong môi trường Navisworks Manage 2013 Mục đích chính của

nghiên cứu gôm hai phân:+ Nghiên cứu sự làm việc của công nghệ B.LM để kiểm soát tiến độ, chi phí

của công trình.+ Đánh gia tính hiệu quả của công nghệ BIM khi áp dụng vào từng giai đoạn

trong thực tiễn thi công và đánh giá hiệu quả của công nghệ BIM cho toàn bộ

Những phần mềm được sử dụng trong nghiên cứu:- Autodesk Revit 2013: Một công cụ thiết kế theo khuynh hướng B.LM hỗ trợthiết kế cho các kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, MEP, Autodesk Revit 2013 giúpngười dùng có thé xây dựng được ý tưởng thiết kế và cung cấp các cái nhìn trựcquan hơn về phối cảnh của công trình

- Autodesk NavisWorks Manage 2013: Một phan mềm hỗ trợ các nhà quản lýtrong việc xem xét tình đánh giá trạng tiến độ, chi phí của dự án từ lúc lên kếhoạch đến lúc thi công thực té ngoai công trường

Những giới hạn trong nghiên cứu này:

- Về mặt quy mô công trình: do hạn chế về cau hình máy tính nên quy môcông trình tương đối nhỏ

- Phân mêm được sử dụng trong nghiên cứu là những phiên bản mà nhà pháttriên phân mêm cung câp cho sinh viên nên còn nhiêu hạn chê.

- Do tac gia còn những hạn chê về việc hiệu hêt phân mêm nên nghiên cứu chỉdừng lại ở việc xem xét đánh giá tiên độ, chi phí của dự an trong quá trình thicông phân két cau của tòa nha.

Những giả thuyết đặt ra trong nghiên cứu này:- Giả định ngày bắt đầu và ngày kết thúc các đầu công tác trong tiễn độ theothực tế và lý thuyết.

- Giả định các đơn giá của các đầu công tác trong bảng dự toán.4.2 Tiến độ thi công xây dựng

- Tiến độ dự án được dé ra trong suốt quá trình thi công được thực hiện vathiết lập một mốc thời gian dé hoàn thành dự án Do vậy, can phải có một kếhoạch rõ ràng dé tat cả các bên tham gia hiểu các công tác cần phải được hoànthành Tiến độ dự án có thể thay đổi do nhiều nguyên nhân trong đó có thờitiết khắc nghiệt, thay đổi thiết kế, thiếu công nhân, lập kế hoạch kém, và thiểu

vôn.

- Phần mềm máy tính hỗ trợ cách lập tiễn độ dự án Tiến độ dự án là rất quantrọng đối với quá trình xây dựng, tiến độ dự án lớn có thể quản lý băng cáchchia nhỏ chúng thành những công tác riêng lẻ Dự án xây dựng bao gồm hàngngàn các công tác cá nhân sẽ được thực hiện trong quá trình xây dựng, tất cảđều được kết nối với nhau Các công tác khác nhau này làm cho việc lập kếhoạch một cách phức tạp và tốn nhiêu thời gian Tuy nhiên, chương trình máytính, chăng hạn như Primavera hoặc MS.Project, đã được tạo ra dé hỗ trợ việclập tiến độ hiệu quả hơn

- Tiến độ dự án được bao gồm các đầu công tác riêng biệt hoặc là năm trênđường tới hạn hoặc là không năm trên đường tới hạn Các công tác nằm trên

đường tới hạn là những công tác không có thời gian dự trữ, có nghĩa là nhà

thầu phải có thêm thời gian xây dựng trong để hoàn thành dự án Do đó, cáccông tác này cần phải được hoàn thành vào đúng với lý thuyết đề ra hoặc nếukhông, toàn bộ dự án sẽ bị chậm tiến độ Các công tác không năm trên đườngtới hạn có thời gian dự trữ, tuy nhiên nếu các công tác này không hoàn thànhđúng thời giancũng có thé trì hoãn tiến độ tổng thể Mỗi dự án có thé có hàng

chục ngàn các công tác cần phải được hoàn thành trước khi dự án được hoàn

thành, vì vậy điều quan trọng là phải xác định chính xác mối quan hệ giữa các