bao cao nckh (pdf.io)

1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MƠ HÌNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH CẦU 1.1 Tổng quan phát triển mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) giới 1.1.1 Khái niệm mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) BIM (Building Information Modeling) q trình tạo lập sử dụng mơ hình thông tin giai đoạn thiết kế, thi công vận hành cơng trình Phạm vi cơng trình Thành phần cơng trình Phá hủy Nâng cấp Thiết kế Quản lý Mua sắm Xây dựng Bàn giao/ sử dụng Hình 1-1: Tổng quan mơ hình thơng tin BIM [1] Client: khách hàng Civil Engineer: kỹ sư xây dựng Architect/ Designer: kiến trúc sư/ nhà Project Manager: quản lý dự án thiết kế Cost Consultant: tư vấn chi phí Structural Engineer: kỹ sư kết cấu Supply/ Manufacture: cung cấp/ sản Building Services Engineer: kỹ sư dịch xuất vụ xây dựng Contractor: nhà thầu Spec Consultant: tư vấn tiêu chí kỹ Sub - Contractor: nhà thầu phụ thuật FM Consultant: tư vấn quản lý dự án n BIM phục vụ công việc cho bên liên quan khác nhau, gồm: - Ứng dụng BIM cho chủ đầu tư (Owners) quản lý dự án (Facility Managements) - Ứng dụng BIM cho kiến trúc sư (Architects) kỹ sư cơng trình (Engineers) - Ứng dụng BIM cho nhà thầu (Contractors) - Ứng dụng BIM cho nhà thầu phụ (Subcontractors) nhà chế tạo (Fabricators) Mơ hình thơng tin (BIM) không thể chỉ hiểu những phần mềm Revit, Tekla, Navisworks…mà đó mợt quy trình trao đổi thơng tin hồn thiện: Từ giai đoạn thiết kế tạo dựng mơ hình cơng nghệ thơng tin 3D (hồ sơ vẽ, bảng tính, thuyết minh, dự tốn, ) đến thi công (quản lý khối lượng, lập biện pháp, an tồn lao đợng…) quản lý vận hành cơng trình (bảo trì thiết bị điện nước), sửa chữa - tu bảo dưỡng xuyên suốt vòng đời cơng trình Đây được coi mợt sơ đồ tóm tắt vòng đời một công trình kể từ lúc mới hình thành ý tưởng, thiết kế, xây dựng vận hành phá dỡ cơng trình Thể tất bên liên quan đóng góp vào hình thành cơng trình, thể liên kết trao đổi thông tin lẫn từ mợt cầu nới chung gọi tắt BIM Hình 1-2: Mơ hình tích hợp thơng tin.[2] Hình 1-3: Phát triển mơ hình BIM từ vẽ 2D [3] Theo cách thiết kế trùn thớng từ xưa việc tạo lập vẽ 2D yếu tố cần thiết Ngày xu hướng từ vẽ 2D thông qua phần mềm tạo dựng vẽ 3D người thiết kế tạo dựng nên khơng gian 3D cơng trình giúp cho việc đọc vẽ một cách dễ dàng hơn, không dừng lại đó người thiết kế còn tạo lập mơ hình thơng tin chung giúp cho việc trao đổi mơ hình thơng tin cơng trình được coi gần sát với cơng trình sau hồn thành - Building: cơng trình - Information: thơng tin + Hình học: kích thước dài, rợng, cao, khoảng cách giữa cấu kiện cơng trình dầm, cợt, sàn, cửa, cầu thang, mái… Hình 1-4: Mơi trường trao đổi liệu chung [4] + Phi hình học: thơng tin về đặc tính sản phẩm, thơng sớ kỹ thuật, chậu rửa lavabo từ nhà cung cấp nào, model sao, giá bao nhiêu, website description về sản phẩm… - Modeling: mơ hình (khi Model, Models), cần sử dụng phần mềm (BIM Tools) để tạo lập mơ hình thơng tin Tất dữ liệu liên quan đến mơ hình cơng trình đều được lưu trữ CDE (Common Data Environment) – môi trường trao đổi dữ liệu chung, nên thành phần tham gia xây dựng sẽ dùng dữ liệu cho giai đoạn từ thiết kế, thi cơng, hồn cơng giúp quản lý cơng trình tớt (Facility Management) Mợt sớ trình quản lý CDE phổ biến BIM 360, Buzzsaw hãng Autodesk, Trimble Connect hãng Trimble Mợt sớ BIM Tools hỡ trợ dựng mơ hình 3D phân tích kết cấu như: - Kiến trúc: Revit Architecture, ArchiCad, Grasshopper 3D, Rhinoceros, Lumion, Allplan Architecture - Vẽ mơ hình kết cấu: Revit Structural, Tekla, Allplan bridge … - Phân tích kết cấu: Robot Structural Analysis, Bentley, Staad pro - Cơ điện: Revit MEP, Cadewa… - Phân tích lượng: Equest, Energy +, Ecotect, GBS, Vasari… - Quản lý dự án: Navisworks Manage, TeklaBimsight… - Dự tốn: Vico, CostX… Mợt sớ ứng dụng cụ thể mơ hình thơng tin cơng trình BIM cho công ty xây dựng như: - Thiết kế kiến trúc: từ giai đoạn lên ý tưởng, phân tích lượng cơng trình - Thiết kế kết cấu: lên phương án thiết kế, phân tích sơ đồ kết cấu - Thiết kế điện nước: lên phương án thiết kế, tối ưu thiết kế (giảm va chạm, đảm bảo cao đợ, phân tích hiệu suất) - Bản vẽ Shopdrawing, thớng kê - Mơ trình tự thi cơng, lắp dựng - Phục vụ chế tạo cấu kiện - Quản lý tổng mặt bằng, đánh giá tính khả thi ngồi cơng trường, an tồn lao đợng - Virtual Reality, Augmented Reality, 3D Printing, 3D Scanning - Quản lý cơng trình, hệ thớng BMS Hình 1-5: Tiềm ứng dụng BIM Việt Nam Trước triển khai BIM, công ty cần chuẩn bị một số việc quan trọng giao thức (BIM Protocols), phần mềm (BIM Softwares), Thư viện (Components), mẫu (Templates), kế hoạch thực (BIM Execution Plan)… Dù nào, yếu tố chi phối lớn đến hiệu công việc người, cần người (Human) để sử dụng công nghệ (Technology) triển khai BIM theo quy trình (Process) BIM trung tâm ḿn triển khai BIM yếu tớ quan trọng được đặt lên hàng đầu người Do việc đào tạo một BIM Manager yếu tố quan trọng đầu Tiếp theo đó muốn xây dựng BIM mợt cách hiệu cần phải sử dụng cơng nghệ tiên tiến mợt quy trình triển khai BIM mợt cách tồn diện đồng bợ Một số đơn vị quản lý nhà nước có bước đầu chuẩn bị cho việc áp dụng BIM cho cơng trình tḥc ngành (như giao thơng, y tế, thủy lợi) Đặc biệt, Sở Giao thông vận tải TP.Hồ Chí Minh có bước tiên phong khuyến khích ứng dụng BIM vào tồn ngành giao thơng địa bàn thành phố Qua chia sẻ đại diện đơn vị ứng dụng BIM, có thể rút một số kết luận, đó cần xác định rõ mục tiêu áp dụng BIM vào dự án, tránh lựa chọn mục tiêu lãng phí nguồn lực Để những mục tiêu hiệu quả, khả thi nhất, với truyền tải thông tin thiết kế, đánh giá tính khả thi thiết kế, cần song song kiểm tra xung đột Bên cạnh đó, cần sử dụng ứng dụng, phần mềm tiện ích icloud, googledrive để lưu trữ dữ liệu thông tin Quan trọng một dự án áp dụng BIM phải có phương thức phối hợp tổ chức cuộc họp trực tiếp hàng tuần, qua mạng, tránh không thống quan điểm vẽ thi công Kế hoạch triển khai dự án BIM bao gồm tất nợi dung cần thiết để ghi lại q trình thực BIM cho dự án bao gồm: - Xác định mục tiêu ứng dụng BIM: Có nhiều ứng dụng BIM được triển khai từng giai đoạn khác dự án Tùy theo lực, mục tiêu lợi ích cần đạt được chủ đầu tư với dự án để có thể lựa chọn ứng dụng phù hợp Mợt sớ lợi ích có thể đạt được nhờ ứng dụng BIM từng giai đoạn có thể chỉ bao gồm: Giai đoạn dự án Các lợi ích đạt Nghiên cứu tính khả thi thi cơng thiết kế, Giai đoạn chuẩn bị thi cơng định hình q trình thi công giảm thời gian thi công Cung cấp thơng tin mơ xác thiết kế với mơ hình 3D Có phới hợp mơ công việc tất bộ môn Tăng đợ xác tính qn – vẽ 2D – từ giai đoạn đầu giai đoạn trình Giai đoạn thiết kế thiết kế Liên kết mơ hình xây dựng với cơng cụ phân tích lượng nhằm nâng cao hiệu sử dụng lượng tính bền vững Xuất khới lượng cho dự tốn chi phí Kiểm tra thiết kế bớ trí khơng gian Sử dụng cơng cụ mơ q trình thi công để đưa vấn đề có thể xảy ra, giúp đồng bộ hóa thiết kế kế hoạch thi công Phát va chạm cho phép phát lỗi thiếu sót vẽ thiết kế trước đưa công trường Giai đoạn thi công Sự phối hợp giúp bên phản ứng nhanh với vấn đề thiết kế cơng trường Tăng cường đồng bợ quy trình từ thiết thi công thông qua mô hình 3D tổng thể Giảm lãng phí triển khai tốt thiết bị thi công tinh giản, gọn nhẹ Mơ hình cung cấp thơng tin hệ thớng tòa nhà giúp hoạt động quản lý vận hành tốt Sử dụng mơ hình khơng gian hồn cơng sở dữ Giai đoạn sau thi công liệu ban đầu cho hoạt đợng bảo trì vận hành tòa nhà, cho việc trang bị lại sở vật chất tương lai Bảng 1-1: Ứng dụng BIM vào giai đoạn cơng trình - Thiết kế quy trình triển khai: Phát triển quy trình xác định rõ nhiệm vụ, chức năng, công việc từng bên tham gia, liên quan đến hoạt động phối hợp trao đổi thông tin, để đảm bảo công việc được thực nhanh chóng, xác hiệu - Trao đổi thông tin: Xác định loại thơng tin, mức đợ chi tiết, quy trình tạo thơng tin, kiểm sốt, phê duyệt trao đổi thơng tin dự án Các yêu cầu chia sẻ file sẽ thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng BIM dự án Tối thiểu kế hoạch triển khai cần bao gồm một mô tả: + Hệ thống file nhóm sẽ sử dụng để trao đổi, sát nhập mơ mơ hình + Lập tiến đợ tần suất cập nhật mơ hình kiểm tra va chạm + Các cơng cụ quy trình được 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 được yếu tố sở hạ tầng cần thiết để triển khai theo quy trình chuẩn bị nguồn chi phí đầu tư ban đầu tất bộ môn liên quan khác: người, đào tạo, phần mềm 1.1.2 Lợi ích mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) Những năm gần đây, nhờ phát triển nhanh chóng về khoa học cơng nghệ, nhiều công nghệ mới được phát triển được ứng dụng vào ngành xây dựng Những công nghệ mới này, mức độ khác nhau, giúp tăng suất lao đợng, tăng tính hiệu cơng việc, giảm lãng phí xây dựng Trong sớ đó mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) được học giả hàng đầu ngành xây dựng nhiều quốc gia đánh giá sẽ công nghệ chủ đạo ngành xây dựng nhiều thập niên tới Đồng thời có khả giúp lĩnh vực thiết kế, xây dựng quản lý cơng trình giải được vấn đề lãng phí, suất thấp thiếu hiệu tồn phổ biến BIM có thể giúp tiết kiệm được 5% tới 20% tổng chi phí đầu tư ban đầu có thể giúp tiết kiệm được tới 30% tổng chi phí vận hành bảo trì giai đoạn sử dụng.[5] Các đới tác chủ thể liên quan đến cơng trình xây dựng như: chủ đầu tư, nhà thầu, tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát, quan quản lý nhà nước, tổ chức tài - ngân hàng được kết nối với nhau, chia sẻ thông tin một cách xác, kịp thời hình ảnh trực quan 3D (trước thời gian in, chuyển đi, xem trực tiếp thông qua môi trường CDE) BIM giúp loại trừ gần triệt để xung đột về thiết kế trình xây dựng Kết đẩy nhanh tiến độ thi công, chi phí sửa chữa, giảm thiểu rủi ro trình thi cơng Thiết kế hợp lý BIM có thể phân tích đưa giả lập cho mơ hình thiết kế mợt cách nhanh chóng BIM quản lý dữ liệu mợt nơi trung tâm mơ hình, hữu ích śt giai đoạn thiết kế, thi cơng vận hành nên có lợi ích lớn trong: Quản lý thay đổi, giảm chi phí thi cơng, giảm chi phí quản lý vận hành FEASIBILITY CONSTRUCTIONS DESIGN FACILITY STARUP FACILITY RETROFIT OPERATIONS value of facility documentation Collaborative C BIM-based delivery process Integration of FM with back-office Setup of facility systems management database G E Loss of value due to handover recreation of infomation Update of facility management database D B A Traditionnal Design-Bidbuild,paperbased process Traditional facility management database process 1-5 year F Use of 'as-built' drawings for retrofit 20 plus year Disign and contructions Operation FACILITY LIFECYCLE Hình 1-6: Vịng đời cơng trình [6] Như hình ta thấy được rõ lợi ích BIM so với áp dụng quy trình trùn thớng Việc áp dụng quy trình trùn thớng qua nhiều giai đoạn chủn từ người qua người giấy (2D) làm cho thơng tin vị trí nút giao bị mát lớn đặc biệt việc chủn mơ hình 2D từ vẽ trường có nhiều điều sai lệch có thể thiết kế lại nên giai đoạn khởi động sở có thể bắt đầu lại từ 10 đầu Còn đới với mơ hình BIM giúp cho trình thực trở nên liên tục giai đoạn tiếp nối giai đoạn nên không bị mát giúp tiết kiệm được một khới lượng lớn chi phí thời gian BIM giúp tăng khả phối hợp thông tin (tăng hợp tác giữa bên có liên quan) mơ hình kĩ thuật sớ từ BIM mơ tả cơng trình mợt cách thớng nhất, nó có thể cải thiện đáng kể phối hợp thông tin giai đoạn thiết kế, thi cơng tồn bợ vòng đời (life cycle) cơng trình BIM cung cấp mợt nhìn tổng thể rõ ràng về cơng trình giúp bên liên quan đến dự án đưa định phù hợp, giảm thiểu rủi ro nâng cao hiệu công việc, bên tương tác mơ hình nên tớc đợ xử lí nhanh về phía trùn thớng phải tổng hợp người để sửa chữa nên phải gặp mặt nói chuyện dẫn đến mát về thời gian BIM cho phép hợp tác chưa từng có hoạt động thiết kế BIM tạo cho tất nhà thầu hội ngồi lại với làm việc về vấn đề trước bắt đầu xây dựng BIM được sử dụng để xây dựng mơ hình khơng gian ba chiều thiết kế riêng biệt Tư vấn kiến trúc phát triển mơ hình kiến trúc riêng Tư vấn kết cấu xây dựng mơ hình kết cấu Tư vấn điện, nước, khí xây dựng mơ hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, điều hòa khơng khí Tất thành viên dự án xây dựng sẽ làm việc với một không gian chung để tìm xung đợt giữa bợ phận, cấu kiện cơng trình, đồng thời tìm giải pháp cho xung đợt đó mợt cách thích hợp hữu dụng nhất, để tạo được một hệ thống vẽ thi cơng có tính xác cao, dẫn đến việc giảm tới đa chi phí phát sinh công trường Như vậy, với BIM thành viên dự án xây dựng không còn làm việc mợt cách tách biệt mơi trường riêng nữa mà làm việc khối thông tin thống cơng trình Những thay đổi mơ hình BIM tổng hợp sẽ tự động cập nhật mô hình thành phần, vẽ, bảng thớng kê, tiêu chuẩn… giúp trì tính thớng dòng thông tin Với việc sử dụng BIM, thành viên dự án có thể rõ ràng nắm bắt được thành viên khác làm với cơng trình một cách rõ ràng đó họ có nhiều ảnh hưởng đối với công việc thành viên khác Điều đặc biệt hữu ích trường hợp “chồng chéo về mặt lợi ích (stacking of trades )” có thể dẫn đến việc “xung đột” – khu vực mà hai nhà thầu khác dự kiến lắp đặt thiết bị vật liệu một không gian, một thời gian Trên thực tế, để giải tình ... thống quan điểm vẽ thi công Kế hoạch triển khai dự án BIM bao gồm tất nợi dung cần thiết để ghi lại q trình thực BIM cho dự án bao gồm: - Xác định mục tiêu ứng dụng BIM: Có nhiều ứng dụng... Conteccons cho biết, dự án “The Landmark 81” (dự án có quy mô lớn nắm giữ một số kỷ lục chiều cao cao 1.500 feet, xấp xỉ 461m, có mẻ đổ bê tông lớn Việt Nam thời điểm tại), BIM được ứng... phần khác Chi tiết sơ bộ dàn giải nhiệt cho khối bê tông cao 4m1 được đưa vào sơ đồ 3D để tìm rủi ro Lựa chọn vật liệu có độ bền cao, chịu được sức ép để làm cục kê thép Những khu vực