.png)
BIM là gì?
Thiết kế xây dựng truyền thống chỉ được thể hiện bằng bản vẽ hai chiều trên giấy (với các bản vẽ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, chi tiết). Trong thế giới hiện đại năng động và liên tục thay đổi, cách tính toán, lưu trữ, quản lý thông tin cũng thay đổi và phát triển, mở ra một cuộc cách mạng kỹ thuật số trong ngành xây dựng, kiến trúc.
BIM (Building Information Modeling - Mô hình hóa thông tin công trình) là một quy trình liên quan tới việc tạo lập và quản lý những đặc trưng kỹ thuật số (được gọi là mô hình thông tin kỹ thuật số) trong các khâu thiết kế, thi công và vận hành các công trình.
BIM được khai thác và sử dụng không chỉ trong giai đoạn quy hoạch và thiết kế dự án mà còn kéo dài suốt vòng đời của công trình. Dựa trên một mô hình thông minh và được kích hoạt bởi nền tảng đám mây, BIM tích hợp dữ liệu đa ngành, tạo ra bản trình bày kỹ thuật số của một công trình trong suốt vòng đời của nó, từ lập kế hoạch và thiết kế đến xây dựng và vận hành.
Một “bản sao kỹ thuật số” đã được xây dựng trước khi công trình Trụ sở Tập đoàn Viettel khởi công (Ảnh: Viện Kiến trúc quốc gia - Bộ Xây dựng)
Thông tin do BIM quản lý được chia thành 2 loại: Thông tin hình học (Geometry 3D) gồm các kích thước dài, rộng, cao, vị trí của cấu kiện trong công trình như dầm, cột, sàn, cửa, cầu thang…; thông tin phi hình học (Data) gồm thông tin về đặc tính, thông số kỹ thuật của sản phẩm, hãng sản xuất, thời gian bảo trì bảo dưỡng, giá thành, nhà cung cấp.
Những thông tin được trao đổi và kết nối trực tuyến với nhau thông qua các phần mềm, để hỗ trợ cho việc quản lý và ra những quyết định liên quan tới công trình. Toàn bộ quá trình làm việc sẽ dựa trên cơ sở chia sẻ thông tin này, chúng luôn được cập nhật và bổ sung liên tục trong suốt quá trình phát triển dự án.
Mô hình thực tế Trụ sở Tập đoàn Viettel bao gồm thông tin hình học và cả những thông tin phi hình học (Ảnh: Viện Kiến trúc quốc gia - Bộ Xây dựng)
Quy trình số hóa hiện đại này cũng cho phép các bên liên quan lựa chọn và xem thông tin công trình chính xác giúp người xây dựng hoặc các bên liên quan tối ưu hóa hành động của họ. BIM giúp tạo ra các giá trị độc đáo gắn liền với từng tài sản của dự án, tối ưu hóa thiết kế, thi công, vận hành quản lý công trình. Đó là lý do vì sao mô hình BIM hiện nay đang trở thành một xu hướng mới và gần như là tiêu chuẩn bắt buộc trong ngành xây dựng trên toàn thế giới.
BIM được ứng dụng để lên phương án, thiết kế, thi công, vận hành và bảo dưỡng nhiều hạng mục công trình xây dựng hay cơ sở hạ tầng khác nhau, như hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải, hệ thống cung cấp điện, khí đốt, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống đường giao thông, cầu, cảng, nhà ở, căn hộ, trường học, cửa hàng, văn phòng, nhà xưởng...
Công trình Cầu Hoàng Văn Thụ (Hải Phòng) với ứng dụng BIM trên các phương diện: Kiểm tra thiết kế - phối hợp; kiểm tra thiết kế nội bộ; phối hợp đa hệ kỹ thuật 3D; Triển khai mô hình hóa các cấu kiện thép sản xuất trong xưởng (Ảnh: Chuyên trang An ninh Hải Phòng)
Các giai đoạn ứng dụng BIM
BIM được ứng dụng trong các giai đoạn như: lập kế hoạch; thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì công trình.
Các giai đoạn ứng dụng BIM
BIM cung cấp mô hình trực quan, từ đó hỗ trợ việc lập kế hoạch nhanh chóng và chính xác hơn. Một số ứng dụng BIM trong giai đoạn lập kế hoạch như: Xuất khối lượng các cấu kiện công trình để dự toán sơ bộ về chi phí; xem mô phỏng quá trình thi công để xây dựng thời gian triển khai; kết hợp hệ thống thông tin địa lý để đánh giá vị trí phù hợp để bố trí các hạng mục thi công, lên phương án thi công đảm bảo an toàn.
Trong giai đoạn thiết kế, BIM phát triển các mô hình thiết kế công trình; phân tích hệ thống xây dựng, kỹ thuật, kết cấu, hệ thống chiếu sáng, năng lượng, môi trường; rà soát thiết kế để tìm ra điểm xung đột và loại bỏ các lỗi. Các thiết kế được thực hiện thông qua BIM đều có sự liên kết với nhau. Khi một cấu kiện trong mô hình được điều chỉnh, phần mềm sẽ tự động thay đổi đồng bộ trên toàn thiết kế.
Dự án Nhà Quốc hội Lào do VNCC thiết kế đã được ứng dụng công nghệ BIM trong các hạng mục: Xuất bản hồ sơ; kiểm tra phương án thiết kế; phối hợp thiết kế 3D, xử lý xung đột; xuất khối lượng; mô phỏng thi công; thông tin thiết bị bàn giao và phục vụ bảo hành công trình
Ở giai đoạn xây dựng, BIM cho phép nhiều bên liên quan có thể tham gia và tạo điều kiện cho sự hợp tác. Việc trao đổi thông tin với các nhà quản lý dự án thông qua các công cụ thông minh, giám sát công việc xây dựng được thực hiện trên công trường, sự phối hợp với các nhà cung cấp và những người khác trong việc cung cấp chuỗi trở nên tinh gọn và hiệu quả hơn.
Sau khi giai đoạn xây dựng hoàn tất, việc triển khai các nền tảng ảo tích hợp công nghệ BIM có thể giúp quá trình vận hành và bảo trì diễn ra suôn sẻ và liền mạch hơn. BIM lưu trữ không giới hạn toàn bộ thông tin sử dụng trong quá trình thi công, giúp dễ dàng theo dõi tình trạng vận hành của công trình từ tổng quan đến chi tiết, đánh giá kịp thời, chính xác chất lượng công trình, thời gian, hạng mục cần bảo trì nhờ tính năng dự đoán & cảnh báo rủi ro.
Những loại mô hình BIM hiện nay
Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, BIM đã phát triển và tích hợp nhiều yếu tố mới, tạo ra các khái niệm như 3D, 4D, 5D, 6D, 7D. Các cấp độ này tương ứng với các giai đoạn ứng dụng BIM cũng như liên quan đến việc bổ sung và quản lý thông tin trong quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành, bảo trì công trình.
Các loại mô hình BIM
BIM 3D tạo ra mô hình hình học kỹ thuật số ba chiều được liên kết với thông tin liên quan đến các đối tượng, vật liệu, tính năng kỹ thuật và các yếu tố khác trong dự án xây dựng.
BIM 4D là mô hình BIM được tích hợp thêm yếu tố thời gian, giúp quản lý tiến độ thời gian trong quá trình thiết kế và xây dựng, cho phép nhà thầu tính toán và kiểm soát tiến độ thi công, nguồn cung và nhân lực trong quá trình thi công.
BIM 5D có thêm thông tin chi phí và hao phí, được ứng dụng để lập dự toán chi phí và kiểm soát vốn cho dự án trong quá trình xây dựng và vận hành.
BIM 6D mở rộng kiểm soát bao gồm cả yếu tố năng lượng trong và ngoài công trình, bao gồm các chỉ số năng lượng, nhiệt độ và ánh sáng của công trình, thông tin về lượng khí thải và tiêu thụ năng lượng để tính toán tối ưu hiệu quả năng lượng trong việc quản lý và bảo trì công trình.
BIM 7D được coi là mô hình BIM được mở rộng để tích hợp thông tin về các thiết bị sử dụng trong công trình với mức độ chi tiết cao, kết hợp với thông tin về quản lý trên toàn bộ vòng đời của công trình, bao gồm lịch sử, bảo trì và sửa chữa nhằm hỗ trợ bảo trì bảo dưỡng. Khi sử dụng cấp độ này, người thực hiện công trình có thể sử dụng nhiều thông tin và tính năng hơn để giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả trong quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành.
Ưu điểm của BIM
BIM giúp cho các bên liên quan trong quá trình thi công, kiểm tra, bảo trì và quản lý công trình có được một cái nhìn toàn diện về công trình đó, giảm thiểu được rủi ro và tăng độ chính xác. Do đó, BIM được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng để cải thiện hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Công trình Trụ sở Tập đoàn Công nghiệp – Viễn thông Quân đội (Viettel)
Một ví dụ tiêu biểu là công trình Trụ sở Tập đoàn Công nghiệp – Viễn thông Quân đội (Viettel). Đây được coi như viên gạch “chuyển đổi số” làm nền móng cho quá trình thay đổi trong lĩnh vực xây dựng. Đặc biệt, việc áp dụng mô hình BIM trên các phương diện như: lập mô phỏng bố trí công trường, kiểm tra thiết kế, lập bản vẽ chi tiết thi công, tích hợp dữ liệu phục vụ quản lý vận hành…đã mang lại hiệu quả giúp tiết kiệm thời gian thi công và chi phí đầu tư… Hầu hết các yếu tố kỹ thuật và vật lý kiến trúc đều được nghiên cứu và tính toán kỹ lưỡng, hướng tới các tiêu chí kiến trúc xanh và bền vững cho tòa nhà.
Các ưu điểm của BIM có thể kể đến như sau:
Dự án cầu Cửa Đại - Quảng Ngãi - Công trình với công tác ứng dụng BIM được thực hiện từ khâu mô hình hóa công trình theo hồ sơ thiết kế đã có, vận dụng các ưu điểm của công nghệ BIM để thực hiện kiểm tra thiết kế, phát hiện các sai sót khó nhận diện với công nghệ thiết kế hiện tại
Ngày 17/3/2023, Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà đã phê duyệt Lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng như sau: Giai đoạn 1: Từ năm 2023, áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp I, cấp đặc biệt của các dự án đầu tư xây dựng mới sử dụng vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công, và đầu tư theo phương thức đối tác công tư bắt đầu thực hiện các công việc chuẩn bị dự án. Giai đoạn 2: Từ năm 2025, áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp II trở lên của các dự án đầu tư xây dựng mới sử dụng vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công và đầu tư theo phương thức đối tác công tư bắt đầu thực hiện các công việc chuẩn bị dự án.
Nhà nước cũng khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng mô hình BIM trong hoạt động xây dựng sớm hơn thời gian quy định trong lộ trình. Những cơ sở pháp lý này hướng tới mục tiêu tăng cường hiệu quả trao đổi thông tin giữa cơ quan quản lý nhà nước, các kiến trúc sư, chủ đầu tư, nhà thầu thi công xây dựng, từ đó giúp nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế, xây dựng phương án tổ chức thi công, quản lý các nguồn lực, kiểm soát chất lượng thi công và vận hành công trình xây dựng hiệu quả hơn.
.jpg)
.jpg)
