Quy trình công việc kỹ thuật và kiến ​​trúc được tích hợp như thế nào với sự trợ giúp của BIM

Quy trình công việc kỹ thuật và kiến ​​trúc được tích hợp như thế nào với sự trợ giúp của BIM
– Cập nhật kiến thức mới nhất năm 2023

Tác động của các quy trình Mô hình hóa thông tin tòa nhà, hay BIM, là một bước ngoặt trong lịch sử của ngành xây dựng. Quy trình thiết kế đã bị thay đổi bởi sự xuất hiện của công nghệ BIM, và cả lĩnh vực kiến ​​trúc và MEP (cơ khí, kỹ thuật, hệ thống ống nước) đã phải tự điều chỉnh theo các xu hướng quy trình thiết kế mới nổi. Theo truyền thống, kiến ​​trúc sư và kỹ sư xây dựng có quy trình thiết kế và tài liệu khác nhau. Những thực tiễn này đã được sửa đổi và tích hợp bằng cách sử dụng mô hình BIM.

Trong lĩnh vực thiết kế MEP, các phương pháp truyền thống để phát triển thiết kế 2D từ nhà thiết kế MEP thành mô hình 3D phối hợp của nhà thầu đang trở nên ít phổ biến hơn. Mô hình BIM chịu trách nhiệm chính cho sự thay đổi này và chúng tôi thảo luận về nguyên nhân của sự thay đổi này.

Phần lớn công việc kỹ thuật trong xây dựng tuân theo thông tin nhận được từ thiết kế của kiến ​​trúc sư, ví dụ như lưới cột cho thiết kế kết cấu hoặc sơ đồ trần cho thiết kế MEP. Thông tin kiến ​​trúc, chẳng hạn như hình học tòa nhà, sau đó được sử dụng làm đầu vào cho phân tích tải kết cấu, tải sưởi ấm và làm mát bởi các kỹ sư tòa nhà. Kết quả thu thập được từ phân tích như vậy sau đó được áp dụng cho kích thước yêu cầu của các bộ phận như đơn vị kết cấu, hệ thống sưởi ấm và làm mát. Số lượng và đặc điểm của các mối nối kết cấu và hệ thống phân phối MEP được tính toán để xác định tải trọng và kích thước kết nối, các yếu tố khung kết cấu, hệ thống ống dẫn và đường ống.

Trong một số trường hợp, kiến ​​trúc sư có thể phải từ bỏ các khu vực được thiết kế để đưa vào các thành phần MEP. Tại thời điểm này, bố cục thiết kế sẽ phải được sửa đổi trong khi vẫn duy trì các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà. Việc sử dụng các mô hình 3D phối hợp cho phép tích hợp MEP trong các kế hoạch xây dựng ở giai đoạn đầu. Do đó, quy trình làm việc dựa trên mô hình 3D đã trở thành một lựa chọn khả thi. Các mô hình được thiết kế bằng CAD có những lợi thế nhất định trong lĩnh vực thiết kế MEP, chẳng hạn như sau:

  • Các nghiên cứu cho thấy rằng các công cụ CAD 3D cải thiện chu kỳ phát triển từ 30-50%

  • Sử dụng mô hình 3D giúp giảm 30-40% các vấn đề không phù hợp

  • Thiết kế dựa trên 3D tạo ra ít sai số hơn

Do đó, việc sử dụng các mô hình CAD 3D giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc và giảm sai sót.

Thiết kế MEP thường liên quan đến một số lượng đáng kể các bên liên quan chịu trách nhiệm thực hiện suôn sẻ các giai đoạn khác nhau của kỹ thuật xây dựng. Các giai đoạn này thường bao gồm lập kế hoạch, thiết kế, phối hợp không gian, chế tạo, lắp đặt và bảo trì. Các nhóm tham gia thiết kế dịch vụ tòa nhà thường bao gồm các kỹ sư thiết kế (còn được gọi là kỹ sư tư vấn hoặc nhà thiết kế tòa nhà) và nhà thầu MEP. Đôi khi, một nhà chế tạo, người tạo ra các ống dẫn, ống dẫn, thang điện hoặc vòi phun nước với các mô-đun khung, cũng có thể tham gia vào quá trình thiết kế. Theo truyền thống, kỹ sư thiết kế làm việc với kiến ​​trúc sư để giám sát các dịch vụ chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm, thoát nước, chất thải, phòng cháy chữa cháy và bảo vệ. Trong trường hợp này, kỹ sư thiết kế tránh xa thiết kế không gian chi tiết về chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm, v.v. Chính nhà thầu MEP hoặc nhà thầu thương mại sẽ thực hiện các yêu cầu thiết kế không gian và lắp đặt. Sau đó, nhà thầu MEP phải phát triển thiết kế tư vấn thành giải pháp dịch vụ xây dựng sẵn sàng lắp đặt.

Có một số thách thức với quy trình làm việc này, chẳng hạn như:

  • Dữ liệu thiết kế, kiến ​​trúc và MEP phải được chia sẻ.

  • Thiết kế MEP được tạo ra bởi một kỹ sư/nhóm và được chi tiết hóa bởi những người khác.

  • Sơ đồ và kế hoạch có thể trình bày dữ liệu không nhất quán hoặc xung đột.

  • Thay đổi thiết kế có thể xảy ra sau khi hoàn thiện thiết kế.

Sự ra đời của mô hình BIM đã cung cấp một giải pháp cho những thách thức này, khi các thiết kế được chuyển đổi thành mô hình 3D và dữ liệu thiết kế ngày càng trở nên tập trung hơn và các thay đổi được thông báo cho các bên liên quan với tốc độ nhanh hơn. Với việc sử dụng mô hình BIM, năm tùy chọn quy trình thiết kế MEP khác nhau đã xuất hiện. Chúng như sau:

1. Thiết kế 2D phối hợp 3D BIM

Đầu ra thiết kế 2D, chẳng hạn như bố cục mặt bằng 2D, mặt cắt 2D và sơ đồ MEP, được nhà thiết kế tạo bằng các công cụ CAD 2D truyền thống và sau đó được chuyển cho Nhà thầu, người sẽ tạo mô hình Revit BIM phối hợp cho phép xác định và giải quyết xung đột trước công trường bắt đầu công việc.

2. Thiết kế 2D MEP và phối hợp 3D BIM

Bố cục thiết kế 2D được tạo bởi nhà thiết kế MEP – bố cục trình bày chi tiết mục đích thiết kế hơn là yêu cầu cài đặt. Các bố cục này sau đó được bàn giao cho nhà thầu thương mại MEP để phối hợp 3D chi tiết. Các mô hình kiến ​​trúc và kết cấu được cung cấp cho nhà thầu để cho phép phối hợp.

3. Thiết kế và phối hợp 3D BIM bởi các nhà thiết kế MEP

Các kỹ sư thiết kế tạo ra các mô hình Revit BIM phối hợp không gian với các thành phần được chỉ định thực tế của các dự án. Phối hợp dịch vụ kết cấu, kiến ​​trúc và MEP đã hoàn thành. Mô hình kết quả gần như đã sẵn sàng cài đặt. Thông thường trong một vòng kỹ thuật giá trị hoặc các yêu cầu lắp đặt hoặc chế tạo ưu tiên, nhà thầu MEP vẫn sẽ thực hiện các thay đổi cuối cùng.

4. Thiết kế và phối hợp 3D BIM bởi các nhà thầu MEP

Nhà thầu MEP chịu trách nhiệm thiết kế và điều phối. Trước đây được gọi là quy trình làm việc ‘thiết kế và xây dựng’, phương pháp này ngày càng trở nên phổ biến. Nhà thầu làm việc trên thiết kế và mô hình dựa trên các thông số kỹ thuật của khách hàng. Một bản vẽ phối hợp được tạo ra từ mô hình để lắp đặt hoặc chế tạo. Đây là phương pháp nhanh và tiết kiệm chi phí vì chi phí nguồn lực của nhà thầu thấp hơn so với chi phí của kỹ sư thiết kế. Khi anh ấy đưa ra các quyết định mua sắm và chế tạo cuối cùng, điều này cũng đặt toàn bộ quyền kiểm soát vào một nhóm, do đó hợp lý hóa phần nào quy trình.

5. Phối hợp 3D bởi tổng thầu

Các nhà thiết kế kiến ​​trúc, kết cấu và MEP 2D làm việc cho một tổng thầu. Nhóm cũng thường bao gồm các nhóm chi tiết xử lý sự phối hợp ở cấp độ của một nhà thầu thương mại MEP. Một mô hình 3D BIM được tạo ra để nhà thầu xem xét sức mạnh của mô hình và sự tuân thủ với thiết kế. Mô hình sau đó được kiểm tra xung đột.

Mặc dù có năm quy trình công việc MEP khác nhau, nhưng có một quy trình thiết kế kiến ​​trúc truyền thống, bao gồm ba giai đoạn cơ bản. Họ đang:

1. Thiết kế sơ đồ

Hình thức và chức năng không gian được kiến ​​trúc sư hình thành và chuyển đổi từ bản phác thảo thành mô hình 3D.

2. Phát triển thiết kế

Kỹ thuật viên CAD thêm kích thước, chi tiết và thông tin hỗ trợ cho mô hình 3D. Các bản vẽ cơ khí, điện, hệ thống ống nước và an toàn tính mạng được tạo ra. Việc sử dụng các thư viện bộ phận tiêu chuẩn và bao gồm dữ liệu thành phần được gắn thẻ sớm trong giai đoạn này cho phép các công cụ năng suất nâng cao bản vẽ xây dựng hoặc cửa hàng.

3. Hồ sơ thi công

Bản vẽ chi tiết chính xác thể hiện vật liệu xây dựng, bảng dữ liệu thành phần, thông số kỹ thuật và lịch trình vật liệu hoặc thành phần. Dữ liệu có thể được gán cho tường, sàn và vỏ bọc tòa nhà trong mô hình, cũng như thông tin về thành phần cốt thép và bê tông cốt thép và thông tin chi tiết về mảnh ghép.

Thấy rằng MEP và quy trình công việc kiến ​​trúc là khác biệt, làm thế nào để việc sử dụng công nghệ BIM tích hợp cả hai? Các công cụ mô hình hóa kỹ thuật BIM có thể tích hợp nội dung tòa nhà do kỹ sư thiết kế với các mô hình BIM kiến ​​trúc để phát hiện xung đột. Đây là cách:

Các nền tảng phần mềm xây dựng, chẳng hạn như BIM 360, sử dụng danh sách kiểm tra dựa trên đám mây để cho phép kiểm soát chất lượng, an toàn tại chỗ, theo dõi thiết bị và giám sát các nhiệm vụ. Các bên liên quan của dự án, chẳng hạn như người quản lý dự án, nhà thầu phụ, nhà thiết kế và kiến ​​trúc sư có thể truy cập, thay đổi và cập nhật dữ liệu. Các mô hình được thiết kế bằng BIM 360 có thể tạo tài liệu xây dựng 2D và phối hợp 3D MEP. Do đó, các nhà thiết kế MEP có thể lập kế hoạch thiết kế hiệu quả hơn nếu các dự án bao gồm mô hình 3D về các khía cạnh kiến ​​trúc và thương mại ngay từ đầu.

Vận chuyển Khứ hồi

Các mô hình kiến ​​trúc được tạo bằng BIM theo truyền thống không hiển thị phân vùng khối lượng và bề mặt theo không gian, điều cần thiết để xây dựng các gói phân tích năng lượng trong MEP. Revit MEP đảm nhiệm việc phân vùng lại các mô hình kiến ​​trúc thành các đơn vị có thể được phân tích cho các dịch vụ xây dựng liền mạch. Vì vậy, các công cụ tạo mô hình BIM cho phép vận chuyển khứ hồi dữ liệu tòa nhà từ mô hình kiến ​​trúc sang công cụ phân tích MEP và quay lại mô hình kiến ​​trúc với các thành phần kỹ thuật được phối hợp và tái tích hợp.

Một số khía cạnh của phân tích kỹ thuật có thể được tích hợp vào thiết kế kiến ​​trúc để giao tiếp tương tác tốt hơn với việc sử dụng các công cụ cụ thể. Sau đó, các kiến ​​trúc sư có thể nhận được phản hồi trực tiếp về các hiệu ứng MEP trong các thiết kế kiến ​​trúc của họ. Các công cụ cung cấp các khả năng này bao gồm các phần bổ trợ IES cho Revit MEP hoặc Revit Architecture. Việc mua lại chương trình phần mềm gần đây của Bentley và Autodesk đã giúp tăng khả năng tương tác, trong đó các kỹ sư có thể thích một gói phân tích cụ thể cho quy trình làm việc nội bộ nhưng bị hạn chế bởi bộ phần mềm tạo mô hình theo yêu cầu của các thỏa thuận dự án. Kích hoạt quy trình công việc đa nền tảng là nguyên nhân hàng đầu của việc thiết lập tiêu chuẩn Lớp nền tảng công nghiệp (IFC), hiện được biết đến nhiều hơn với tên gọi buildingSMART.

Quy trình công việc kiến ​​trúc và MEP tích hợp đang dần trở nên phổ biến trong giới thiết kế tòa nhà do sự phát triển công nghệ không ngừng. Với các nguyên tắc hướng dẫn tiêu chuẩn của IFC, kiến ​​trúc sư và kỹ sư MEP có thể sử dụng dữ liệu thu thập được từ các lĩnh vực khác để tham khảo trong khi điều phối và chia sẻ dự án. Cuối cùng, việc thu thập dữ liệu phân tích MEP ban đầu và triển khai mô hình hóa thông tin tòa nhà thành công có thể giúp các kiến ​​trúc sư thiết kế một dự án tích hợp có thể được thực hiện trong một quy trình xây dựng liền mạch.

Kết thúc

Ngoài các bài viết tin tức, bài báo hàng ngày của SEMTEK, nguồn nội dung cũng bao gồm các bài viết từ các cộng tác viên chuyên gia đầu ngành về chuỗi kiến thức Kinh doanh, chiến lược tiếp thị, kiến thức quản trị doanh nghiệp và kiến thức quản lý, phát triển tổ chức doanh nghiệp,.. được chia sẽ chủ yếu từ nhiều khía cạnh liên quan chuỗi kiến thức này.

Bạn có thể dành thời gian để xem thêm các chuyên mục nội dung chính với các bài viết tư vấn, chia sẻ mới nhất, các tin tức gần đây từ chuyên gia và đối tác của Chúng tôi. Cuối cùng, với các kiến thức chia sẻ của bài viết, hy vọng góp phần nào kiến thức hỗ trợ cho độc giả tốt hơn trong hoạt động nghề nghiệp cá nhân!

* Ý kiến được trình bày trong bài viết này là của tác giả khách mời và không nhất thiết phải là SEMTEK. Nhân viên tác giả, cộng tác viên biên tập sẽ được liệt kê bên cuối bài viết.

Trân trọng,

Các chuyên mục nội dung liên quan