BIM là gì? Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng BIM được Cnectdots chia sẻ dưới đây sẽ cung cấp cho người dùng cái nhìn chi tiết nhất về mô hình công trình gán thông tin BIM. 

Khi nhắc đến BIM, nhiều người sẽ nghĩ rằng, BIM đơn giản chỉ là một phần mềm, tuy nhiên trên thực tế, công nghệ BIM không chỉ bó hẹp trong việc diễn tả thiết kế kiến trúc hoặc tạo ra một mô hình ba chiều trình bày phối cảnh của công trình. Vây cụ thể BIM là gì? Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng BIM ra sao? Tất cả sẽ được bật mí ngay dưới đây?

Xem thêm:

1. 5 bước thiết lập một dự án phối hợp BIM

2. Công nghệ BIM ứng dụng trong quản lý dự án xây dựng như thế nào?

 Lịch sử ra đời của BIM

BIM ra đời vào đầu thập kỷ 70, khi đó, một công nghệ mới với thuật ngữ là Building Information Modeling (BIM) đã xuất hiện trong ngành công nghiệp xây dựng, công nghệ này sử dụng mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình.

Từ tiếng Anh Building Information Modeling (BIM) theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ là tên gọi được Autodesk đặt ra.

Trong đó, Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung cấp các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng, và BIM được phổ biến rộng rãi bởi Jery Laiserin_một chuyên gia phân tích công nghiệp người Mỹ, ông đã dùng BIM để mô tả mô hình không gian ba chiều thiết lập bằng công cụ máy tính để thể hiện các vật thể.

BIM trợ giúp quá trình trao đổi, chia sẻ thông tin của công trình bằng cách số hóa. Theo đó, các nhà tư vấn thiết kế, các nhà thầu xây dựng có thể sử dụng các phần mềm BIM để tạo nên một mô hình công trình trên máy vi tính, mà mô hình này sẽ giống hệt như công trình thực tế ở ngoài công trường. Các phần mềm người dùng có thể sử dụng là Autodesk Revit Architectural, Revit Structure, Revit MEP,…

Mô hình không gian ba chiều được liên kết với cơ sở dữ liệu thông tin của dự án, chúng thể hiện tất cả các mối liên hệ về không gian, thông tin hình học, kích thước, số lượng, cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận của công trình. BIM có thể được sử dụng như là một công cụ thể hiện toàn bộ vòng đời của một công trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng.

BIM là gì?

Không chỉ đơn thuần là mô hình 3D, BIM còn là tiến trình tạo dựng, sử dụng mô hình kĩ thuật số cho công việc thiết kế, thi công, vận hành dự án.

Phần mềm đơn giản chỉ là cơ cấu để tiến trình BIM được thực hiện. Công nghệ BIM chứa đựng những thay đổi mang tính cách mạng trong việc thông tin của công trình xây dựng được tạo ra, vận hành và sử dụng trong quá trình xây dựng. Với việc hợp nhất được thông tin từ tất cả quy trình từ thiết kế, vận hành, quản lý, giám sát nên BIM làm tăng hiệu quả sử dụng của các các thông tin có sẵn lên gấp nhiều lần.

Trong tiến trình hoạt động của mình,  BIM có liên quan mật thiết đến các bên tham gia dự án (kiến trúc sư, kĩ sư, nhà thầu, chủ công trình, quản lý thiết bị và tất cả những người góp sức dự án thông qua việc chia sẻ mẫu thiết kế. Do đó, chỉ cần một thay đổi nhỏ, BIM cũng sẽ cập nhật và thông báo cho các bên liên quan đến dự án.

Những mẫu thiết kế BIM là sự kết hợp giữa mô hình thông minh 2D, 3D trước đây để lập bản vẽ thiết kế công trình, cùng với các yếu tố ngoại vi như vị trí địa lý và điều kiện thực tế ở địa phương, cho đến dữ liệu ảo của công trình cung cấp nguồn cho mọi thông tin phục vụ việc thiết kế công trình.

Sự thông minh của công nghệ BIM được đưa vào vật thể bao gồm giá trị biến đồ họa xác định trước, thông tin phi đồ họa, cung cấp cho kiến trúc sư, kĩ sư cơ – điện – nước, nhà thầu khả năng biểu diễn hình học và mối quan hệ giữa các yếu tố công trình liên quan.

Các thông tin này khi đưa vào hệ thống dữ liệu tích hợp sẽ được cập nhật vào toàn bộ các bản vẽ thiết kế và danh mục của dự án. Khi dự án công trình có một thay đổi được phê duyệt và tích hợp vào mô hình kết quả của BIM, tất cả các góc nhìn đồ họa (sơ đồ, kiến trúc, chi tiết, và các bản vẽ cấu trúc khác), các thông tin phi đồ họa như tài liệu thông tin về kiến trúc và các danh mục sẽ tự động phản hồi và cập nhật các thay đổi đó.

 Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng BIM

Như đã đề cập ở trên, BIM được xem là công nghệ điển hình cho cuộc cách mạng hóa quá trình trình thiết kế và xây dựng dự án. BIM có thể để tạo ra mô hình hình học 3 chiều của một tòa nhà, hơn nữa chúng có thể được điều hướng như một trò chơi video và cập nhật một cách liên tục. Mô hình BIM cung cấp bản vẽ xây dựng điện tử hoặc bản in. Trong đó bản vẽ thể hiện số lượng đáng kể các chi tiết nhỏ nhất.

Dưới đây là ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng BIM, dựa vào đây, các nhà thầu có thể chủ động vận dụng cho phù hợp với công việc của mình.

- Ưu điểm khi ứng dụng BIM

+  BIM làm tăng khả năng phối hợp thông tin, tức là khi sử dụng công nghệ BIM, các bên liên quan như kỹ sư, đối tác, khách hàng, chủ đầu tư, nhà thầu có thể dễ dàng theo dõi và cập nhật thông tin một cách nhanh nhất.

+ BIM là mô hình kĩ thuật số mô tả công trình một cách thống nhất, chúng cải thiện đáng kể sự phối hợp thông tin ở các giai đoạn thiết kế, thi công cũng như toàn bộ vòng đời của công trình. BIM mang đến một cái nhìn tổng thể rõ ràng về công trình giúp các bên liên quan đưa ra các quyết định phù hợp, giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả công việc.

+ BIM tạo ra sự kết nối giữa các bên liên quan như kỹ sư, nhà thầu, chủ đầu tư (sự kết nối này không tìm thấy ở mô hình khác trong hoạt động thiết kế). BIM giúp cho các nhà thầu có thể ngồi lại bàn bạc với nhau về các vấn đề liên quan đến công trình trước khi bắt đầu bắt tay vào thi công.

+ BIM là giải pháp hoàn hảo để xây dựng các mô hình không gian ba chiều cho các thiết kế riêng biệt. Từ đó chúng giúp các nhà kiến trúc phát triển mô hình kiến trúc riêng (tư vấn kết cấu xây dựng, tư vấn điện, nước, cơ khí xây dựng mô hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, và điều hòa không khí). Các mô hình riêng biệt này sẽ được tích hợp vào một mô hình tổng hợp, thống nhất nên các kiến trúc sư, kĩ sư cơ – điện – nước, nhà thầu, chủ đầu tư ở mỗi khâu khác nhau trong vòng đời của công trình có thể biết được các thông tin, xuất thông tin từ nó hoặc chỉnh sửa thông tin trong đó.

+ Tất cả các thành viên, các bên liên quan của dự án xây dựng sẽ được làm việc cùng nhau trong không gian chung để tìm ra các xung đột giữa các bộ phận, cấu kiện công trình để tìm ra giải pháp cho các xung đột cũng như giảm thiểu tối đa các rủi ro.

+ BIM giúp cho quá trình thiết kế, vận hành có tính chính xác cao, giảm tối đa các chi phí phát sinh ở trên công trường. Đồng thời, những thay đổi trên mô hình BIM tổng hợp sẽ được tự động cập nhật trên các mô hình thành phần, trên các bản vẽ, bảng thống kê, tiêu chuẩn giúp các bên tham gia kịp thời sửa chữa hoặc tìm giải pháp giải quyết vấn đề.  

 + Việc sử dụng BIM cũng giúp cho công việc không bị chồng chéo lên nhau trong trường hợp hai nhà thầu khác nhau dự kiến lắp đặt thiết bị hoặc vật liệu trong cùng một không gian, đôi khi cùng một thời gian. Nếu không có BIM hoặc chủ thầu không tính toán kỹ, khi các nhà thầu lắp đặt thiết bị ở cùng một không gian sẽ xảy ra tình trạng chồng chéo lên nhau, khi đó, một nhà thầu sẽ phải dỡ bỏ vật liệu và lắp đặt lại hoặc phải đợi chờ để có được mặt bằng thi công. Tuy nhiên, nếu đưa các vấn đề về vào trong mô hình BIM thì chủ thầu có thể lường trước được các xung đột này và sẽ tìm cách giải quyết trước khi các công việc được tiến hành.

+ Với mô hình BIM, các thành viên của dự án có thể khám phá các phương án thi công khác nhau, trình tự thi công, hoặc tính có thể thi công được của các bộ phận công trình cũng như toàn bộ công trình. Nhờ việc BIM tạo ra được mô hình không gian 3 chiều với đầy đủ các thông tin về các bộ phận công trình từ hình dạng, kích thước, cho đến cấu tạo vật liệu, hoàn thiện nên các thành viên của dự án có thể dễ dàng tính toán khối lượng, dự toán cũng nhu theo dõi tiến độ của công trình.  

+ Bên cạnh đó, BIM còn có thể được sử dụng để khám phá việc bố trí mặt bằng của thiết bị cẩu lắp, vật liệu, các công trình tạm ở trên công trường để xây dựng kế hoạch thi công công trình giúp làm tăng giá trị và giảm lãng phí.

+ BIM cũng giúp cho quá trình thiết kế dễ hình dung hơn. Trong giai đoạn thiết kế ý tưởng, BIM được sử dụng để truyền tải ý tưởng thiết kế đến chủ đầu tư. Những hiệu ứng hình ảnh không gian ba chiều có trong BIM giúp cho công tác truyền tải ý tưởng kiến trúc hiệu quả hơn rất nhiều.

Không chỉ là ưu điểm về mặt thể hiện hình ảnh đẹp, BIM còn trình bày bản thiết kế một cách hoàn chỉnh và đầy đủ nhất về công trình cần xây dựng ( hình dạng, kích thước, cấu tạo vật liệu, hoàn thiện và các thông tin khác).

+ Với công nghệ BIM, chủ đầu tư có thể dễ dàng khái quát hình dạng của công trình, các khoảng không gian quan trọng, sự hòa hợp của công trình với cảnh quan xung quanh. Mặt khác, chủ đầu tư cũng có thể dễ dàng nhìn thấy được công trình thực tế của mình trong tương lai.

+ Không chỉ giúp chủ đầu tư hiểu được ý tưởng thiết kế một cách tốt hơn, BIM còn phản hồi thông tin đến nhà tư vấn kiến trúc để khi xảy ra vấn đề, kiến trúc sư có thể sửa đổi thiết kế cho phù hợp với  yêu cầu của chủ đầu tư. Ngoài ra, BIM còn được sử dụng để đánh giá nhiều phương án thiết kế khác nhau, giúp cho việc xem xét và ra quyết định được chính xác hơn.

+ Các mẫu công trình ảo được tạo ra trong tiến trình BIM rất có ích cho kĩ sư cơ-điện lạnh để tối ưu hóa cách bố trí hệ thống HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning: Nhiệt, Thông gió và Điều hòa không khí) với không gian hạn chế của công trình. Hoặc chúng cũng có thể thay thế bộ tuần hoàn khí ở phòng kĩ thuật, hoặc sắp xếp lại ống dẫn, khả năng xây dựng nên hệ thống HVAC ảo và mô phỏng ảo 3D nó có thể đảm bảo cho mọi thiết bị sẽ phù hợp khi lắp đặt.

+ BIM có tính linh hoạt cao bởi người dùng có thể dễ dàng để điều chỉnh thiết kế. Khi có một sự thay đổi ở mô hình BIM thì nó sẽ tự động cập nhật tất cả các bản vẽ thành phần mà bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi đó.

+ BIM cải thiện tính toán chi phí: BIM có thể đơn giản hóa và giúp việc tính toán chi phí do thông tin có tính chiều sâu và chính xác mà nó cung cấp. Mối liên hệ dễ dàng với vật liệu và số chi tiết lắp đặt có thể xuất ra từ mô hình có thể cải thiện tốc độ và độ chính xác của việc ước tính, đưa ra những thay đổi về kiểu dáng thiết kế. Do đó, các vấn đề về chi phí có thể được giải quyết một cách chủ động

+ BIM giúp giảm chi phí lắp đặt: trước khi quá trình lắp đặt tiến hành, BIM sẽ giúp xác định những chi tiết không thích hợp, ví dụ như các phần của bản thiết kế chiếm vị trí trùng nhau. Từ đó kiến trúc sư, nhà thiết kế có thể lên phương án điều chỉnh sớm hơn, tiết kiệm chi phí liên quan đến lắp ráp và lắp đặt.

- Nhược điểm của BIM

Tốn chi phí đào tạo và chi phí cho software: khi sử dụng BIM, người dùng cần được  đào tạo bài bản. Việc sử dụng phần mềm hỗ trợ tạo lập mô hình đi kèm các chi phí như cấp phép, chi phí mua phần mềm và đào tạo, vì thế, người dùng phải tốn một khoản chi phí cho BIM. Nếu nhà thầu muốn áp dụng BIM thì phải phải nâng cấp hệ thống máy tính của mình để sử dụng hiệu quả phần mềm BIM.

Cần chuẩn bị nhiều bước trước khi công trình được xây dựng: công nghệ BIM đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian chuẩn bị ở giai đoạn đầu của dự án. BIM sẽ không phát huy được hiệu quả  nếu như nhà thầu chỉ đơn thuần gửi kế hoạch công việc của riêng mình và sau đó tiến hành xây dựng. Điều tiên quyết là nhà thầu xây dựng phải làm việc với các nhà thiết kế và các nhà thầu khác để tạo ra mô hình hợp tác giữa các bên.

BIM có thể làm hỏng tiến trình mua sắm và xây dựng: Ưu điểm của BIM là những sự điều chỉnh có thể được thực hiện nhanh chóng, thế nhưng BIM cũng có thể làm hỏng tiến trình cung ứng vật tư và thi công xây dựng chung khi thời gian đặt hàng phải đợi chờ lâu.

Ví dụ, nhà thầu có thể cần phải đặt hàng vật tư dựa trên kích thước được ghi trong bản vẽ thiết kế mà từ khi đặt hàng đến khi nhận được hàng này có thể mất vài tuần hoặc vài tháng. Tuy nhiên nếu các nhà thầu khác nhập thêm thông tin công việc của mình vào mô hình trong quá trình đó, làm kích thước có sự thay đổi, thì nhà thầu đầu tiên có thể không có đủ thời gian để đặt hàng vật tư.