Ứng Dụng BIM Trong Xây Dựng Nhà Cao Tầng

Ứng dụng BIM trong xây dựng nhà cao tầng trải dài qua cả ba giai đoạn thiết kế, thi công và vận hành, chứ không gói gọn trong một mô hình 3D đẹp mắt.

Ứng Dụng BIM Trong Xây Dựng Nhà Cao Tầng Thực Chất Là Gì?

Ứng dụng BIM trong xây dựng nhà cao tầng là một chuỗi việc cụ thể nối tiếp nhau từ lúc lên ý tưởng đến khi tòa nhà đi vào vận hành, không phải một mô hình ba chiều dựng ra để trình bày. Mô hình chỉ là phần nhìn thấy được. Giá trị thật sự nằm ở việc các bộ môn cùng phối hợp đồng bộ trên một hệ dữ liệu.

Cần hiểu rõ: BIM không phải là một phần mềm tạo dựng mô hình 3D, vì một khối hình ba chiều thiếu dữ liệu và thiếu phối hợp thì chưa phải là BIM. 

Revit chỉ là công cụ tạo mô hình nằm trong hệ BIM, đứng cạnh Navisworks để phát hiện va chạm hay ETABS để phân tích kết cấu. Người làm chủ quy trình vẫn là kỹ sư, không phải phần mềm.

Với nhà cao tầng, độ phức tạp đến từ số lượng tầng lớn, hệ MEP dày đặc và yêu cầu thông thủy nghiêm ngặt. Một tầng điển hình được lặp lại hàng chục lần theo chiều cao, các shaft kỹ thuật chạy xuyên suốt từ hầm lên mái. Vì vậy, một sai số nhỏ về cao độ hay tọa độ ở một tầng sẽ nhân lên trên toàn bộ tòa nhà. 

Đây là lý do chủ đầu tư nên hiểu BIM chính là quy trình làm việc giữa các bộ môn thiết kế chứ không phải “công nghệ hiện đại” hay phần mềm dựng mô hình nhà cao tầng.

>>> Tìm hiểu thêm:Building Information Modelling Là Gì? Hiểu Đúng Về BIM

BIM Trong Giai Đoạn Thiết Kế: Dựng Mô Hình Và Phối Hợp Đa Bộ Môn

Ở giai đoạn thiết kế, BIM được dùng để tạo một mô hình giàu thông tin và để phối hợp kiến trúc – kết cấu – MEP trên cùng một nguồn dữ liệu. Đây là nơi phần lớn giá trị của BIM được định đoạt, bởi mọi sai lệch chưa được phát hiện ở đây sẽ theo hồ sơ ra đến công trường.

Thứ tự phối hợp có vai trò quan trọng. Kiến trúc và kết cấu dựng nên bộ khung không gian trước, sau đó MEP mới đưa hệ cơ điện vào theo bộ khung đã có. Điều kiện tiên quyết để các bộ môn ghép được mô hình với nhau là dùng chung một hệ tọa độ và một hệ cao độ. Khi tọa độ lệch nhau, việc phát hiện va chạm về sau gần như mất ý nghĩa, vì máy báo xung đột ở những chỗ thực ra chỉ do đặt sai gốc. Đây là chi tiết mà nhiều đơn vị ít để tâm, nhưng lại là yếu tố quyết định độ tin cậy của cả mô hình.

Mức độ chi tiết của mô hình, gọi là LOD, được chọn theo từng giai đoạn chứ không phải càng cao càng tốt. Tại Song Anh, hồ sơ thiết kế cơ sở thường ở mức LOD 250, còn hồ sơ thiết kế thi công nâng lên LOD 350 trở lên, một số hạng mục đạt LOD 400 tùy yêu cầu công trình. 

Riêng phần kết cấu, kích thước tiết diện được tính toán trong ETABS rồi mới dựng lại trong Revit, nhờ vậy mô hình phản ánh đúng phương án chịu lực thay vì chỉ là hình khối ước lượng. Mô hình ở giai đoạn này cũng phục vụ design review và phân tích phương án, giúp các bên cùng nhìn một thiết kế trước khi đóng hồ sơ. 

>>> Xem thêm:Thiết Kế Kết Cấu Với BIM Giải Pháp Tối Ưu Chi Phí Dự Án

Ứng Dụng BIM Để Phát Hiện Xung Đột Và Kiểm Soát Khối Lượng

Một trong những ứng dụng được chờ đợi nhất của BIM là phát hiện va chạm giữa các bộ môn và bóc khối lượng ngay trên mô hình. Ở nhà cao tầng, va chạm phổ biến nhất là giữa kết cấu và MEP, điển hình là đường ống hoặc ống gió vướng vào dầm, trong khi cột gần như không vướng. Những điểm này thường tập trung quanh shaft kỹ thuật và trần hành lang, nơi ba bộ môn cùng tranh nhau một khoảng không rất hẹp.

Việc soát va chạm thường chạy trên Navisworks sau khi ghép mô hình các bộ môn thành một mô hình tổng. Mục tiêu không phải là tìm ra thật nhiều va chạm, mà là xử lý chúng theo mức độ ảnh hưởng đến an toàn và vận hành. 

Phần mềm là công cụ hỗ trợ phát hiện xung đột kỹ thuật, còn kỹ sư mới là người quyết định nên hạ ống nào, nắn tuyến ra sao để vừa giữ thông thủy vừa thuận tiện bảo trì. Đây là ranh giới quan trọng nhất của một quy trình BIM nghiêm túc.

Song song, mô hình còn cho phép bóc khối lượng phục vụ dự toán. Khối lượng xuất từ Revit chỉ đáng tin khi mô hình được dựng đúng mục đích, đúng đối tượng và đạt LOD phù hợp, nếu không con số nhìn bề ngoài vẫn hợp lý mà thực chất đã sai. 

Cần hiểu đúng cụm tối ưu chi phí trong BIM: tối ưu nghĩa là an toàn, thi công được và phối hợp tốt, chứ không phải cắt bớt vật tư cho rẻ. 

Một phương án đi ống thiếu phối hợp có thể ăn mất vài chục centimet thông thủy mỗi tầng, nhân lên toàn nhà là một thiệt hại đáng kể về công năng. 

Với chủ đầu tư muốn đánh giá sâu hơn, bộ tiêu chí triển khai BIM đạt chuẩn là một thước đo hữu ích. Khi thiết kế đã được soát kỹ trên mô hình, các ứng dụng BIM chuyển trọng tâm sang giai đoạn đưa hồ sơ ra hiện trường.

BIM Trong Thi Công: Mô Phỏng Tiến Độ, Shop Drawing Và Biện Pháp

Sang giai đoạn thi công, BIM được dùng để liên kết mô hình với tiến độ, xuất bản vẽ chế tạo và lập biện pháp thi công. Đây là nhóm ứng dụng mà nhiều tài liệu phổ thông ít nhắc tới, nhưng lại quyết định việc một thiết kế tốt có được dựng đúng ngoài công trường hay không.

Ứng dụng dễ thấy nhất là mô phỏng tiến độ, thường gọi là 4D, khi mô hình được gắn với trục thời gian để hình dung trình tự thi công theo từng tuần, từng tầng. Cách làm này giúp Ban QLDA phát hiện sớm những đoạn chồng chéo nhân lực hoặc thiết bị, thay vì chờ đến lúc vướng mới xử lý. 

Trên cùng mô hình đó, kỹ sư còn lập được method statement, tức biện pháp thi công cho các hạng mục phức tạp, và mô phỏng những tình huống dễ xảy ra sự cố trước khi triển khai thật.

Từ mô hình, kỹ sư cũng xuất được shop drawing, bản vẽ chi tiết phục vụ chế tạo và lắp đặt, với độ khớp cao hơn nhiều so với cách vẽ tay từng tờ rời. Khi mô hình thay đổi, các bản vẽ liên quan cập nhật theo, nên hồ sơ giữ được sự nhất quán. 

Với chủ đầu tư, giá trị nằm ở chỗ giảm phát sinh và giảm khối lượng làm lại, hai nguyên nhân quen thuộc khiến công trình cao tầng chậm tiến độ và vượt ngân sách. Những gì đã được dựng đúng trong thi công sẽ tiếp tục theo tòa nhà sang giai đoạn cuối cùng và dài nhất là vận hành.

Ứng Dụng BIM Trong Vận Hành: Mô Hình Hoàn Công Và Dữ Liệu Tài Sản

Khi tòa nhà đi vào sử dụng, BIM được dùng để bàn giao một mô hình hoàn công và một bộ dữ liệu tài sản phục vụ quản lý vận hành. Đây là phần ứng dụng kéo dài giá trị của BIM ra cả vòng đời công trình, vượt xa khoảnh khắc bàn giao hồ sơ thiết kế.

Mô hình hoàn công, hay as-built, ghi lại tòa nhà đúng như đã xây, giúp ban quản lý tra cứu vị trí thiết bị, đường ống và thông số khi cần bảo trì. Đi cùng với nó là mô hình thông tin tài sản, nơi mỗi cấu kiện không chỉ mang dữ liệu hình học mà còn mang dữ liệu phi hình học như vật liệu, ngày sản xuất hay thời hạn bảo hành. 

Nhờ đó, công tác bảo trì có thể được lập kế hoạch theo vòng đời thiết bị thay vì chờ hỏng mới sửa. Để các bên cùng khai thác được dữ liệu này, mô hình thường được xuất ra định dạng IFC chuẩn, giúp việc bàn giao không phụ thuộc vào một phần mềm riêng lẻ.

>>> Xem thêm dự án thực tế từ Song Anh:Chung Cư Cao Cấp Cara River Park: Dấu Ấn Thiết Kế Tây Đô

Một số chủ đầu tư còn dùng mô hình để mô phỏng các kịch bản vận hành và đào tạo đội ngũ quản lý tòa nhà trước khi tiếp nhận. Cách làm này biến BIM từ một công cụ thiết kế thành một tài sản số đi cùng công trình trong nhiều năm. Khi đã thấy đủ các ứng dụng trải khắp vòng đời, câu hỏi còn lại là tất cả những điều đó quy về giá trị gì cho người bỏ vốn.

Ứng Dụng BIM Mang Lại Giá Trị Gì Cho Chủ Đầu Tư Nhà Cao Tầng?

Tổng hợp lại, ứng dụng BIM trong xây dựng nhà cao tầng mang về cho chủ đầu tư ba giá trị cốt lõi: giảm phát sinh khi thi công, kiểm soát tốt hơn chi phí và tiến độ, đồng thời giữ lại một bộ dữ liệu dùng được cho vận hành. Điểm chung của cả ba là chúng đến từ việc nhìn thấy vấn đề sớm trên mô hình, lúc chi phí sửa còn rất thấp.

Tuy nhiên, chủ đầu tư cần hiểu rõ: Phần mềm chỉ phát hiện và cảnh báo dựa trên dữ liệu được nạp vào, còn dữ liệu có đáng tin hay không lại do con người và quy trình quyết định. Một mô hình bắt mắt vẫn có thể che giấu sai lệch bên dưới nếu thiếu kỷ luật phối hợp. Vì vậy, giá trị thật của BIM không nằm ở việc sở hữu phần mềm, mà ở cách tổ chức dữ liệu và phối hợp giữa các bộ môn.

Tại Song Anh, ba bộ môn kiến trúc – kết cấu – MEP được tích hợp trên cùng nền BIM và Revit, đi kèm checklist kỹ thuật và quy định LOD cho từng cấu kiện. Cách tiếp cận tổng thầu thiết kế này giúp một phương án vừa an toàn, vừa khả thi thi công, vừa được phối hợp chặt từ bản vẽ sơ khai đến hồ sơ vận hành.

Để ứng dụng BIM tạo ra giá trị thực tế, dự án cần có sự phối hợp của nhiều vị trí, từ phát triển ý tưởng, triển khai mô hình, tính toán kết cấu, dự toán đến kiểm soát chất lượng hồ sơ. Song Anh hiện đang chào đón những ứng viên tài năng cho các vị trí: KTS Triển Khai Kỹ Thuật BIM, Họa Viên Revit, Kỹ Sư Kết Cấu, Kỹ Sư Dự Toán Nhà Cao Tầng, Kiến Trúc Sư Concept, Kiến Trúc Sư Concept Leader Level 3, Concept Manager, và Quản Lý Chất Lượng Thiết Kế QA/QC Manager. 

Các ứng viên có thể lựa chọn vị trí phù hợp tại mục: TUYỂN DỤNG để cùng Tổng Thầu Thiết Kế Song Anh tham gia các dự án cao tầng thực tế và phát triển chuyên môn trong môi trường thiết kế đa bộ môn.

—————————————— 

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG SONG ANH (SA)

Toà nhà Gia Định - 566 Quốc Lộ 13, Phường Hiệp Bình, (Thủ Đức) TP.HCM

Hotline: 0962 860 220

Email: songanh.cm1@gmail.com

Website: sa-corp.vn