بخشی از مقاله
سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)، راهکاری کارا در افزایش پایداری در معماری، از طراحی تا استفاده
چکیده
تکنولوژی مدلسازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling) یکی از روشهایی است که به دلیل امکان ایجاد پایگاه دادههای قوی برای ساختمان و اجزای آن و همچنین ایجاد و ارائه شناسنامههای اطلاعاتی غنی برای آنها، امکان اتخاذ تصمیمات بهینه جهت اجرای پروژهها در هر مرحلهای از انجام یک پروژه، کاهش چشمگیر زمان و هزینه مدیریت اجرایی و ساخت و ساز را فراهم آورده است. فناوری مدلسازی اطلاعات ساختمان به عنوان ابزاری قدرتمند در دست مدیران، معیارهای موفقیت پروژه را بهبود میبخشد؛ معیارهایی چون هزینه، زمان و کیفیت . با توجه به اثبات کارایی بالای این ابزار، در این پژوهش تلاش شده است تا علاوه بر بررسی چالشهای استفاده از این راهکار به بیان نقاط مثبت این سیستم در مدلسازی اطلاعاتی ساختمان در جهت افزایش پایداری پرداخته شود. در نهایت برخی از کارکردهای مهم، مفید و کاربردی استفاده از تکنولوژی نوین BIM برای دستیابی به اصول پایداری بر اساس مروری بر منابع مطالعه شده مورد بررسی قرار گرفته است..
کلمات کلیدی: سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان، توسعه، طراحی پایدار.
.1 مقدمه
ساخت و ساز، به عنوان یکی از مهمترین شاخههای صنعت، پیوسته با چالشهای جدیدی مواجه میشود زیرا انتظارات مصرف کنندگان و تعهدات قانونی بیش از پیش مشکل و توان فرساست. امروزه، انتظار میرود که ساختمانها با قوانین توسعه پایدار هماهنگ باشند، بدین معنی که آنها باید در سه حوزه با اهمیت پیشی گیرند: عملکرد اجتماعی، عملکرد اقتصادی و عملکرد محیطی. دو مساله نخست در صنعت ساخت و ساز به مدت زمان طولانی وجود داشته است. کارشناسان ساختمان با آنها آشنا هستند و حداقل دانشی اساسی در مورد نحوه ارزیابی راه حلهای احتمالی در بافت آنها، کاربرد محاسبات یا علم حضوری و نحوه واکنش برای تحقق نتایج مطلوب، دارند. (Adamus, 2014) با این وجود عملکرد محیطی به وضوح به خوبی درک نشده است.
معماری پایدار نوعی از طراحی است که نیازهای حال حاضر را بدون به خطر انداختن منابع نسل آینده طراحی کند. این نیازهای طراحی عبارتند از نیازهای انرژی، گرم کنندهها، خنک کنندهها، نور پردازیها و تجهیزات ساختمانها . با توجه به روند رو به رشد استفاده از فناوریهای نوین در طراحی و صنعت ساختوساز استفاده از مدل سهبعدی BIM که مراحل طراحی، ساخت و بهرهبرداری یک پروژه را به طور کامل شبیه سازی میکند و نیز مدلهایی جهت پیشبینی مصرف انرژی، میزان تولید گازهای گلخانهای CO2، استفاده از نور روز، استفاده از آب، تهویه طبیعی و دیگر مدلهای تحلیلی ارائه میدهد در روند دستیابی به یک ساختمان پایدار بسیار مؤثر است (ابراهیمی و شاکری، .(1392
نیل به پایداری در پروژههای عمرانی بدون اصلاحفرآیندِطراحی و ساخت و بهبود کیفیت محصولات پروژه امکانپذیر نمیباشد. در سالهای اخیر، ظهور فناوریهای نوین،نویدِافزایش بازده، کاهش هزینهها، بهبود کیفیت خروجی های پروژه و افزایش تولیدات را برای
1
صنعت ساخت و ساز به همراه داشته است؛ مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM از جمله مهمترینِ این فناوریها میباشد (شاه حسینی و همکاران ، .(1392
ویژگیهای خاص BIM آن را به روشی مناسب برای تحقق ساخت پایدار تبدیل میکند. و تاثیر مثبتی بر سه رکن پایداری دارد. نخست، با توجه به ابعاد اقتصادی، کیفیت بهتر اطلاعات به کاهش هزینه منجر میشود. گزینههای متعددی را میتوان در مراحل اولیه طراحی پروژه مورد تجزیه و تحلیل قرا داد که بهرهوری و تصمیمگیری را بهبود میبخشد. ثانیاً، در رابطه با ابعاد اجتماعی، تحلیل مبتنی بر BIM و شبیه سازی امکان ارزیابی پارامترهای مختلف مانند روشنایی را فراهم میکند که به بهبود شرایط کار و زندگی منجر میشود. این ارزیابیها بدون استفاده از ابزار مبتنی بر BIMپیچیده است. ثالثاً در رابطه با ابعاد محیطی، نرم افزار BIM را میتوان به شیوههای مختلف مانند تحلیل انرژی به کاربرد . (Álvarez and Díaz, 2014 )
مدل سازی اطلاعات ساختمان روند توسعه و استفاده از یک مدل شبیه سازی شده از برنامهریزی، طراحی، ساخت و بهرهبرداری ساختمان است که مجموعهای از دادهها و اطلاعات غنی از تمام اجزای مربوط به ساختمان در طول چرخه حیات آن و ارتباط هوشمند تمام اعضای با یکدیگر را داراست به طوری که با ایجادتغییر در یک عضو کوچک از یک مجموعه تمامی اعضای دیگر خود را با آن مطابقت میدهند و بدین ترتیب این تکنولوژی برای تصمیمگیریها در جهت بهبود روند ساخت و بهرهبرداری مورد استفاده قرار میگیرد (ستوده بیدختی، .(1394
مدل سازی اطلاعات ساختمان نحوه طراحی و ساخت و ساز ساختمانها را تغییر میدهد این روش طراحی، تحلیل، برآورد هزینه و زمان بندی ساخت و ساز را با هم ادغام میکند و انجام کار را با سهولت توام میسازد. با تعمیم مدل به دوره پس از سکونت، مدلهای BIM را میتوان برای پشتیبانی عملیات ساخت و مدیریت تجهیزات به کار برد و فصل مشترکی برای اطلاعات مربوط به همه ابعاد عملکرد عملیاتی ساختمان محسوب نمود .(McArthur, 2015)
امروزه صنعت ساخت و ساز به سوی پایداری و دوام پیش میرود. با این وجود، به منظور تحقق عملکردی پایدار، توازن و تعادل بین معیار محیطی، اجتماعی و اقتصادی باید برقرار شود. ابزارهای متفاوتی وجود دارد که میتوانند این هدف را محقق سازند. لازم است تا آنها را بدین ترتیب شناسایی کنیم و دریابیم که چگون ه میتوان آنها را برای کسب هم افزایی و کمک به ساخت و ساز پایدار و بادوام ادغام کرد. این ابزارها را باید در مراحل اولیه طرح اجرا کرد به گونه ای که پروژه دارای ارزش افزوده باشد (Álvarez and Díaz,
2014)
استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان میتواند گردش کلی اطلاعات را بهبود بخشد و از این طریق به عمکرد و کیفیت بهتر پروژه دست یافت. علاوه بر این، این ابزار شفافیت و کار گروهی بین ذینفعان را افزایش میدهد. پیشرفت حاصل شده در ارتباط به کاهش هدررفت منجر میشود و به پیشگیری از خطای آتی کمک میکند. با کمک BIM، هم در زمان و هم در منابع میتوان صرفه جویی کرد. در واقع، برآورد شده است که در صنعت ساخت و ساز میتوان از تکرار بیمورد وارد نمودن اطلاعات در مراحل پیشرفت پروژه جلوگیری نمود. هیچ فرمول جهانی وجود ندارد که امکان این نتیجهگیری را فراهم کند که یک راه حل بهتر از راه حل دیگر تاثیر محیطی بهینه تری را دارا است. علاوه بر این، اشکار نیست که چه طیفی از ویژگیهای محیطی ساختمان و اجزای جایگزین آنها باید مورد توجه قرار گیرد، اما نمیتوان بسیاری از آنها را انکار کرد. به لطف تلاشهای جهانی، ابزارهای متعددی تاکنون برای تسهیل ساخت و ساز پایدار طراحی شده است، مانند:
سیستمهای ارزیابی پایداری ساختمان مانند سیستمهای تجاری که دو مورد از آنها متداولتر است: روش ارزیابی محیطی بررسی ساختمان (BREEAM) و پیشگامی در انرژی و طراحی مدیریتی (LEED)، یا متدلوژی مسکن باز، که تحت همکاری نهادهای تحقیقاتی و نمایندگان صنعت در هفتمین برنامه چارچوب تحقیقاتی اتحادیه اروپا طراحی شده است. این ابزار رهنمونهایی برای ارزیابی کیفی عملکرد محیطی ساختمان مانند متدلوژی و مجموعه استانداردهای اروپا که مرزها و محدوده های سیستم و قواعد محاسبه را تعیین میکند. ابزار شبیه سازی که امکان ارزیابی ویژگیهای محیطی طرح ساختمان را فراهم میکند و بنابراین امکان مقایسه انواع مختلف طراحی سا ختمان را نیز فراهم میکند. به دلیل پیچیدگی مساله، یکی از اهداف اصلی که باید به منظور برآورده ساختن انتظارات دوام و پایداری نسبت به ساختمان محقق شود. بررسی امکان فناوریهای مدیریت داده نواورانه، بهبود دسترس به دادههای محیطی مرتبط، گسترش تبادل دادهها و به کارگیری مجدد در طول همه مراحل چرخه حیات ساختمان و همچنین پشتیبانی از پردازش آن است. در این زمان که صنعت ساخت و ساز توسعه سریع را تجریه میکند، به طور فزاینده مفهوم مدل سازی اطلاعات ساختمان را مورد کاربرد قرار می دهد.
2
2. تعریف مدل سازی اطلاعات ساختمان
BIM علاوه بر ایجاد ارتباط هوشمند بین اجزاء مختلف طراحی، امکان بررسی سناریوهای مختلف طراحی را برای تمام گروهها، به صورت مجازی ارائه مینماید. به عنوان مثال یکی از سناریوها، میتواند چرخش مدل ساختمان و بررسی تغییرات میزان مصرف انرژی آن، برحسب زوایای مختلف تابش خورشید باشد. همینطور گروههای دیگر طراحی مشتمل بر سازه و تأسیسات نیز قادرند با اعمال تغییراتی در مدل شان، اثرات این سناریوها را برای معماری پروژه ببینند. و بالاخره، پیمانکاران در حین طراحی و توسعه مدل ساختمان، مواردی از قبیل توالی اجرا، کارایی، ساخت و نصب را به صورت مجازی تجربه کنند (ابراهیمی و شاکری، .(1392
به طور کلی سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان را اینگونه میتوان معرفی نمود که: BIM ، به نقشههای دوبعدی و مشخصات مربوط به آنها، اجزای مدلسازی سهبعدی با ویژگی خاص اضافه مینماید. آن ویژگی خاص این است که هر عضو طراحی شده در BIM علاوه بر دارا بودن ماهیت فیزیکی سهبعدی آن، آرایهای از اطلاعات مربوط به فعالیتها و وظایف مختلف مدیریت ساخت را با خود دارد. این اطلاعات، مربوط به کل چرخه حیات پروژه از مراحل اولیه تا پایان آن بوده و شامل موارد زیر میباشد.
· مرحله مطالعات توجیهی در طراحی مفهومی
· مطالعات مرحله اول و دوم
· تدارکات
· ساخت و نصب
· راهاندازی
· دوره بهرهبرداری و حتی پایان پروژه
بنابراین اگر بخواهیم BIM را در یک جمله کوتاه خلاصه کنیم، عبارت خواهد بود از، » فرآیند تولید و مدیریت اطلاعات ساختمان در طی چرخه حیات آن« (امیرشکاری, سارا و سمیرا ، .(1392 با استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان، معماران قادر خواهند بود تا مدلهای اولیه را در فرآیند آمادهسازی طرح تهیهکنند که پیمانکاران میتوانند از آن برای برآورد قیمت، هماهنگی، برنامهریزی ساخت، تولید قطعات پیش ساخته، خرید و دیگر کارها استفاده کنند . در شکل ایدهآل یک مدل اطلاعات ساختمان میتواند اطلاعات زیر را برای پیمانکاران فراهم کند: اطلاعات ساخت تفضیلی شامل یک مدل سهبعدی دقیق که نمای گرافیکی از اجزاء ساختمان و قابل مقایسه با آنچه در نقشههای معمولی ساخت وجود دارد ارائه میکند و این مدل قابلیت به دست آوردن حجم و مشخصات اجزا را دارد. اجزاء موقت برای نمایش تجهیز کارگاه ودیگر اجزاء موقتی که برای اجرای مراحل برنامهریزی شده پروژه مهم هستند . اطلاعات و مشخصات هر جزء از ساختمان با همه جزئیات آنکه پیمانکار باید آن را تهیه کند یا بسازد قابل مشاهده و تهیه است که این اطلاعات برای خرید، نصب و آماده سازی لازم است.
اطلاعات و دادههای تحلیلی مربوط به سطوح عملکردی و الزامات پروژه مانند بارهای سازهای، نیروهای اتصالات و حداکثر لنگر و برش برای انتظار، بارهایی گرمایشی و سرمایشی برای تعیین حجم و توان سیستم تهویه مطبوع، سطوح روشنای هدفگذاری شده و موارد مشابه که این دادهها برای خرید، ساخت و تأسیسات لازم است. وضعیت طراحی و ساخت هر چیز برای کنترل و صحت سنجی فرایند اجزای مربوط به طراحی، تهیه، نصب و آزمایش (در صورت نیاز) که این دادهها توسط پیمانکار به مدل افزوده میشود (ستوده بیدختی، .(1394
3. تعریف پایداری
معماران و طراحان ساختمانها نیز همسو با سایر دستاندرکاران در پی یافتن راهکارهای جدیدی برای تأمین زندگی مطلوب انسان بودهاند. بدیهی است که زندگی، کار، تفریح، استراحت و ..... همه و همه فعالیتهایی میباشند که در فضاهای طراحیشده پایدار توسط طراحان صورت پذیرفته از آنجا که نقاط ضعف و قوت یک ساختمان بر زیست و بوم جهان تأثیر مستقیم خواهد داشت، وظیفهای بس حساس در این صورت بر عهده معماران و طراحان ساختمان میباشد. کاربرد مفاهیم پایداری و توسعه پایدار در صنعت، بحثی به نام » طراحی پایدار« را آغاز نمود که مهمترین سرفصلهای آن در مباحثی با عنوان »طراحی ها اکوتک« ، » طراحی با رویکرد کاهش مصرف انرژی« و »طراحی سبز« مطرح شد (امیرشکاری, سارا و سمیرا ، .(1392
3
ساخت و ساز پایدار اینچنین تعریف شده است : » مدیریتی که محیط پاک و سالم بر اساس بهرهبرداری مؤثر از منابع طبیعی و اصول اکولوژیکی« که هدف از طراحی ساختمانهای پایدار، کاهش آسیب آنها بر روی محیط، منابع انرژی و طبیعت است که در کل شامل قوانین زیر میباشد:
· کاهش منابع تجدیدپذیر
· توسعه محیط طبیعی
· حذف یا کاهش مصرف مواد سمی و یا آسیبرسان به طبیعت در صنعت ساختمان سازی
طراحی پایدار همکاری متفکرانه معماری با مهندسی سازه، برق و مکانیک است. علاوه بر فاکتورهای متداول طراحی مانند زیبایی، تناسب، بافت، سایه، نور و امکاناتی که باید در طراحی ساختمانها مدنظر قرار بگیرند، گروه طراحی باید به عوامل طولانیمدت محیطی، اقتصادی و انسانی نیز توجه ویژه نموده و اصول اولیه آن را که به قرار زیر است، مدنظر قرار دهند.
· صرفهجویی در منابع
· طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی
· طراحی برای انسان
4. کاربرد مدل سازی اطلاعات ساختمان در طراحی پایدار
مدل سازی اطلاعات ساختمان شامل چارچوبهای ICT و فناوریهایی است که میتوانند از همکاری ذینفعان در چرخه حیات پروژهها از طریق تجهیز، وارد کردن، استخراج، به روزرسانی یا اصلاح اطلاعات در مدل BIM پشتبانی کنند. اپلیکیشنهای BIM میتوانند دادهها و اطلاعات کاربردیتری را برای تجسم و شبیه سازی موارد مورد نیاز، نسبت به اپلیکیشنهای مرسوم تولید کند. در حقیقت BIM شیوه عملیات محیط ساخته شده را تغییر میدهد. مطالعات مربوط به BIM اساسا از توابع برای ذخیره، ارتباط و تبادل اطلاعات تخصصی مبتنی بر پروژه تغییر کرده تا تحلیل همه اطلاعات، داده و دانش مربوط به چرخه حیات پروژه را که به نفع همه ذی نفعان است را در برگیرد.
به عنوان مثال برای اعمال خصوصیات پایداری، ابزار طراحی به کمک کامپیوتر برای مدل سازی ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد، سپس دادههای طرح وارد ابزار شبیه سازی انرژی میشود تا عملکرد ساختمان را تجزیه و تحلیل کند. بستههای شبیه سازی انرژی مانند انرژی پاس، اکوتکت و محیط مجازی IES، ویژگیهای طراحی ساختمان مانند عایق بندی حرارتی، واکنش اقلیمی، شیشه، سایه، نورگیری، فشردگی هوا، دستگاه تهویه هوای مکانیکی، دینامیکهای ساخت و ساز و توده حرارتی را مورد توجه قرار میدهند. علاوه براین، دادههای اقلیم محلی و نرخ مطلوبیت هنگام محاسبه بارحرارتی مورد توجه قرار میگیرد. موتور شبیه سازی این بستهها اجرا کننده اصول ترمودینامیک است که فرضیههای تولید بارحرارتی ساعتی سالانه را در کتابچههای راهنما و نتیجه گرافیکی مورد توجه قرار میدهد. در مورد هر نتیجه نامطلوب، طراحان ساختمان می توانند ویژگیهای طرح مانند جهت پنجرهها، اندازه پنجره و جهت ساختمان را اصلاح کنند و تاثیر بر بارهای حرارتی و مصرف انرژی را بررسی میکند.
مشکل اصلی فعالیتهای کنونی در مورد انسجام بین این بستهها برای اجتناب از ورود دادههای چندگانه و همچنین مربوط به بررسی تغییرات در ویژگیهای ساختمان در طول چرخه حیات آن، به دلیل فعالیتهای عملیاتی و محافظتی، است. مجموعه دادههای مورد نظر برای تحلیل مصرف انرژی در ساختمان کاملا پیچیده است و شامل دادههای مربوط به محیط خارجی، شکل و پیکربندی ساختمان، بار تجهیزات، سیستم های مکانیکی روشنایی وتوزیع هواست. بنابراین برای پیش بینی صحیح مصرف انرژی، ابزار شبیه سازی منسجمی باید مورد استفاده قرار گیرد( . (Motawaa and Carterb, 2013 طراحی ابزار مدل سازی اطلاعات ساختمان سبز که مدل طراحی و شبیه سازی را با هم ادغام میکند میتواند اطلاعات چندرشته ای را در مدلی تجزیه و تحلیل کند که تحلیل را بهبود میبخشد و خطاهای کنترل و پردازش اطلاعات را کاهش میدهد. اطلاعات هوشمند ایجاد شده توسط مدل BIM میتواند تحلیل انرژی کل ساختمان را، عملکرد شبیه سازی و تصویر سازی ظاهر انجام دهد. این امر بازتاب مستقیمی را برای تست طرح به منظور بهبود عملکرد ساختمان در طول چرخه زندگی ساختمان در اختیار طراحان قرار دهد.
معمولا، مدل BIM ساختمان شامل ویژگیهای طرح، نوع ساختمان، مصالح ساخت و ساز، انواع سیستم، نوع اتاق، موقعیت پروژه و غیره است که می توان آنها را به ابزار شبیه سازی ساختمان انتقال داد. خروجی معمول ابزار شبیه سازی شامل تحلیل گرم/ انرژی تحلیل روشنایی و سایه، اکوستیک و تحلیل ارزش/هزینه است. دادههای منتقل شده از اپلیکیشن BIM را میتوان با استفاده از IFC،aecXML یا gbXML فرمت و قالب بندی کرد. اینها طرحهایی هستند که برای تضمین تبادل هماهنگ دادهها و عملیاتی
4
شدن بین اپلیکیشنهای متعدد BIM طراحی شدهاند از جمله اپلیکیشنهایی که برای کنترل مصرف انرژی به کار میروند مانند مدل سازی هندسی، طرح HVAC، تحلیل انرژی و مدیریت تجهیزات(. (Motawaa and Carterb, 2013
5. مشکلات کنونی استفاده از BIM برای پایداری
هنوز هم مشکلاتی در استفاده از BIM برای طراحی پایدار وجود دارد. به عنوان مثال کاربرد BIM برای تحلیل انرژی امروزه بر مقادیر تخمین زده شده برای بارها، جریان هوا و انتقال گرما برای شبیه سازی مبتنی است که ممکن است به تخمینهای نامعتبر منجر شود. در نمونهای از ساختمان دانشگاه گلد لید در امریکا، برنامه اتودسک اکوتکت بار حرارتی را از همه ارزیابیهای زمینه کمتر از حد واقعی نشان داده است و سطوح شدت روشنایی را در ارزیابیها برابر با 98 درصد و بیش از مقدار واقعی نشان داده است. بنابراین با استفاده از دادههای واقعی که از ساختمانها به دست آمده است میتوان این مشکل را برطرف کرد. این رویکردی است که برای این تحقیق در طول مرحله عملیات از طریق ادغام مدلهای BIM با سیستمهای مدیریت ساختمان اتخاذ شده است که از دستگاههای حسگر برای به دست آوردن دادههای واقعی استفاده میکند.
مشکل دیگر مربوط به گردش داده بین مدلهای BIM و ابزار تحلیل انرژی است. درحالیکه دادههای طرح را میتوان به اسانی از طریق IFC و gbXML از مدل BIM به ابزار مصرف انرژی منتقل کرد، این فرایند هنوز هم مشکلاتی در جهت دیگر دارد اگر نیاز به اصلاح مدل ساختمان برای کسب عملکرد بهتر ساختمان وجود داشته باشد. پیکربندی دستی هنوز هم در برخی از موارد مورد نیاز است. بنابراین توسعه بیشتر هنوز هم برای استفاده از BIM به منظور کاربردیتر کردن دوام و پایداری ضروری است (Motawaa and Carterb, 2013)
6. یافتهها
6.1 استفاده از طراحی پایدار بر اساس BIM در یادگیری مبتنی بر پروژه در مراکز آموزشی
جهات و گرایشات نوظهور مدل سازی اطلاعات ساختمان و ساختمان سبز عامل اصلی تغییر در معماری، مهندسی و صنعت ساخت و ساز است. این تغییر الگو انتظارات جدیدی را در مورد دانشجویان برای قابلیتهای آنها در پایداری و BIM ایجاد کرده است، در حالیکه اکثر موسسههای آموزشی برتر این موضوعات را در برنامه آموزشی خود گنجانده اند و ساختمان سبز و BIM به طور مجزا تدریس میشود. میتوان رویکرد ادغام یافتهای را اتخاذ کرد و پروژه مشترکی را طراحی نمود که بر طراحی پایدار و اجرای BIM متمرکز است. با عامل تسهیل کنندگی BIM، دانشجویان در گروههایی دست به همکاری میزنند تا اهداف پایداری از پیش تعریف شده را برای پروژه ساختمان واقعی تحقق بخشند. یادگیری مبتنی بر پروژه چارچوب ایده آلی را برای ارزیابی عوامل حیاتی فراهم میکند که بر اجرای BIM در تحویل پروژه ساختمان سبز تاثیر میگذارد. ارزیابی نتایج ادغام این دو روش، روشی است نواورانه برای اعمال رویکرد یادگیری مبتنی بر پروژه مبتنی بر طراحی پایدار با استفاده از قابلیتهای.BIM دانشجویان از طریق فرایند طراحی ساختمان سبز واقع گرایانه با تسهیل BIM راهنمایی میشوند. نتایج تحقیق کارایی این رویکرد را تایید میکند و شناخت ارزشمندی در مورد ساختمان سبز و آموزش BIM در اختیار ما قرار میدهد(. (Luo and Wu, 2015
7. سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و رعایت استاندارد LEED در طراحی پایدار
LEED ساختمان پایدار را ترویج و روشهایی را از طریق مجموعهای از سیستمهای درجهبندیشده توسعه میدهد که پروژههایی که استراتژیهایی برای عملکرد بهتر محیط زیست و سلامت پیاده میکند ، را شناسایی میکند. در طراحی پایدار بسیاری از موارد استاندارد آییننامه LEED نیاز به محاسبه سطوح، احجام، هزینههای انجام فعالیت ساختمانی و مصالح مورد نیاز دارند. تهیه این مصالح هر کدام شامل قسمتهای مختلفی از جمله استفاده از مصالح بازیافتی، استفاده مجدد از مصالح، استفاده از مصالح بومی و هزینههای استفاده از این مصالح است. تمام این فعالیتها در نرمافزارهایBIM قابل محاسبه و تحلیل است. در BIM به دلیل متصل بودن تمام اجزای ساختمان پایگاه داده هر جزء کوچک تمام مشخصات مربوط به خود را در خود گنجانده و تأثیر استفاده از هرنوع از مصالح به طور هوشمند در هزینه، زمان و نحوه اجرا در تمام ساختمان مشهود است (ابراهیمی و شاکری، .(1392
در پروژههایی که به دنبال پیروی از دستورالعملهای ارائه شده در بیانیه LEED هستند، ملزومات زیادی برای تأیید اعتبار نقشهها مورد نیاز است که دستیابی به این مهم به راحتی امکانپذیر نیست. اگرچه بسیاری از نقشهها را میتوان با استفاده از نرمافزارهای متعارف دوبعدی همچون CAD آماده نمود، بااینوجود، نرمافزار طراحی Revit با بهکارگیری سیستم نوین BIM از این توانایی برخوردار است که این نقشهها را به طور کارآمد تری به عنوان بخشی از مدل اطلاعات ساختمان فراهم آورد . مدل Revit از این توانایی برخوردار است که اطلاعات لازم برای بسیاری از جنبههای دیگر طراحی پایدار و یا مستندات گواهینامه LEED را فراهم آورد.
5
در یک مدل BIM گزینههای مختلف برای رسیدن به طراحی پایدار را میتوان مورد مطالعه قرار داد (امیرشکاری, سارا و سمیرا ، .(1392
با استفاده از یک مدل BIM ، امکان تجزیه و تحلیل گزینههای مختلف طراحی پایدار برای دستیابی به اصول استاندارد LEED به راحتی قابل اجراست و در یک ساختمان مدل سازی و طراحی شده با Revit ، میتوان اطلاعات لازم برای حصول به این موضوع را همواره و حتی تا زمانها طولانی مستندسازی نمود. به بیان ساده اینگونه میتوان گفت که در طی فرایند طراحی با سیستمهای رایج و متداول قدیمی ممکن است ایدههای خوبی برای طراحی پایدار به ذهن طراح یا معمار برسد، اما به دلایل مختلف نتواند آن را به مرحله اجرا درآورد. این در حالی است که با استفاده از یک مدل BIM میتواند تمامی ایدههای خوب خود را مستندسازی و در فایلی دیجیتالی ذخیره کند، تا در وقت مقرر و فراهم شدن شرایط از آنها استفاده نماید.
.8 بصریسازی (Visualization) در ساختمان با استفاده ازBIM
یکی از مهمترین ویژگیهایی که همواره از آن به عنوان عامل محبوبیت BIM در نزد بیماران یاد میشود، فرایند تجسم طرح، و بصریسازی و یا Visualization است . یک مدل BIM به معماران و مهندسان اجازه میدهد تا با تبدیل نقشهها و مستندات دوبعدی خود به طرحهای پیشرفتی دیجیتالی، قادر باشند ساختمان را به صورت کامل و جزء به جزء مشاهده نمایند. به گونهای که حتی میتوانند کلیه مواد و مصالح یک ساختمان عملکرد اجزای آن را در هر بازه زمانی و مهمتر از همه، قبل از اینکه طراحی به آجر و ملات یا محتملتر از آن به فلز و گچ تبدیل شود، مشاهده نمایند. این ویژگیها نشان از قدرت و تواناییهای بالای سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان با نرمافزار معماری Revit دارد و در تمامی جنبههای طراحی پایدار، مطلوب و در برخی موارد بسیار حیاتی و ضروری است. مدل سازی اطلاعات ساختمان، میتواند در ترکیب با ابزارهای نرمافزاری مربوط به تحلیلهای انرژی و نورپردازی و امثال آن، جهت تعیین کمیت و کیفیت اثرات طراحی سبز نیز مورد استفاده قرار گیرد (امیرشکاری, سارا و سمیرا ، .(1392
9. انتخاب محصولات سازگار با محیط زیست براساس دادههای مدل سازی اطلاعات ساختمان
یکی از مهمترین موارد استفاده از BIM استفاده از یک سیستم پشتیبانی تصمیم گیری است، که امکان بهینه سازی عملکرد محیطی ساختمان را از طریق فرایند انتخاب محصولات ساخت و ساز سازگار با محیط زیست فراهم میکند. علاوه بر این، اجزای سیستم پیشنهادی را شناسایی میکند که با تکنولوژیها و منابع موجود محقق میشود و مناطقی را که در آن نیاز به توسعه وجود دارد را نشان می دهد .(Adamus, 2014)
میتوان سه سیستم مدل سازی دادههای موجود جهت ارزیابی ساختمان از منظر پایداری را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد: LEED، BREEAB و اوپن هاوس. در سیستمهای LEED و BREEAM، متدلوژی ارزیابی به کار رفته امکان تخمین نحوه تاثیرگذاری اختلاف بین ویژگیهای محیطی محصول و مصالح را بر درجه نهایی ساختمان فراهم نمیکند. متدلوژی اوپن هاوس که برخی از مفاهیم ضمنی را فرض میکند، امکان ارزیابی تاثیر محصولات ساخت و انتخاب مصالح را بر درجه نهایی ساختمان فراهم میکند. با این وجود، این امتیاز در نقاط نشان داده میشود، نه با درجهای بر روی مقیاس، بنابراین تخمین ارزش بازاری بهبود امتیاز ارزیابی دشوار است. با توجه به حقایق موجود، متدلوژی ارزیابی ساختمان اوپن هاوس به عنوان یکی از روشهای مدل سازی اطلاعات ساختمان بهترین متدلوژی به نظر میرسد، اما هنوز هم راه حل ایدهآل نیست. اولویتهای مربوط به اهمیت هزینه و عملکرد محیطی راه حلهای احتمالی، باید مستقیماً از تصمیم گیرنده دریافت شود و باید به او امکان داد تا مقدار این معیار را به شیوه تعاملاتی تعیین کند.
فرایند انتخاب مصالح ساخت و ساز مشکل دشواری جهت افزایش پایداری ساختمانها به شمار میرود. اکنون هیچ گونه ابزار نرم افزاری برای پشتیبانی آن به طور جامع وجود ندارد. طراحی چنین ابزاری، که از دادههای به دست آمده از مدل سازی اطلاعاتی ساختمان به دست میآید، به انجام تصمیم گیریهای موفقتر براساس دانش کمک خواهد کرد. استفاده از سیستمهای BIM ارائه اطلاعات جامع برای انتخاب کنندگان مصالح سازگار با محیط زیست و نوآورانه را تسهیل خواهد کرد.
1. ارزیابی پایداری و دوام ساختمانها براساس BIM
به منظور ساخت یک ساختمان پایدار، مساله مصرف انرژی همیشه مشتریان و طراحان را نگران میکند. در این رابطه، مقررات ملی انگلیس در مورد عملکرد انرژی و تاثیرات کربن به دنبال هماهنگی بیشتر اطلاعات ساختمان برای رسیدن به هدف انتشار دی اکسید کربن بودهاند. بنابراین مشتریان و صنعت باید با هم در طراحی برنامههایی جهت امکان پذیر کردن گذار کربن اندک به ساختمانها همکاری کنند تا هدف کاهش انتشار کربن را محقق سازند. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) میتواند علاوه بر قابلیت آن برای ایجاد تجانس بیشتر در زنجیره عرضه ساختمان، نقش مهمی را ایفا کند.
