بخشی از مقاله
مدل سازی اطلاعات ساختمان(BIM )در مدیریت ساخت پروژههای ساختمانی
چکیده
مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) فرآیند توسعه و تولید مدل رایانهای به منظور شبیهسازی برنامهریزی، طراحی، ساخت و عملیات اجرا مـیباشـد. مدل بهدستآمده از BIM، یک مدل دیجیتال غنی از داده، شیگرا، هوشمند و پارامتریک است که هر کـدام از بـروندادهـای بصـری و دادههـای آن برای پاسخگویی به نیازهای متنوع کاربران متخصص میباشد. به این صورت که کاربر مـیتوانـد نماهـا و دادههـای مـورد نیـاز خـود را از مـدل BIM استخراج و پردازش کرده و در نتیجه به اطلاعاتی که برای تصمیمسازی و ارتقای فرایند ارائه و بررسـی امکانـات مربـوط اسـت، دسـتبایـد. یـک مـدل BIM هندسهی بنا، ارتباطات فضایی، اطلاعات جغرافیایی، مقدار و ویژگیهای اجرای ساختمان، تخمین هزینههـا، لیسـت مـواد مـورد نیـاز و جـداول پروژه را مشخص میسازد. همچنین این مدل میتواند کل چرخه حیات ساختمان را نشان دهد که در نتیجه، مقادیر و ویژگیهـای مـواد مـیتوانـد بـه سرعت و سهولت از مدل BIM استخراج گردد و همین طور محدوده و بخشهای مختلف کار بـه سـادگی قابلیـت جداسـازی و تعریـف مجـدد دارنـد. سیستمها و ترتیبها میتواند در مقیاس در ارتباط با کل و یا گروهی از امکانات ساختمان نمایش داده شوند. همینطور اسناد ساخت مانند ترسـیمات، دیتیلهای تهیه شده، فرآیندهای پیشنهاد شده و دیگر مشخصات میتواند به سادگی به یکدیگر ارتباط پیدا کننـد. بـا توجـه بـه اینکـه مـدل سـازی اطلاعات ساختمان به عنوان کاری جدید در صنعت ساختمان سازی محسوب می گردد، این مقاله در پی آن اسـت کـه بـه شـناخت BIM پرداختـه و پس از بیان مزایا و روش های طراحی، آنرا در در مدیریت ساخت مورد توصیف قرار دهد.
مقدمه
گرایش روبه رشدی در صنعت ساختمان سازی وجود دارد که داده های جزئی بیشتری را در طراحی یک ساختمان، پیش از فرآیند طراحی کلی مورد نیاز است و BIM بعنوان یک فرآیند مهم طراحی ساختمان و بمنظـور جلـب رضـایت ایـن نیـاز پدیـد آمـده اسـت. چندین دهه است که مهندسان طراح معماری و تاسیسات ساختمان و پیمانکاران از منابع کتابخانه ای بر اسـاس نقشـه هـای اتوکـدی استفاده می کردند که بوسیله تولید کنندگان محصولات ساختمانی و بیشتر برای داده های ژئو متریکی تامین می شـد کـه محصـول را توصیف می کنند.(( Motawa,2013
از آنجایی که این روش برای یک سیستم HVAC بکار می رود، فرآیند آن فقط بر حسب یکپارچگی و همـاهنگی آن اطلاعـات در حیطه سیستم ها و ساختاری ساختمانی (دیوارها، سقف، کف، لوله کشی، برقکاری و...) دقیق خواهد بود. این امر باعث افزایش خطر می شود که موجب تغییرات طراحی در محل خواهد شد- مثلا ،تغییر مسیر لوله ها یا مجاری آب جهت جلو گیری از گرفتگی هایی کـه در طراحی اصلی پیدا نشده بود و در نهایت می تواند هم بر زمان پروژه و هم بر هزینه های ساختمان تاثیر داشته باشد. هم چنین حرکـت، پویایی این ایده و گرایش این نیاز در طراح افزایش می دهد که در فراهم کردن اطلاعات مدلسازی انرژی دقت بیشتری بـه خـرج دهـد که این در جهت حمایت از انگیزه بقای انرژی در برنامه های مقاوم سازی ساختمان، مانند گواهینامـه LEED اسـت. توانـایی طراحـی دقیق یک سیستم HVAC هنگام نصب ، می تواند در تهیه دقیقترین الگوی انرژی برای آن سیستم در آن سـاختمان ضـروری باشـد. (اما طرح خلق شده از یک ساختمان توسط BIM یک مزیت مهم را در راستای کمک به مهندسین طراح و مجریان سیستم تاسیساتی ایجاد می کند و آن بهینه سازی چیدمان و نقشه سیستم تهویه مطبوع به همراه محدودیت های فضایی در یک پروژه ساختمانی است.
مدلسازی اطلاعات ساختمان
طراحی ساختمانهای سنتی t(raditional building design)عمدتاً متکی بـر نقشهـهایِ فنـیِ دوبعـدی بـود، از جملـه پـلان (plans)، نما (elevations)، و مقاطع .(sections) مدلسازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling) پـا را فراتر از این گذاشته است و نقشههایی ارائه میدهد که ابعاد آنها بیشتر از سه بعد است. چنین مدلهایی ابعاد سهگانه فضایی را (طـول، عرض، عمق) با چند بعد دیگر ترکیب کردهاند؛ دو بعد از این ابعاد عبارتند از زمان (time) و هزینه (cost)، کـه بـه ترتیـب بـه عنـوان ابعاد چهارم و پنجم شناخته میشوند. همچنین، ابعاد دیگری را نیز میتوان به موارد ذکر شـده افـزود. بنـابراین، مـدلسـازی اطلاعـات ساختمان (BIM) علاوه بر هندسه مسائل دیگری را نیز پوشش میدهد، از جمله روابـط فضـایی (spatial relationships)، تحلیـل نور (light analysis)، اطلاعات جغرافیایی (geographic information)، و کمیسازی و خصوصیات مؤلفههای ساختمانی (بـرای نمونه، شرح و تفصیل اطلاعات تولیدکننده)
مدلسازی اطلاعات ساختمان کلیه فعالیتهای مدیریت ساخت، بر اساس اسناد قرارداد، بـه دو مقولـه نقشـههـا و مشخصـات وابسـته هستند، به این صورت که به کمک نقشهها کمیت کار و براساس مشخصات فنی، کیفیت آن تعریف میگردد.
شکل -1 اسناد قرارداد ساختمانی
BIMتقریباً بحثی جدید است، اما روندیست که به سرعت در حال نفوذ در صنعت ساخت و ساز است. شمار انـدکی از ابزارهـایی که میتـوان بـرای مـدلسـازی اطلاعـات سـاختمان (BIM) بـهکـار بـرد عبارتنـد از Graphisoft ArchiCAD، Bentley Tas Simulator، CypeCAD، .Tekla BIMSight این نرمافزارها قادرند دوره حیات یک ساختمان را (طراحـی <--- سـاخت <--- نگهداری) پوشش دهند.(( Motawa,2013
اگرچه معماران و مهندسین طراح، بهره برندگان اصلی BIM شناخته می شوند، باید اذعان داشت صنعت ساختمان سازی نیـز، در این زمینه بسیار ذینفع می باشد . BIM به پیمانکاران یک فرصت خارق العاده می دهـد تـا قبـل ازشـروع بـه شـکافتن زمـین پـروژه، روشهای اجرا و وسایل موردنیاز خود را برنامه ریزی کنند. کل تیم اجرایی شامل پیمانکار اصلی، پیمانکاران جزء و سازندگان می تواننـد در کنار هم با استفاده از امکانات شبیه سازی مجازی فرآیند ساخت، به تمرین توالی اجرا، تعیـین محـل هـای داربسـت هـا، بالابرهـا و مدیریت سایت پروژه و … بپردازند و اثرات تصمیمات خود را قبل از شروع اجرا ارزیابی کنند. عـلاوه بـر آن بـه سـبب وجـود مفهـوم InformationدرBIM ، مدل ساخته شده، قابل توسعه در ورای ویژگی های سه بعدی، که معماران از آنها به عنـوان ابـزاری جهـت تبادل تصمیمات طراحی خود به دیگران استفاده می کنند، خواهد بود. به عبارتی ما می توانیم کل پروژه را در این مدل مشاهده کنـیم. مفهوم Information به ما اجازه اضافه کردن دو بعد دیگر، علاوه بر سه بعد مسافت، را به مدل مـی دهـد. بعـد چهـارم زمـان و بعـد پنجم هزینه می باشد. مفهوم موضوع اخیر، این است که مدیر ساخت می تواند برنامه زمـان بنـدی CPM و اطلاعـات تخمـین هزینـه پروژه را با مدل BIM مرتبط کند. در نتیجه، ارائه برنامه زمان بندی و تخمین هزینه، در حین توسعه طراحـی و در هـر لحظـه زمـانی مورد نظر، امکان پذیر خواهد بود.
تعاریف زیادی برای مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM ) وجود دارد، اما میتوانصرفاً آن را بدین شکل تعریف کرد: "روشهـایی که از طریق آن میتوان با کمک مدلهای دیجیتالی به درکی عمیق از سازه دست یافت." مدلسازی ساختمان به اشخاصی که با سـازه در تعاملند فرصت میدهد عملکرد خود را بهینه کنند تا در نتیجه آن عمر مفید بنا افزایش یابد.
مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) صرفاً مخصوص معماری و ساختمان نیست، هرچند ریشـه آن را بایـد در معمـاری جسـتجو کرد. BIM را میتوان در تمام پروژههای عمرانی (برای نمونه راهسازی) به کار گرفـت. بنـابراین تمـام مهندسـان عمـران مـیتواننـد از مزایای آن بهرهمند شوند. BIM ، همانطور هک اشاره شد، صرفاً اطلاعات سهبعدی را در بر نمیگیرد، بلکه، پیش از آنکـه پـروژهای آغـاز شود، به مهندسان کمک میکند تا پرفورمنس آن را (performance) پیشبینی کنند، طراحـی را از طریـق تحلیـل، شـبیهسـازی، و تصویرسازی بهینه سازند، و اسناد ساختوساز باکیفیتتری ارائه دهند. در نهایت، مدلسـازی اطلاعـات سـاختمان (BIM) بـه کـاهش هزینههای ساخت و ساز، افزایش ایمنی جادهها، سازگار ساختن ساختمان با محیط زیست، صرفهجویی در هزینه، و غیره کمک میکند.
به کمک BIM یک پیمانکار قادر است فعالیت های کاری پروژه را بهتر هماهنگ کند، که نتیجه آن یـک محـیط کـاری ایمـن، بـا کمترین اشتباه، دوباره کاری و ضایعات و کسب بیشترین سود و کمترین هزینه خواهد بود. مزایای اسـتفاده از BIM بـرای پیمانکـاران آنقدر زیاد است که خیلی از آنها حاضر خواهند بود، حتی در صورت استفاده طراحان از نقشه های دو بعـدیCAD ، آنهـا را بـا هزینـه خودشان به BIM تبدیل کنند. هزینه این کار با فرض مهیا بودن نرم افزار و اپراتور آموزش دیده، بین 0,1 تا 0,5 درصد قیمـت پـروژه خواهد بود. حتی اگر طراح، در ابتدای پروژه یک مدل BIM به پیمانکار تحویل دهد، باز هم توجیه خواهـد داشـت کـه پیمانکـار یـک نسخه مجزا از مدل، برای خود درست کند. علت، این است که مدل تهیه شده توسط طراح، بیشتر روی فرآینـد طراحـی تکیـه دارد، در صورتی که پیمانکار، نیازمند مدل اجرایی با تاکید بر فرآیند ساخت می باشد.
بکارگیری BIM برای مدیریت ساخت
در واقع معیارهای ارزیابی عملکرد پیمانکاران بر اساس این دو مقوله، تعیین میگردند. مـا از قبـل مـیدانـیم کـه در روش مرسـوم مدیریت ساخت، از یک سو نقشهها و مشخصات به صورت جداگانه ارائه میگردند و از سوی دیگر نقشههای اجرایی گروههـای مختلـف طراحی، به صورت جداگانه ولی هماهنگ با یکدیگر تهیه میشوند. مشکلات این روش بر همگان آشکار بوده و شـاید برخـی از بـدترین آنها عدم هماهنگیها، اشتباهات و دوباره کاریها باشد که نهایتاً علاوه بر بالا بردن هزینه ساخت، منجـر بـه پـایین آمـدن کیفیـت کـار میگردد. یکی از هیجان انگیزترین پیشرفتهای اخیر در زمینه مدیریت ساخت، معرفی تکنولوژی »مدل سازی اطلاعات ساختمان« یـا به اختصار BIM میباشد. این مقاله بدون اینکه قصد وارد شدن به مسائل فنی BIM را داشته باشد، سعی میکند تا
