QUẢN LÝ THIẾT KẾ THEO MÔ HÌNH BIM

1. Cơ sở pháp lý quản lý thiết kế tho mô hình BIM

Căn cứ Quyết định số 347/QĐ-BXD ban hành ngày 02/04/2021 về Công bố hướng dẫn chi tiết Áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) đối với công trình dân dụng và công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị

Phạm vi hướng dẫn: Hướng dẫn này để các cơ quan, tổ chức, cá nhân có liên quan tham khảo khi triển khai áp dụng BIM cho công trình dân dụng (nhà ở, văn phòng, trụ sở,.) và công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị (công trình cầu, đường bộ, cấp thoát nước).

Tài liệu viện dẫn: Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng Hướng dẫn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng theo phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

- Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18 tháng 6 năm 2014;

- Luật Xây dựng số 62/2020/QH14 ngày 17 tháng 6 năm 2020;

- Nghị định số 59/2015/NĐ-CP ngày 18 tháng 6 năm 2015 của Chính phủ về Quản lý dự án đầu tư xây dựng (sau đây viết tắt là Nghị định 59/2015/NĐ-CP);

- Nghị định số 06/2021/NĐ-CP ngày 26 tháng 1 năm 2021 của Chính phủ Quy định chi tiết một số nội dung về quản lý chất lượng thi công xây dựng và bảo trì công trình xây dựng;

- Các tiêu chuẩn Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng;

- BIMForum, Level of Development (LOD) Specification 2019 Part I & Commentary - For Building Information Models and Data (Chỉ dẫn về Mức độ phát triển thông tin cấu kiện 2019 Phần 1 và chú thích - Dành cho Mô hình thông tin công trình và dữ liệu).

Thuật ngữ và định nghĩa

Một số thuật ngữ, định nghĩa sử dụng trong Hướng dẫn này được diễn giải, định nghĩa tại Bảng 1 Bảng giải thích thuật ngữ

Bảng 1 Bảng giải thích thuật ngữ

STT	Thuật ngữ	Định nghĩa	Từ tiếng Anh	Viết tắt
1	Mô hình khối	Mô hình thể hiện hình dạng, kích thước, không gian kiến trúc của công trình ở giai đoạn sơ bộ.	Massing
2	Mô hình liên hợp	Mô hình liên hợp là mô hình BIM được tổng hợp từ các mô hình thành phần.	Federated Model
3	Mô hình thành phần	Mô hình thành phần là mô hình được phân chia theo gói thầu hoặc hạng mục hoặc bộ môn hoặc tuyến, ... nhằm tối ưu trong quá trình tạo lập mô hình.

 

2. Định dạng trao đổi dữ liệu

Định dạng trao đổi dữ liệu trong quá trình tạo lập và chuyển giao mô hình BIM có thể ở định dạng gốc và định dạng mở. Dưới dây là một số định dạng mở thông dụng:

- Mô hình kiến trúc, kết cấu, Cơ điện. (IFC, DXF...)

- Mô hình phân tích năng lượng (gbXML, DXF, IFC,EPW,..)

- Phối hợp, theo dõi va chạm (BCF)

3. Mức độ phát triển thông tin

Khi thực hiện áp dụng BIM, việc xây dựng Bảng các thành phần mô hình có thể tham khảo phần Thành phần hình học trong tài liệu BIM Forum (2019) Level of Development Specification phát hành tháng 4 năm 2019.

Mức độ phát triển thông tin hình học của một số loại cấu kiện theo các giai đoạn thực hiện dự án tham khảo Phụ lục 01: Mức độ phát triển thông tin hình học của một số loại cấu kiện trong công trình xây dựng dân dựng dân dụng.

Mức độ phát triển thông tin phi hình học của cấu kiện được xây dựng dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cần thể hiện về vật liệu, sản phẩm và các thông tin liên quan khác sử dụng trong công tác thiết kế, thi công, quản lý vận hành. Mức độ chi tiết các thông tin cần phù hợp với từng giai đoạn thực hiện dự án.

Mức độ phát triển thông tin phi hình học của một số loại cấu kiện theo giai đoạn thực hiện tham khảo Phụ lục 02: Mức độ phát triển thông tin phi hình học của một số cấu kiện trong công trình xây dựng dân dụng.

4. Bảng gán màu cấu kiện

Để thuận lợi cho việc sàng lọc, nhận diện, kiểm tra trực quan, cần thiết phải gán mã màu cho từng loại cấu kiện/ hệ thống trong mô hình. Việc gán màu cần được thống nhất trước khi triển khai mô hình hoá.

Bảng mã màu cho một số hệ thống Cơ điện

Quy định về màu sắc áp dụng cho từng loại cấu kiện/ hệ thống trong công trình cần tuân thủ quy định của cơ quan nhà nước có thẩm quyền (nếu có) hoặc yêu cầu chung của dự án. Dưới đây là Bảng mã màu cho một số hệ thống Cơ điện (Bảng 2), các dự án có thể tham khảo (Tham khảo bảng mã màu tại tài liệu của tổ chức Quản lý dịch vụ hành chính Hoa Kỳ (U.S general service administration)).

5. Hướng dẫn phối hợp và xử lý xung đột

5.1. Trách nhiệm trong việc phối hợp đa bộ môn ở giai đoạn thiết kế

Thực hiện trong quá trình phối hợp đa bộ môn liên quan đến nhiệm vụ của một số thành viên trong nhóm thực hiện bao gồm: Điều phối BIM (BIM Coordinator) và các Kỹ thuật viên BIM (BIM Modeller). Vai trò và trách nhiệm của Quản lý BIM, Điều phối BIM, Kỹ thuật viên BIM được hướng dẫn tại tại Hướng dẫn chung áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM).

Trách nhiệm cụ thể của từng thành viên trong việc phối hợp xử lý xung đột có thể được quy định khác nhau trong từng dự án. Dưới đây là một số trách nhiệm chính để các dự án:

a) Điều phối BIM: (1) Chủ trì cuộc họp phối hợp; (2) Tạo lập mô hình phối hợp, kiểm tra các lỗi xung đột trước buổi họp phối hợp; (3)  Thực hiện phát hiện xung đột và xuất báo cáo; (4)  Gửi báo cáo lỗi xung đột đến các nhóm thực hiện; (5)  Điều phối BIM chịu trách nhiệm duy trì việc tạo lập và đảm bảo chất lượng Mô hình thông tin các bộ môn.

b. Kỹ thuật viên BIM: Cập nhật các mô hình thành phần từ kết quả buổi họp phối hợp.

5.2. Phương pháp phối hợp: Phối hợp đa bộ môn cần được thực hiện theo đúng kế hoạch đã đặt ra. Tại mỗi giai đoạn thực hiện dự án, việc phối hợp đa bộ môn sẽ được tập chung vào các thông tin cần thiết phải bàn giao ở giai đoạn đó.

a) Phối hợp giai đoạn thiết kế sơ bộ

Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, đơn vị tư vấn khảo sát chuyển các thông tin cần thiết về vị trí, toạ độ, bề mặt địa hình (nếu có)... của công trình cho bộ phận thiết kế (thông thường là bộ phận thiết kế kiến trúc). Từ đó, bộ phận thiết kế kiến trúc thiết lập toạ độ gốc, hệ lưới, trục, cao trình, lập mô hình khối.

Ở giai đoạn này, các kiến trúc sư có thể thực hiện cả mô hình kết cấu. Tuy nhiên cần tham khảo thêm ý kiến về chuyên môn của các kỹ sư kết cấu.

b) Phối hợp thiết kế giai đoạn thiết kế cơ sở

Trong giai đoạn thiết kế cơ sở, phối hợp mô hình chủ yếu giữa mô hình kiến trúc và mô hình kết cấu. Bộ phận thiết kế kiến trúc, kết cấu và cơ điện tham gia phối hợp trao đổi thông tin và đưa ra các yêu cầu về không gian, kỹ thuật,...

Trong quá trình mô hình hoá bộ môn kết cấu, mô hình kiến trúc cần được liên kết để thuận tiện trong quá trình lên phương án, lập mô hình. Quy trình phối hợp giữa mô hình kiến trúc và kết cấu thể hiện tại Hình 1

Phối hợp mô hình giữa kiến trúc và kết cấu

 

c) Phối hợp thiết kế giai đoạn thiết kế kỹ thuật, bản vẽ thi công

Mô hình kiến trúc/ kết cấu sẽ được liên kết vào mô hình cơ điện. Bộ phận thiết kế cơ điện sẽ đặt các cấu kiện, đường ống, máng cáp, bố trí lỗ mở xuyên tầng,... vào vị trí dự kiến. Quản lý BIM cần xác định các khu vực quan trọng ưu tiên phối hợp.

Trong quá trình mô hình hoá, các bộ phận thiết kế cần chủ động xử lý các lỗi va chạm (nếu có). Quá trình phối hợp giữa các bộ môn trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật/ bản vẽ thi công.

Phối hợp mô hình giữa kiến trúc/ kết cấu và cơ điện

 

Mô hình phối hợp sau khi phối hợp và xử lý xung đột

5.3. Tần suất phối hợp: Thời gian, tần suất, nội dung và thời điểm phối hợp cần được thống nhất trước trong kế hoạch triển khai công tác và phải được phổ biến rộng rãi cho các bên liên quan.

5.4. Xử lý xung đột

a) Quy trình xử lý xung đột: Việc phối hợp xử lý xung đột tổng thể được thực hiện theo Hình 4

Sơ đồ tổng thể quá trình xử lý xung đột

 

Trước khi thực hiện kiểm tra xung đột, các cá nhân/ đơn vị phải đảm bảo mô hình của mình đạt các yêu cầu/ quy định của dự án và ở phiên bản phù hợp cho việc phối hợp đa bộ môn. Sau khi mô hình được gửi đến Quản lý BIM, Quản lý BIM cần kiểm tra lại thông tin như sau:

- Kiểm tra sơ bộ mô hình (toạ độ gốc, các lỗi trong mô hình, tiêu chuẩn của dự án...);

- Kiểm tra các lỗi/ va chạm trong lần kiểm tra trước đã được sửa trong mô hình chưa?;

- So sánh mô hình với các bản vẽ để đảm bảo các bản vẽ xuất ra tương ứng với mô hình;

- Các nội dung khác theo yêu cầu.

Sau khi đã kiểm tra thông tin được đưa vào, Quản lý BIM cần ghi lại báo cáo các kiểm tra này. Trong trường hợp cần thiết, Quản lý BIM có thể gửi lại các báo cáo này cho các cá nhân/ đơn vị phụ trách để cập nhật lại mô hình trước khi đưa vào phối hợp.

Sau khi các mô hình thành phần đạt chất lượng, Quản lý BIM sẽ tiến hành phối hợp đa bộ môn theo các thiết lập phù hợp với từng giai đoạn, từng loại cấu kiện. Với một số xung đột có thể xử lý trực tiếp sau này trong quá trình thi công, Quản lý BIM có thể bỏ qua mà không thực hiện báo cáo. Dưới đây (Hình 5) là quy trình kiểm tra và xử lý xung đột.

Quy trình phối hợp xử lý xung đột

 

 

 

Báo cáo va chạm trong quá trình kiểm tra xung đột

 

Để đảm bảo các bên có thể phối hợp xem xét, phản hồi thuận tiện, cần quy định các nền tảng sử dụng chung trong việc quản lý va chạm. Quản lý BIM có thể lựa chọn các giải pháp khác nhau để thực hiện việc quản lý va chạm, trong đó có thể chia thành 2 giải pháp chính như sau:

- Quản lý bằng các công cụ (phần mềm): các công cụ này sẽ tự động trích xuất các va chạm từ công cụ phối hợp mô hình, gửi thông báo đến các cá nhân/ tổ chức có trách nhiệm, cập nhật tình hình chỉnh sửa mô hình.

- Quản lý bằng bảng biểu: Các báo cáo về va chạm sẽ được Quản lý BIM cập nhật, gửi đến các cá nhân/ đơn vị có trách nhiệm và tổ chức các buổi họp phối hợp để thống nhất phương án giải quyết. Khi các điều chỉnh được thực hiện, các bên sẽ báo cáo với Quản lý BIM để cập nhật trạng thái của các va chạm này trong báo cáo.

Báo cáo va chạm cần thể hiện các nội dung sau: vị trí, mô tả, loại va chạm...

b) Thiết lập ma trận va chạm

Trong quá trình phối hợp cần lập ma trận phối hợp mô hình trong Kế hoạch thực hiện BIM để xác định thứ tự ưu tiên khi kiểm tra và xử lý xung đột/ va chạm.

Ma trận này xác định các thành phần sẽ phối hợp với nhau, mức độ ưu tiên của các thành phần khi phối hợp. Tuy nhiên, yêu cầu phối hợp sẽ khác nhau trong từng giai đoạn. Ví dụ: trong giai đoạn thiết kế cơ sở và thiết kế kỹ thuật, có thể phối hợp mô hình dựa trên các mô hình bộ môn, tuy nhiên, ở giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công cần phối hợp dựa trên các đối tượng cụ thể.

Một số va chạm có thể phát hiện trong quá trình kiểm tra, tuy nhiên việc giải quyết các va chạm đó có thể không cần thiết xử lý trực tiếp trên mô hình (ví dụ: đèn led gắn trần không cần kiểm tra va chạm với ống gió hoặc cửa vì trong quá trình thi công có thể dễ dàng xử lý).

Dưới đây là ví dụ Bảng ma trận phối hợp trong giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công (Bảng 3). Các dự án có thể tham khảo, chỉnh sửa cho phù hợp với yêu cầu của dự án.

 

Ma trận kiểm tra va chạm

c) Các đối tượng không cần kiểm tra xử lý va chạm

Trong quá trình phát hiện và xử lý xung đột, một số cặp đối tượng không cần thực hiện xử lý va chạm. Các va chạm này có thể trực tiếp xử lý tại công trường mà không cần chỉnh sửa lại mô hình. Một số va chạm có thể bỏ qua như sau:

- Các đường ống có đường kính <50mm sẽ không được kiểm tra va chạm;

- Cốt thép sẽ không được kiểm tra va chạm;

- Miệng gió (Air Terminal) không cần kiểm tra va chạm với trần (Ceiling);

- Đèn âm trần (Recessed Lighting) không cần kiểm tra va chạm với trần (Ceiling);

- Thiết bị báo cháy (Fire Alarm Device) không cần kiểm tra va chạm với trần (Ceiling);

- Rãnh, lỗ thoát nước (Floor Drain / Channel & Trench Drain) không cần kiểm tra va chạm với sàn (Floor/Slab);

-  Cột (kiến trúc/ kết cấu) không cần kiểm tra va chạm với sàn/ trần trong trường hợp đổ tại chỗ.

d) Thiết lập các nhóm va chạm

Trong quá trình thực hiện phối hợp đa bộ môn, Quản lý BIM cần thiết lập quy tắc với từng nhóm đối tượng. Các loại va chạm bao gồm1:

-  Va chạm cứng là khi hai vật thể có các bộ phận giao nhau trực tiếp (ví dụ các đường ống đâm xuyên qua dầm...). Các va chạm này thường sẽ rất tốn kém để khắc phục trên công trường nếu không được xử lý tốt trong giai đoạn thiết kế;

-  Va chạm mềm là khi một đối tượng nằm trong phạm vi ảnh hưởng của đối tượng khác và sẽ gây ảnh hưởng đến việc sử dụng, bảo trì của các đối tượng (ví dụ:va chạm mở cửa và tường hoặc kết cấu; các hệ thống HVAC cần không gian để thực hiện bảo trì, nếu trong khi thiết kế các vùng không gian không đủ sẽ gây ảnh hưởng đến công tác bảo trì hệ thống);

-  Va chạm 4D là xung đột liên quan đến quá trình xây dựng, khi các công việc không được lên kế hoạch thực hiện hợp lý, các đối tượng được xây dựng trước sẽ gây khó khăn trong quá trình thực hiện đối tượng sau đó (ví dụ: bố trí không gian không hợp lý dẫn đến quá trình vận chuyển thiết bị vào vị trí lắp đặt không thực hiện được).

Việc phân chia loại va chạm để phục vụ cho việc thiết lập quy tắc (Rules) kiểm tra và tìm kiếm trong quá trình tìm kiếm tự động và quản lý va chạm bằng phần mềm.

e) Quy tắc đặt tên

Việc đặt tên góc nhìn, tên va chạm, báo cáo, ghi chú... tuân thủ yêu cầu về quy tắc đặt tên của chủ đầu tư hoặc quy định của cơ quan nhà nước có thẩm quyền (nếu có).

f) Định dạng tập tin trong quá trình xử lý xung đột

-  Mô hình phối hợp cần được định dạng theo hướng “chỉ đọc” nhằm cho các bên không phải là tác giả sẽ không thể điều chỉnh tập tin mô hình;

-  Báo cáo va chạm, ghi chú, đánh dấu có thể được định dạng dưới hình thức 2D hoặc 3D hoặc kết hợp cả hai.