1
BIM
در مهندسی عمران
مقدمه
مدل سازی اطلاعات ساختمان building information modeling =BIM در سال های اخیر به طور گسترده در جوامع مرتبط با صنایع ساختمانی استفاده می شود.
تعریف کاربردی مرسوم به صورت مدل سه بعدی از یک وسیله یا ابنیه می باشد که کاربر میتواند لایه ها و اجزای مختلف آن شامل چارچوب و اسکلت کلی، اتصالات،تاسیسات مختلف، مجاری ارتباطی، لوازم و غیره را مشاهده نماید.
امروزه مدل سازی اطلاعات ساختمان کاربرد گسترده ای از طراحی و ساخت تا بهره برداری و حتی مرحله تخریب ساختمان ها پیدا کرده است.
2
تعریف لغوی و مفهوم
شرکت Autodesk که رسمی ترین ارگان در زمینه طراحی ابنیه می باشد BIM را به صورت زیر تعریف کرده است: “بیان دیجیتال مشخصه های فیزیکی و کاربردی یک ابنیه به نحوی که این نمایش در قالب یک منبع اطلاعاتی مشترک از اطلاعات ابنیه جهت تصمیم گیری های استراتژیک در فرآیند ساخت و ساز تا رسیدن به انتهای عمر مفید بنا می باشد.”
اگر از بیم به طور کامل و درست استفاده شود , این برنامه محاسن خود را نشان خواهد داد که شامل صرفه جویی در هزینه و زمان در طی فرایند ساخت و ساز و نگهداری می شود.
3
4
طراحی در BIM
قبل از دهه ۱۹۷۰ میلادی نقشه های ساختمانی با مداد، جوهر و کاغذ ترسیم می شدند.
در دهه فوق، روش های ترسیم کامپیوتری CAD ابداع شدند که تنها روی پایانه های گرافیکی کامپیوترهای مرکزی قابل اجرا بودند.
از دهه ۱۹۸۰ به بعد با ابداع کامپیوترهای خانگی، استفاده از برنامه های CAD در دفاتر مهندسی رواج بیشتری یافت. با این ابزار الکترونیک، ترسیم، اصلاح و انتقال نقشه ها بسیار راحت شد، سرعت کار بالا رفته و ترسیم اشکال پیچیده و سه بعدی وارد مرحله جدیدی شد.
5
توانایی هایCAD نسبت به روش های دستی عالی بود، ولی با وجود توانایی سه بعدی سازی، هنوز قابلیت های BIMرا نداشت! CAD صرفاً یک نمایش سه بعدی از طراحی های دو بعدی بوده و برخلاف BIM هوشمند نیست.
برای مثال، مدل سه بعدی CAD قادر به شناسایی اشتباهات موجود در آن نبوده و مخصوصاً نمی تواند اشتباهات وابسته به وضعیت موجود را در جاهای دیگر به صورت خودکار اصلاح کند. (عدم قابلیت تشخیص ارتباط بین نقشه های پلان، نما، برش و…).
6
در BIM فرایند طراحی با ساخت یک مدل، متشکل از اجزاء هوشمند که معرف در و پنجره، سقف، تیرها، پلکان، سیستم تهویه مطبوع ، سیم کشی و… می باشند، شروع می شود.
این اجزاء هم خودشان و هم ارتباط شان با بقیه اجزاء را می شناسند؛ بنابراین برای کسب اطلاعات درمورد یک جزء مشخص مثل پنجره از قبیل اندازه، جنس شیشه، چهارچوب و… لازم نیست چندین نقشه پلان، برش، نما و… را زیر و رو کنیم. کافی است مستقیماً به خود جزء مراجعه کرد.
این جزء تمام اطلاعات مربوط به ویژگی هایش را در خودش ذخیره کرده و با اعمال هر تغییری در خواص آن، خودش را با طرح جدید تطابق می دهد.
7
آنچه که اکثر افراد به عنوان مدل BIM می شناسند یک مدل هوشمند سه بعدی از ساختمان است که اطلاعات فیزیکی و مشخصات فنی مصالح مورد استفاده را در بردارد.اماBIM به سه بعد محدود نمی شود.
8
مقایسه ای بین cad و BIM
9
بکارگیری BIM برای مدیریت ساخت
اگرچه معماران و مهندسین طراح، بهره برندگان اصلی BIM شناخته می شوند، باید اذعان داشت صنعت ساختمان سازی نیز، در این زمینه بسیار ذی نفع می باشد.
BIM به پیمانکاران یک فرصت خارق العاده می دهد تا قبل ازشروع به شکافتن زمین پروژه، روش های اجرا و وسایل موردنیاز خود را برنامه ریزی کنند. کل تیم اجرایی شامل پیمانکار اصلی، پیمانکاران جزء و سازندگان می توانند در کنار هم با استفاده از امکانات شبیه سازی مجازی فرایند ساخت، به تمرین توالی اجرا، تعیین محل های داربست ها، بالابرها و مدیریت سایت پروژه و… بپردازند و اثرات تصمیمات خود را قبل از شروع اجرا ارزیابی کنند.
10
به کمک BIM یک پیمانکار قادر است فعالیت های کاری پروژه را بهتر هماهنگ کند،که نتیجه آن یک محیط کاری ایمن،با کمترین اشتباه،دوباره کاری و ضایعات و کسب بیشترین سود و کمترین هزینه خواهد بود.
مزایای استفاده از BIM برای پیمانکاران آنقدر زیاد است که خیلی از انها حاضر خواهند بود،حتی در صورت استفاده طراحان از نقشه های دو بعدی cad،آنها را با هزینه خودشان به BIM تبدیل کنند.هزینه این کار با فرض مهیا بودن نرم افزار و اپراتور آموزش دیده،بین ۰.۱ تا ۰.۵ درصد قیمت پروژه خواهد بود.حتی اگر طراح، در ابتدای پروژه یک مدل BIM به پیمانکاران تحویل دهد، باز هم توجیه خواهد داشت که پیمانکار یک نسخه مجزا از مدل، برای خود درست کند.علت،این است که مدل تهیه شده توسط طراح،بیشتر روی فرآیند طراحی تکیه دارد،در صورتی که پیمانکار نیازمند مدل اجرایی با تاکید بر فرآیند ساخت می باشد.
11
بر اساس مطالب ذکر شده اخیر، کاربردهای BIM در مدیریت ساخت در بخش های زیر خواهد بود:
تجسم طرح
تجزیه و تحلیل ساختمان
مرور مراحل ساخت وکمک به طراحی
برنامه ریزی تجهیز کارگاه
برنامه زمان بندی و توالی عملیات ساخت
تخمین هزینه ساخت
یکپارچه سازی اطلاعات پیمانکاران جزء و تامین کنندگان مصالح
هماهنگی بین سیستم ها
پیاده سازی طرح و عملیات کارگاهی
پیش ساختگی
بهره برداری و نگهداری
12
13
تخمین هزینه ساخت
یکی از ویژگی های BIM این است که هر جزء تعریف شده در آن، دارای اطلاعات مربوط به طول و عرض و ارتفاع و هر آنچه دیگر که برای تخمین کمی پروژه لازم است، می باشد؛ بنابراین با بیرون کشیدن مصالح و اجزاء مدل و مرتبط کردن اطلاعات کمی آن ها با برنامه های تخمین مالی، می توان برآورد دقیقی از قیمت پروژه داشت. طرح و تخمین کمی آن به نحوی به هم وابسته می باشند که با اعمال کوچکترین تغییری در طراحی، اثرات کمی و مالی آن به راحتی برای تمام دست اندرکاران پروژه در همان لحظه قابل رویت است. بنابر این، به کمک BIM احتمال جلو افتادن طرح از هزینه پروژه و نهایتاً ورشکستگی پروژه بعید است.
14
BIM در ایران
انجمن مدل سازی اطلاعات ساختمان ایرانIran Building Information Modeling Association به نام اختصاری IBIMA در سال ۱۳۹۱ در ایران برای ایجاد بسترهای لازم در راستای سند چشم انداز ۱۴۰۴ تاسیس شده است که هسته اصلی تشکیل دهنده این انجمن از استادان و متخصصین مهندسی معماری ومهندسی عمران در مقاطع دکتری و کارشناسی ارشد از دانشگاه های برتر و پیشرو کشور نظیر استادان مجتمع فنی تهران و دانشگاه صنعتی امیرکبیر می باشند.در حال حاضر دو سند جدید به زبان انگلیسی در باب وضع کنونی BIM در ایران و موانع اتخاذ BIMدر ایران و همچنین دو مقاله به زبان فارسی با عناوین مطالعات مدل سازی اطلاعات ساختمان در ایران ومقاله پیاده سازی و استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان در صنعت ساخت ایران بر پایه SWOT توسط جمعی از فعالین صنعت و دانشگاه در حوزه BIM به نگارش رسیده است که می تواند نقطه آغازی جهت بهبود شرایط در حوزه تحقیق و توسعه آن باشد.
15
16