BIM cho phân tích và mô phỏng

Nhắc lại khái niệm cơ bản là BIM là số hóa mà sản phẩm cụ thể là các mô hình 3D và cơ sở dữ liệu đi kèm. Một khi đã có mô hình và dữ liệu thì mục đích tiếp theo là làm thế nào để khai thác hiệu quả sản phẩm số này.

Với cách làm truyền thống trước BIM thì có một số lãng phí lớn ở chuyện dựng mô hình. Cụ thể là Kiến trúc sư thiết kế, cho ra bản vẽ 2D. Sau đấy các bộ môn khác như các bạn phân tích kết cấu, năng lượng, ánh sáng… sẽ dựng lại mô hình từ các bản vẽ đấy. Mỗi phần một mô hình, chưa kể kiến trúc là chúa của thay đổi, thành ra dựng lên rồi sửa lại nhiều khi chán và lãng phí thời gian, mà cứ mỗi lẫn dựng hoặc sửa lại là thêm một lần “rơi rớt” thông tin. 

Với BIM, các bạn có thể cải tiến được một chút việc mô hình lại này để tiết kiệm được thời gian cho các chuyện khác. Phần này mình sẽ đề cập một chút đến “BIM cho phân tích và mô phỏng” (BIM for Analysis and Simulation) 

BIM cho phân tích năng lượng và phát triển bền vững và xả thải CO2 (BIM for eneygy analysis, sustainability and carbon)

Nhắc lại một chút về các mô hình cơ bản của BIM phải là các mô hình có chủ ý (intend model) để sử dụng cho việc gì về sau. Bởi thế, nếu trong bản triển khai BIM của bạn (BEP) có yêu cầu phân tích nhiệt cho công trình, vậy thì khi kiến trúc sư khi chuẩn bị mô hình, họ phải dùng các family có các tham số nhiệt (Energy Family parameters) như hệ số dẫn nhiệt, cách nhiệt… cho tường, cửa sổ… Mấy cái này trong Revit đã có sẵn để dùng, các bạn chỉ việc input vào thôi.

Sau khi có mô hình, họ xuất ra các file GBxlm (Green Building xlm) để nhập vào các phần mềm mô phỏng nhiệt để tiến hành phân tích (ví dụ: EDSL TAS).

Nội dung phân tích thế nào, nhận được kết quả gì là công việc của kỹ sư nhiệt cho công trình (thermal engineer) và các bạn làm về phát triển bền vững (sustainability and carbon). 


Đây được coi là một ngành của tương lai. Cùng với khái niệm phát triển bền vững (sustainable development) mà chính phủ các nước cam kết là các tiêu chuẩn mới về năng lượng, xả thải carbon mới ra đời ảnh hưởng trực tiếp đến ngành xây dựng. Và từ bao giờ, nhiệt học với môi trường trở thành cực kỳ quan trọng trong các dự án xây dựng. 
Thế giới phần mềm phân tích nhiệt học, năng lượng… là thế giới bùng nổ nhất, hiện tại. Đơn giản là nó mới và không có công cụ thì các bạn kỹ sư này không làm được. Không như kết cấu, các bạn có thể tính tay, mấy anh này thì phải có phần mềm mới làm được.

Các anh này còn quan trọng bởi vì liên quan đến các chứng chỉ của công trình như BREEAM, LEED, LOTUS… 

BIM cho phân tích kết cấu - BIM for Structural Analysis

Xu hướng tương lai là không phần mềm nào có thể đứng vững một mình. Các hãng phần mềm đều phải tìm cánh biến sản phẩm của mình thành BIM tool. Bằng cách này hay cách khác đều phải kết nối được với BIM Platform. Chất lượng thế nào là chuyện khác nhưng ít nhất là phải có nói đến khi bán sản phẩm.

Trước hết là liên kết Revit – phần mềm tính toán.

Hiện tại không nên chuyển toàn bộ mô hình Revit sang Robot hay bất kể phần mềm tính toán nào. Đơn giản là tiềm tàng nhiều lỗi mà kỹ sư không biết hết được, ví dụ như mất mát thông tin trong quá trình vận chuyển – Lost in translation. Đa số vẫn theo trường phái cũ, cái tối quan trọng của nghề kỹ sư là phải hiểu và tự chủ được mô hình tính toán của mình. Bên phân tích năng lượng thì mô hình sai số cả mét cũng chẳng sao nhưng bên kết cấu chỉ cần một millimetre, nơ nọ không trùng nơ kia là không sử dụng được. Bởi thế bọn mình thường chỉ chuyển 1 hoặc 2 tầng (tầng chuyển và tầng điển hình) từ revit sang, chạy thử, sửa chữa các lỗi có thể rồi dựng toàn bộ mô hình trên robot hoặc etabs.

Sau đó là duy trì 2 mô hình cùng lúc (revit để xuất bản vẽ) và Robot, Etabs hoặc Ram Structural để tính toán. Không còn liên hệ giữa BIM Platform với Structural Analysis nữa bởi vì thường mô hình tính toán cũng ít có thay đổi nhiều như mô hình revit. Nếu có thay đổi thì kỹ sư cũng có thời gian cho phép để làm việc đó.
Tương lai đang phát triển một số add-in để có thể chuyển nhiều hơn là 2 tầng 

Dưới đây là mô hình trên Robot và trên Scia. Các mô hình này cũng tuân theo nguyên tắc trên, xuất sang 2 tầng để có lưới cột, dầm… sau đó tự dựng phần còn lại.



Phần tiếp là triển khai thép 3D bằng Revit. 

Về mặt kỹ thuật triển khai thì thường xuất một bản vẽ thô (RCD view template) bao gồm mặt bằng, một vài mặt cắt không kích thước, không hatchure… nói chung chỉ có phần kết cấu thô để các họa viên vẽ thép lên (mà không cần làm khung kết cấu). Sau đấy nếu bản vẽ kết cấu "thay đổi nhiều" thì mới thay đổi bản vẽ thép. Còn chỉ là các thay đổi nhỏ thì thi công trường họ tự điều chỉnh.

Cách đây 3 năm công ty có làm một cái benchmark để so sánh các phần mềm triển khai thép 3D. Kết quả là Tekla đứng nhất. Các bạn có thể thấy thông qua cái hình dưới đây, nói chung về các tiêu chí thì Tekla hơn hẳn. Về nhì tổng thể là Allplan, revit structure thì các bạn có thể tự đánh giá. 
Cách đây 3 năm (2013), từ version 2016 thì Revit cải tiến rất nhiều phần Rebar detailing. Đặc biệt bộ Advance của Graitec có thêm bộ Powerpack for Revit, phần Rebar cũng được cải thiện nhiều. Tương lai Autodesk quyết tâm đầu tư vào khoản sản xuất (fabrication) cho Revit. 



Tác giả: Long Thang (Tal)