• مرضیه ابراهیمی
• • تأسیسات ساختمان

تاسیسات ساختمان: شبیه سازی سه بعدی یا BIM

اکثر کسانی که در عرصه ساخت و ساز و تاسیسات ساختمان فعال هستند حتما با شبیه سازی سه بعدی ساختمان یا BIM آشنایی دارند. در این مقاله در آرین پادرا صنعت سعی کردیم به دلایل برتری روش BIM نسبت به روش های قدیمی بپردازیم و همچنین در مورد ویژگی های این مدل طراحی اشاره کردیم.

تعریف BIM یا شبیه سازی سه بعدی ساختمان:

BIM مخفف عبارت BUILDING INFORMATION MODEL   می باشد که طبق تعریف استاندارد ملی آمریکا به شرح زیر است :

BIM یک ماکت دیجیتال جامع از وضعیت فیزیکی و  مشخصات فنی یک ساختمان است. به بیان دیگر BIM مبنا و مرجعی مطمئن برای تصمیم گیری در تمامی مراحل طراحی ، اجرا و نگهداری پروژه می باشد. 

این روش در راستای حذف پرتی های زمانی و مالی و یکپارچه سازی طرح و اجرا به وجود آمده است. لذا این اطلاعات به بخش تعمیر و نگهداری بعد از اتمام پروژه نیز داده میشود تا از موقعیت دقیق تاسیسات مطلع باشند . این روش مدلی مشترک میان تمامی متخصصان سازه ، معماری ، مکانیک و برق پروژه است و باعث می شود تا تداخلات طراحی و اجرا میان قسمت های مختلف پروژه به حداقل برسد.

کاربرد های تکنولوژی BIM

تکنولوژی BIM  به عنوان روش نوین در کل چرخه ی حیات یک پروژه (Life Cycle   (  مورد استفاده قرار می گیرد. از مرحله مطالعات اولیه و فاز 1( امکان سنجی پروژه Feasibility  ) تا مرحله تخریب ( Demolition ) یک پروژه،  از تکنولوژی BIM  استفاده میشود.

به اعتقاد بسیاری از طراحان و متخصصان جذابترین و کلیدی ترین قسمت این تکنولوژی، فاز طراحی در هر پروژه است. با استفاده از این تکنولوژی میتوان به بهینه سازی مصرف سوخت، به حداقل رساندن مصرف انرژی، آنالیز روشنایی داخلی و خارجی و مهمتر ار همه استفاده بهینه از نور طبیعی و ساخت انیمیشن در ساعت های مخنلف سال در هر نقطه از کره زمین،چگونگی تاثیر انرژی باد بر روی بناها ،بررسی نیروهای سازه ای و طراحی سازه با دقت و کمترین خطای محاسباتی به انجام رسانید.

ویژگی های تکنولوژی BIM یا شبیه سازی سه بعدی ساختمان 

1 –تجسم و مصور سازی (Visualization) :

یکی از کاربردی ترین فوائد مدل های 3 بعدی افزایش قابلیت تجسم و فهم بصری در کلیه اعضای مرتبط با پروژه ( از کارفرما تا بهره بردار ) می باشد.و این فهم کمک میکند تا ارتباط بهتری بین کارفرما و مهندسین و سایر افراد فعال در پروژه بر قرار شود.

2- همکاری (Collaboration  ) :

همکاری بین اعضای مختلف تیم پروژه اعم از مالک ، مهندسین طراح , مهندسین مجری و بهره برداران ار همان مراحل اولیه شروع میشود.

3 –هماهنگی سایت ( Site coordination):

این تکنولوژی نقش بسیار کلیدی در مدیریت هدفمند پروژه های ساختمانی دارد و کمک به کنترل و افزایش ایمنی ، مدیریت در اجرای دقیق در تمام مراحل و …. می نماید . با استفاده از این تکنولوژی و استفاده از اپلیکیشن های مرتبط میتوان تمامی عملیات روزمره در اجرا را شبیه سازی نمود.

4 –حذف (Elimination  ) :

تکنولوژی BIM کمک بسیار شایانی در کاهش ناهماهنگی هاو ناسازگاری های فنی ، کاهش اتلاف و از بین رفتن مصالح و نیروی های فنی و در نهایت کاهش ریسک در پروژه خواهند نمود .

5 –ساخت (Fabrication  ) :

تکنولوژی BIM در صنعت ساختمان به عنوان یک انقلاب بزرگ شناخته می شود به صورتی که بسیاری از تولید کنندگان با بهره گیری از اطلاعات مدل های ایجاد شده ،دقت خود را در ساخت به نحو قابل توجهی بالا برده اند.

استفاده از مدل های BIMدر صنعت ساخت عبارت است از:

الف- ساخت اسکلت و سازه ها

ب- اجزا الکتریکال و مکانیکال

ج –قطعات پیش ساخته بتنی

د –سیستم های شیشه ای داخلی و خارجی ساختمان

ه – طراحی داخلی و دکوراسیون کردن فضاهای مختلف

6 –قطعات و ساختمان های پیش ساخته (Prefabrication) :

با استفاده از این تکنولوژی میتوان ، کاهش زمان ساخت و ساز و نیز افزایش دقت و کیفیت را در صنایع پیش ساخته به ارمغان آورد . با فراگیر شدن این تکنولوژی ، صنایع پیش ساخته در حال هماهنگ کردن نرم افزار های خود با آن بوده به صورتی که بسیاری از ماشین های CNC  ( Compute Numerical Control  ) امروزی  قابلیت هماهنگ شدن با مدل های BIM   و تولید محصولات خود را دارا هستند.

نمونه ای از کاربرد های این تکنولوژی عبارت است از:

1-طراحی و ساخت سازه های پیش ساخته و پیچیده بتنی و فلزی

2-دیوارهایCurtain wall

3-دیوار های پیش ساخته

4-تجهیزات الکتریکی و مکانیکی پیش ساخته

7 –تخمین و مدیریت هزینه ها (Cost estimation  ) :

یکی از قابلیت های قدرتمند و قابل استخراج از مدل های BIM ، کمک به بحث متره و برآورد پروژه ها می باشد.

 8 –شناسایی تداخلات و گزارش دهی (Clash detection and reporting) :

امکان شناسایی تداخلات مدل های مختلف ایجاد شده در گروه طراحی پروژه ( معماری ، سازه ، مکانیکال ، الکتریکال ) از کاربرد های مهم و قابل ذکر در BIMمی باشد. طراحان طرح های خود را به صورت مدل های جداگانه در اختیار مدیران پروژه قرار می دهند . این مدل ها قابلیت ادغام شدن با یکدیگر و تشکیل یک مدل واحد از پروژه را دارا می باشند. در واقع می توان قبل از شروع هر عملیات تمامی فرآیند های آتی را در محل های مورد نظر به صورت شبیه سازی شده مشاهده نمود و در صورت تداخل هر یک از اعضا با یکدیگر آن مشکل را برطرف نمود.

مزایای BIM نسبت به روش های سنتی:

روش شبیه سازی سه بعدی ساختمان نسبت به روش های قدیمی دارای  تعامل بیشتری بین متخصصان در پروژه پدید می آورد .و  در هنگام اجرا دید کلی از پروژه ارائه می دهد و در صورت نیاز به تغییر در یک قسمت می توان با بررسی سایر شاخص ها مدل را تغییر داد; در صورتی که در روش های قدیمی هر قسمت از فعالیت ها به صورت جزیره ای بدون در نظر گرفتن سایر فعالیت ها دستخوش تغییر می شد که در نهایت پرت زمانی و مالی در پروژه را نتیجه می داد. غیر از مطالب گفته شده در بالا در متد BIM نتایجی به دست می آید که در روش های قدیمی به دست آوردن این نتایج بسیار سخت و با خطای بالا خواهد بود .

کاربرد روش BIM  در صنعت ساخت و ساز :

1.دید بهتر در هنگام طراحی به علت مدلسازی سه بعدی قبل از اجرای پروژه

2.بررسی همزمان معماری ، سازه ، تاسیسات برق و مکانیک پروژه

3.تشخیص تمامی تداخلات و هماهنگی تمام قسمت ها در پروژه

4.شبیه سازی ساختمان به منظور بهینه سازی انرژی و کمترین اتلاف…

5.مشخص بودن تمامی جزئیات اجرا و در نتیجه استفاده به عنوان مرجعی کامل برای نیرو های عملیاتی

6.مرجعی از پروژه ی اجرا شده به منظور تعمیرات و نگهداری تاسیسات برقی و مکانیکی

با توجه به جهت گیری جهانی نسبت به روش BIM در صنعت ساختمان ، در آینده ی نزدیک شاهد به کارگیری گسترده ی روش BIM  در کشورمان نیز خواهیم بود .

فواید روش طراحی BIM برای طراحان و مهندسین مشاور :

در ابتدا لازم است فاز های طراحی یک ساختمان را بررسی کنیم:

در ابتدا نقشه ی معماری تهیه می شود و به عنوان مرجعی برای طراحی تاسیسات برق و مکانیک مورد استفاده قرار می گیرد . در محاسبات طراحی تاسیسات مکانیک ساختمان در ابتدا فضاهای ساختمان مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و محاسبات لازم برای به دست اوردن بار حرارتی ، برودتی و … انجام می شود .

در مرحله ی بعد مسیر ها و کروکی های لوله ها ، کانال ها و سایر تجهیزات تعیین شده و در نهایت نقشه های مربوط به آن تهیه می شود . به طور مشابه تاسیسات برق نیز محاسبه و طراحی می شوند . در مرحله ی بعد نقشه های تاسیسات با معماری بررسی دوباره شده و تداخلات مشخص شده و در صورت نیاز تغییرات بر روی نقشه اعمال می شود. در بعضی مواقع لازم است تا محاسبات نیز دستخوش تغییر شوند و در نهایت نقشه ی تکمیل شده ارائه می شود

مصالح و تجهیزات لازم برای اجرا برآورد شده و تخمین مالی و زمانی پروژه انجام می شود . مهندس اجرا نیز به منظور اجرای درست تاسیسات دتایل های اجرایی هر قسمت را تهیه کرده و برنامه ی زمان بندی برای اجرای پروژه تعیین می کند . لازم به ذکر است که در تمامی موارد رعایت مقررات ملی ساختمان بسیار حائز اهمیت است .

معایب BIM نسبت به روش های سنتی:

1.همگام سازی نقشه ها بعد از طراحی دارای پرت زمانی و انرژی بالایی است . نقشه های تهیه شده بعد از بررسی تداخلات نیازمند تغییر است و این تغییر می تواند قسمت های دیگر طراحی را نیز دستخوش تغییر کرده و در بعضی موارد نیازمند محاسبات دوباره است .

2.مسلما متره و برآورد مصالح مصرفی با نقشه های دو بعدی از دقت پایین برخوردار بوده و باعث ایجاد اتلاف در زمان اجرای پروژه و همین طور اتلاف در منابع مالی پروژه خواهد بود .

3.تخمین زمانی پروژه به واسطه ی نقشه هایی که دتایل دقیق اجرایی ندارد دقیق نخواهد بود و تصور اشتباهی از مدت زمان اجرای پروژه در اختیار میگذارد .

4.تهیه دتایل های اجرایی بعد از طراحی به نوعی باعث کاهش راندمان و افزایش هزینه ها می شود .

فواید شبیه سازی سه بعدی ساختمان برای پیمانکاران:

1.رفع تمامی تداخلات قبل از اجرا

2.مشخص بودن تمامی دتایل های اجرایی و در نتیجه کیفیت بالاتر در اجرای پروژه

3.بهینه سازی روند اجرایی

4.حذف دوباره کاری ها و بهینه سازی زمان و هزینه های پروژه

5.طراحی دقیق برنامه ی زمانی پروژه

6.ایجاد دید کامل و جامع از فاز های عملیاتی پروژه برای برنامه ریزی و تجهیز کارگاه

فواید روش طراحی BIM برای کارفرمایان پروژه ها عبارت است از:

1.پیش بینی مالی و مدیریت مالی پروژه

2.افزایش کیفیت در اجرای پروژه

3.ایجاد برآورد دقیق از زمان تحویل پروژه و بهره برداری

4.مدیریت ریسک پروژه

5.مدیریت فروش

6.شناسنامه ی فنی پروژه به صورت دیجیتالی

مرضیه ابراهیمی