BIM trong xây dựng nhà ở: Vì sao mô hình số đang thay đổi cách thiết kế và thi công?

Trong xây dựng hiện đại, chất lượng công trình không chỉ phụ thuộc vào vật liệu, tay nghề của nhà thầu hay thiết kế kiến trúc mà còn phụ thuộc ngày càng nhiều vào khả năng quản lý thông tin trong suốt vòng đời dự án. Một trong những công nghệ đang tạo ra thay đổi đáng chú ý là BIM – mô hình thông tin công trình, cho phép tích hợp dữ liệu của công trình vào một mô hình số thay vì chỉ quản lý bằng các bản vẽ riêng lẻ.

Tại Việt Nam, chuyển đổi số trong ngành xây dựng đang được thúc đẩy mạnh hơn, trong đó BIM được xem là một trong những công cụ hỗ trợ quản lý thiết kế, thi công và vận hành công trình. Bộ Xây dựng cũng đang triển khai các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng công nghệ số trong xây dựng và hạ tầng.

BIM khác gì so với bản vẽ xây dựng thông thường?

Với phương thức truyền thống, hồ sơ công trình thường bao gồm nhiều nhóm bản vẽ khác nhau như kiến trúc, kết cấu, điện, cấp thoát nước và điều hòa không khí. Các bộ phận có thể được triển khai tương đối độc lập, sau đó mới được kiểm tra để phát hiện những điểm xung đột.

BIM thay đổi cách tiếp cận này bằng việc xây dựng một mô hình số có khả năng tích hợp nhiều thông tin của công trình. Một bức tường trong mô hình không chỉ thể hiện hình dạng mà còn có thể gắn với thông tin về vật liệu, kích thước, vị trí và các dữ liệu kỹ thuật liên quan.

Nhờ đó, công trình có thể được quan sát dưới góc độ tổng thể ngay từ giai đoạn thiết kế.

Phát hiện xung đột trước khi thi công

Một trong những lợi ích đáng chú ý của BIM là khả năng phát hiện xung đột giữa các hệ thống kỹ thuật.

Ví dụ, đường ống cấp thoát nước có thể đi qua vị trí của dầm kết cấu hoặc hệ thống điện có thể trùng với tuyến ống kỹ thuật. Nếu vấn đề chỉ được phát hiện khi công trình đã thi công, việc xử lý có thể phát sinh chi phí, thời gian và ảnh hưởng đến chất lượng hoàn thiện.

Với mô hình BIM, các hệ thống có thể được kiểm tra trên không gian số trước khi triển khai ngoài thực tế. Những điểm bất hợp lý có thể được phát hiện và điều chỉnh ngay trong giai đoạn thiết kế.

Đối với chủ nhà, điều này có ý nghĩa đặc biệt khi xây dựng công trình có nhiều tầng, nhiều hệ thống kỹ thuật hoặc yêu cầu cao về thiết kế nội thất.

BIM có thể giúp kiểm soát khối lượng vật tư

Một vấn đề thường gặp trong xây dựng nhà ở là sự chênh lệch giữa khối lượng dự kiến và khối lượng thực tế.

Nếu dữ liệu công trình được xây dựng đầy đủ trên mô hình BIM, các thông tin về kích thước và cấu kiện có thể được sử dụng để hỗ trợ tính toán khối lượng.

Điều này không có nghĩa BIM tự động loại bỏ hoàn toàn sai số. Chất lượng dữ liệu đầu vào, mức độ chi tiết của mô hình và cách thức triển khai của đơn vị thiết kế vẫn quyết định độ chính xác của kết quả.

Tuy nhiên, việc quản lý khối lượng dựa trên một mô hình thống nhất có thể giúp chủ đầu tư và nhà thầu có thêm cơ sở để kiểm tra, đối chiếu.

Chủ nhà có thể hình dung công trình trước khi xây

Một lợi ích dễ nhận thấy của mô hình số là khả năng trực quan hóa công trình.

Thay vì chỉ nhìn các bản vẽ mặt bằng, mặt đứng hoặc mặt cắt, chủ nhà có thể quan sát không gian dưới dạng mô hình ba chiều. Những vấn đề liên quan đến tỷ lệ, chiều cao, khoảng cách giữa các khu vực hoặc cách bố trí nội thất có thể được phát hiện sớm hơn.

Đây là điểm đặc biệt hữu ích đối với những công trình có thiết kế phức tạp hoặc chủ nhà muốn kiểm soát kỹ từng không gian.

Một thay đổi nhỏ trong thiết kế nếu được phát hiện trước khi thi công thường sẽ dễ xử lý hơn nhiều so với việc tháo dỡ hoặc sửa chữa sau khi công trình đã hoàn thiện.

BIM không chỉ dành cho các dự án lớn

BIM thường được nhắc đến trong các dự án quy mô lớn, nhưng nguyên tắc quản lý bằng mô hình số cũng có thể được áp dụng cho nhà ở riêng lẻ.

Tuy nhiên, mức độ áp dụng cần phù hợp với quy mô và ngân sách.

Một căn nhà phố thông thường có thể không cần mô hình với mức độ chi tiết giống một bệnh viện, nhà ga hay khu phức hợp. Việc yêu cầu quá nhiều dữ liệu khi không thực sự cần thiết có thể làm tăng chi phí thiết kế mà chưa chắc tạo ra hiệu quả tương ứng.

Điều quan trọng là xác định BIM sẽ giải quyết vấn đề gì trong dự án thay vì sử dụng công nghệ chỉ vì xu hướng.

Nhà thầu cần thay đổi cách phối hợp

Khi BIM được áp dụng, vai trò của nhà thầu không chỉ dừng ở việc đọc bản vẽ và thi công.

Các bộ phận thiết kế, kết cấu, cơ điện và thi công cần phối hợp trên một hệ thống thông tin thống nhất. Những thay đổi trong thiết kế cũng cần được cập nhật và kiểm soát để tránh tình trạng mỗi bộ phận sử dụng một phiên bản hồ sơ khác nhau.

Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về quy trình làm việc, năng lực kỹ thuật và trách nhiệm quản lý hồ sơ của các bên tham gia dự án.

BIM có thể hỗ trợ quản lý công trình sau khi hoàn thành

Giá trị của mô hình BIM không nhất thiết kết thúc khi công trình được bàn giao.

Nếu mô hình được xây dựng với dữ liệu đầy đủ và được cập nhật phù hợp, chủ sở hữu có thể sử dụng thông tin này làm cơ sở phục vụ bảo trì, sửa chữa và cải tạo công trình.

Ví dụ, khi cần thay thế một đường ống hoặc kiểm tra hệ thống kỹ thuật, dữ liệu của công trình có thể giúp xác định vị trí và đặc điểm của hệ thống trước khi tiến hành can thiệp.

Đối với những công trình có tuổi thọ sử dụng dài, đây có thể là một lợi ích đáng kể.

Không nên nhầm BIM với hình ảnh 3D

Một trong những hiểu nhầm phổ biến là xem BIM đơn giản như một bản thiết kế 3D đẹp mắt.

Thực tế, BIM không chỉ nhằm tạo ra hình ảnh trực quan. Giá trị cốt lõi nằm ở việc liên kết hình học của công trình với dữ liệu và quy trình quản lý.

Một mô hình 3D chỉ phục vụ trình diễn hình ảnh chưa chắc đã là một mô hình BIM có giá trị quản lý.

Vì vậy, khi thuê đơn vị thiết kế hoặc nhà thầu triển khai BIM, chủ đầu tư cần xác định rõ sản phẩm bàn giao gồm những gì, mức độ chi tiết đến đâu và dữ liệu được sử dụng vào công việc nào.

Chủ nhà cần hỏi gì khi thuê đơn vị triển khai BIM?

Trước khi ký hợp đồng, chủ đầu tư nên làm rõ ít nhất năm nội dung.

Thứ nhất, đơn vị có thực sự triển khai BIM hay chỉ cung cấp phối cảnh 3D.

Thứ hai, mô hình bao gồm những bộ môn nào: kiến trúc, kết cấu, điện, nước, điều hòa hay các hệ thống khác.

Thứ ba, mức độ chi tiết của mô hình được xác định như thế nào.

Thứ tư, dữ liệu và mô hình sau khi hoàn thành có được bàn giao cho chủ đầu tư hay không.

Thứ năm, việc cập nhật thay đổi trong quá trình thi công được thực hiện bởi bên nào.

Những nội dung này nên được xác định ngay từ đầu để tránh việc chủ nhà kỳ vọng một hệ thống quản lý số hoàn chỉnh nhưng cuối cùng chỉ nhận được một mô hình phục vụ trình diễn.

Công nghệ đang thay đổi vai trò của người chủ nhà

Khi công nghệ xây dựng phát triển, chủ đầu tư không còn chỉ là người lựa chọn mẫu nhà, vật liệu và nhà thầu. Khả năng tiếp cận dữ liệu cũng đang trở thành một phần của quá trình quản lý công trình.

BIM có thể giúp chủ nhà nhìn thấy công trình rõ hơn trước khi xây, phát hiện một số vấn đề sớm hơn và tăng khả năng phối hợp giữa các bên. Tuy nhiên, công nghệ chỉ phát huy hiệu quả khi đi cùng một quy trình thiết kế, thi công và kiểm soát chất lượng phù hợp.

Trong những năm tới, khi chuyển đổi số tiếp tục được đẩy mạnh trong ngành xây dựng, mô hình thông tin công trình có thể trở thành một phần ngày càng quen thuộc của quá trình thiết kế và thi công. Đối với chủ nhà, điều quan trọng không phải là chạy theo công nghệ mới nhất mà là lựa chọn mức độ ứng dụng phù hợp với quy mô công trình, yêu cầu sử dụng và ngân sách.

Một công trình được quản lý tốt không chỉ cần bản vẽ đẹp hay vật liệu tốt. Khi dữ liệu thiết kế, thi công và vận hành được kết nối ngay từ đầu, chủ đầu tư có thêm một công cụ để kiểm soát công trình theo cách chủ động, minh bạch và có hệ thống hơn.