مدلسازی اطلاعات ساختمان

معرفی عمومی

Building Information Modeling یا به اختصار BIM، یک فرآیند پیشرفته دیجیتال برای طراحی، ساخت و مدیریت پروژه‌های ساختمانی است که بر پایه مدلسازی سه‌بعدی هوشمند و یکپارچه استوار است. برخلاف روش‌های سنتی طراحی دو بعدی، BIM تنها به ترسیم نقشه‌ها محدود نمیشود، بلکه اطلاعات فنی، مالی، و زمانی را در قالب یک پایگاه داده یکپارچه ذخیره میکند. این مدل‌ها شامل داده‌هایی مانند مصالح، هزینه‌ها، زمانبندی اجرا، و حتی اطلاعات مربوط به بهرهبرداری و نگهداری ساختمان هستند. BIM با ایجاد همکاری بین تمام ذینفعان (معماران، مهندسان، پیمانکاران، و مالکان) دقت و کارایی پروژه را افزایش میدهد ومی کوشد خطاها را به حداقل برساند.

BIM به عنوان یک ابزار قدرتمند، امکان شبیهسازی رفتار ساختمان در شرایط مختلف را فراهم میکند. به عنوان مثال، میتوان تأثیر زلزله، باد، یا تغییرات دما را بر سازه بررسی کرد و طراحی را بهینه نمود. این فناوری همچنین با ایجاد یک مدل دیجیتال دقیق، امکان پیشبینی مشکلات احتمالی در مراحل مختلف پروژه را فراهم میکند و به تیمها اجازه میدهد تا قبل از شروع ساخت، این مشکلات را برطرف کنند.

استفاده در پروژه ها

BIM در پروژه‌های متنوعی کاربرد دارد و محدود به مقیاس یا نوع سازه نیست. از پروژههای کوچک مسکونی تا پروژههای بزرگ زیرساختی، BIM میتواند به عنوان یک ابزار قدرتمند برای مدیریت و بهینهسازی فرآیندها استفاده شود.

- پروژههای بزرگ مقیاس: مانند فرودگاهها، بیمارستانها، و مراکز تجاری که نیاز به هماهنگی پیچیده بین سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی، و سازهای دارند. به عنوان مثال، در پروژه بیمارستان &quotشارپتری&quot در اسپانیا، BIM برای هماهنگی بین سیستم های مکانیکی، الکتریکی، و معماری استفاده شد تا از تداخل تجهیزات جلوگیری شود.

- زیرساخت ها: طراحی تونل‌ها، و شبکه‌های حمل و نقل. به عنوان مثال، در پروژه تونل گوتارد در سوئیس، BIM برای مدیریت چالشهای پیچیده مانند تهویه و امنیت در طول ساخت تونل استفاده شد.

- ساختمانهای مسکونی و اداری: از طراحی اولیه تا مدیریت انرژی پس از بهرهبرداری. به عنوان مثال، در طراحی یک مجتمع مسکونی در لندن، BIM برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه های نگهداری استفاده شد.

- صنعت نفت و گاز: مدلسازی تأسیسات پیچیده. به عنوان مثال، در یک پالایشگاه نفت در نروژ، BIM برای طراحی دقیق مسیرهای لوله‌کشی و جلوگیری از تداخل با سایر تجهیزات استفاده شد.

تاریخچه پیدایش

ایده اولیه BIM به دهه ۱۹۷۰ بازمیگردد، زمانی که **چارلز ایستمن** مفهوم &quotساختمان دیجیتال&quot را مطرح کرد. او پیشبینی کرد که روزی کامپیوترها نه تنها نقشه‌ها را ترسیم میکنند، بلکه رفتار ساختمان را در طول عمر آن شبیه‌سازی خواهند کرد. در دهه ۱۹۸۰، نرم افزارهای اولیه مانند ArchiCAD امکان ایجاد مدلهای سه‌بعدی را فراهم کردند. اما اصطلاح BIM رسماً در دهه ۲۰۰۰ با انتشار استانداردهای بین المللی و پیشرفت فناوری رایج شد.

امروزه BIM به عنوان ستون فقرات تحول دیجیتال در صنعت ساخت وساز شناخته میشود. با پیشرفت فناوری، BIM از یک ابزار ساده مدلسازی سه‌بعدی به یک پلتفرم جامع تبدیل شده است که ابعاد مختلف پروژه را پوشش میدهد. این ابعاد شامل زمان (4D)، هزینه (5D)، تحلیل انرژی (6D)، و مدیریت چرخه حیات (7D) میشود.

استانداردهای BIM

استانداردهای BIM برای تضمین کیفیت و هماهنگی جهانی تعیین شده اند. این استانداردها تعیین میکنند چگونه دادهها ذخیره، به‌روزرسانی، و بین تیمها به اشتراک گذاشته شوند.

- ISO 19650: چارچوب بین‌المللی برای مدیریت اطلاعات پروژه. این استاندارد بر همکاری بین تیم‌ها و مدیریت داده‌ها در چرخه حیات پروژه تأکید میکند.

- PAS 1192 (بریتانیا): تمرکز بر مدیریت داده‌ها در چرخه حیات پروژه دارد. این استاندارد شامل دستورالعمل‌هایی برای مدیریت ریسک و شفافیت دادهها است.

- **NBIMS (آمریکا)**: شامل دستورالعملهای فنی و الزامات آموزشی. این استاندارد به شرکتها کمک میکند تا فرآیندهای BIM را به طور مؤثر پیادهسازی کنند.

- **NATSPEC (استرالیا)**: راهنمای اجرای BIM برای پروژه‌های دولتی. این استاندارد به ویژه برای پروژه‌های بزرگ زیرساختی کاربرد دارد.

مزیتهای BIM در چرخه حیات پروژه

BIM در هر مرحله از حیات پروژه، مزیتهای منحصربهفردی ارائه میدهد:

طراحی

- شناسایی تداخلات (Clash Detection): شناسایی تداخلات مکانی بین معماری، تاسیسات مکانیکی نظیر لولهکشی، کانالهای تهویه، و سازه قبل از اجرا.

- مثال: در پروژه برج شارد لندن، BIM بیش از ۵۰۰ تداخل را در مرحله طراحی شناسایی و رفع کرد.

- تحلیل انرژی و پایداری: شبیهسازی مصرف انرژی و بهینهسازی جهتگیری ساختمان.

- مثال: در طراحی مرکز تجارت جهانی بحرین، BIM برای کاهش ۳۰ درصدی مصرف انرژی بهکار رفت.

ساخت

- برنامهریزی 4D (زمانبندی): ادغام مدل سهبعدی با جدول زمانی پروژه برای پیشبینی دقیق تر مراحل ساخت.

- مثال: در پروژه استادیوم المپیک لندن، BIM زمان ساخت را ۲۰٪ کاهش داد.

- مدیریت مصالح: کاهش ضایعات با محاسبه دقیق مقدار مصالح مورد نیاز.

- مثال: در ساخت فرودگاه سنگاپور، BIM ضایعات بتن را تا ۴۰٪ کم کرد.

بهرهبرداری

- مدیریت هوشمند ساختمان (BIM + IoT): یکپارچه‌سازی داده‌های BIM با حسگرهای اینترنت اشیا برای نظارت بر سیستمهای HVAC و امنیتی.

- مثال: در فرودگاه دبی، BIM برای کاهش ۲۵ درصدی هزینه های نگهداری استفاده شد.

- نگهداری پیشگیرانه (Predictive Maintenance): استفاده از دادههای تاریخی برای پیشبینی خرابی تجهیزات.

- مثال: در بیمارستان جان هاپکینز آمریکا، BIM طول عمر تجهیزات پزشکی را ۱۵٪ افزایش داد.

بازسازی یا تخریب

- مدلهای As-Built: استفاده از اسکن لیزری و BIM برای ایجاد مدل دقیق از وضعیت موجود ساختمانهای قدیمی.

- مثال: در بازسازی کاخ باکینگهام، BIM برای حفظ جزئیات تاریخی سازه به کار رفت.

نرم افزارهای BIM

- Autodesk Revit: پراستفادهترین نرمافزار برای مدلسازی ساختمانها با قابلیت طراحی پارامتریک.

- Graphisoft ArchiCAD: مناسب برای پروژههای معماری با تمرکز بر طراحی خلاقانه.

- Bentley Systems (MicroStation): محبوب در پروژههای زیرساختی مانند راهآهن و سدها.

- Trimble Tekla Structures: انتخابی ایدهآل برای طراحی سازههای فولادی پیچیده.

- Nemetschek Allplan: کاربردی در پروژههای مهندسی عمران و پلسازی.

اهمیت استفاده از BIM

BIM مدعی است که با کاهش ۴۰ درصدی خطاها، صرفهجویی ۳۰ درصدی در هزینه ها، و کاهش ۵۰ درصدی زمان پروژه، صنعت ساختوساز را وارد عصر دیجیتال کرده است. این فناوری همچنین با شفافسازی داده ها، امکان پاسخگویی به بحرانهای زیستم حیطی را فراهم میکند؛ برای مثال، پروژه های مبتنی بر BIM بهطور متوسط ۲۰ درصد کمتر دیاکسیدکربن تولید میکنند.

وضعیت کشورهای پیشرو در BIM

- بریتانیا: پیشگام در الزام سازی BIM برای پروژههای دولتی از سال ۲۰۱۶؛ بیش از ۸۰ درصد پروژه های عمومی با BIM اجرا میشوند.

- آمریکا: طبق گزارش McGraw-Hill، ۷۲ درصد از شرکتهای بزرگ از BIM استفاده میکنند و ایالتهایی مانند ویسکانسین قوانین اختصاصی BIM دارند.

- آلمان: تمرکز بر پروژههای زیرساختی؛ مانند استفاده از BIM در ساخت راهآهن سریع السیر اشتوتگارت-اولم.

- استرالیا: برنامهریزی برای اجرای ۱۰۰ درصدی BIM در پروژههای دولتی تا سال ۲۰۲۵ با حمایت استاندارد NATSPEC.

جمع بندی

BIM تنها یک نرم افزار نیست، بلکه انقلابی در فرهنگ ساخت وساز است که دقت، سرعت، و مسئولیت پذیری را به صنعت ساختمان بازمیگرداند. در حالی که کشورهایی مانند انگلیس و آلمان از BIM برای خلق شاهکارهای مهندسی استفاده میکنند، ایران با عبور از چالشهای داخلی و اتکا به نیروی جوان و خلاق خود میتواند به جمع پیشگامان این تحول بپیوندد. آینده ساخت وساز به BIM تعلق دارد، و این آینده از امروز آغاز میشود.

مدلسازی اطلاعات ساختمان در ایران

اوایل مرداد سال 1400 مدیریت نظام فنی و اجرایی سازمان مدیریت و برنامه تهران اعلام کرد اعلام کرد مراحل تدوین سند چشم ¬انداز و برنامه بلندمدت مدل¬سازی اطلاعات ساخت (BIM) در پروژه¬ های عمرانی استان تهران به اتمام رسیده است. در این راستا ضمن رونمایی از سند مذکور در بیست و یکم تیرماه سال 1400، نسخه اولیه آن توسط سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان تهران منتشر می‌گردد. دست‌اندرکاران صنعت ساخت و ساز و علاقه¬ مندان به موضوع می‌توانند از طریق لینک ذیل فایل الکترونیکی سند را دریافت نمایند:

برای دریافت فایل کلیک کنید