Ứng dụng công nghệ BIM và phần mềm NAVIS WORKS để nâng cao hiệu quả quản lý tiến độ thi công trong công trình xây dựng

CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS NGÔ QUANG TƢỜNG
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

PGS.TS. Ngô Quang Tƣờng
Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 28 tháng 05 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)

TT
1
2
3
4
5

Họ và tên
TS. Khổng Trọng Toàn
TS. Chu Việt Cƣờng
PGS.TS Nguyễn Thống
TS.Trần Quang Phú
TS. Nguyễn Văn Giang

Chức danh Hội đồng
Chủ tịch
Phản biện 1
Phản biện 2
Ủy viên

Ủy viên, Thƣ ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã đƣợc
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TS. Khổng Trọng Toàn


TRƢỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRƢƠNG QUANG THÔNG
Ngày, tháng, năm sinh: 01/08/1985
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
cơng trình dân dụng và cơng nghiệp

Giới tính: nam
Nơi sinh:
MSHV: 1441870015

I. Tên đề tài

ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ BIM VÀ PHẦN MỀM NAVIS

WORKS ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CƠNG
TRONG CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG
II. Nhiệm vụ và nội dung
1. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của luận văn là ứng dụng công nghệ
bim và phần mềm navis works để nâng cao hiệu quả quản lý tiến độ thi cơng trong cơng
trình xây dựng, từ đó xây dựng một
2. Nội dung
Với mục tiêu của đề tài ứng dụng công nghệ bim và phần mềm navis works để nâng
cao hiệu quả quản lý tiến độ thi công trong cơng trình xây dựng và qua nghiên cứu tài liệu
về các n

, tác giả đề xuất các nội dung nghiên cứu nhƣ sau:
Kiểm tra sự va chạm giữa các bộ phận trong cơng trình , điển hình nhƣ sự va chạm

giữa kết cấu và hệ thống điện nƣớc, Phòng cháy chữa cháy. Để từ đó có sự điều chỉnh
hợp lý và kịp thời trƣớc khi thi cơng ngồi cơng trình. Giảm đƣợc đáng kể về chi phí và
thời gian khi cơng trình đƣợc thi cơng xây dựng.
Trích xuất khối lƣợng tự động từ mơ hình 3D-Bim.
Lập tiến độ, cân đối tài ngun
Mơ phỏng tiến độ bằng mơ hình 4D


Kết luận

.
III. Ngày giao nhiệm vụ:
IV. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
V. Cán bộ hƣớng dẫn:
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. Ngô Quang Tƣờng

17/3/2015
15/04/2016
PGS. TS. Ngô Quang Tƣờng
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn
gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƢƠNG QUANG THÔNG


ii

LỜI CÁM ƠN

Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Quang Tƣờng, là ngƣời thầy tận tình,
quan tâm, định hƣớng, giúp tơi xun suốt trong q trình thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn Th.s Nguyễn Phƣớc Dự Ngƣời truyền cảm hứng cho tơi u
thích phần mềm Revit. Để từ đó tôi quyết tâm thực hiện đề tài này.
Xin Cảm ơn những lời động viên nhắc nhở của các anh Lê Phƣớc Thạnh,
Trần Khắc Thiên, Lê Chí Cơng, Đào Ngọc Thanh, Đỗ Minh Hiền. Chính những lời
động viên nhắc nhở của các anh đã giúp tơi có tinh thần vƣợt qua những giai đoạn khó
khăn để hồn thành luận văn này.
Xin cảm ơn Công ty TNHH XD Trần Lâm, là nơi tôi đang công tác. Nhờ
Công ty, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện để tơi có thể thực hiện đƣợc luận văn này.
Xin cảm ơn gia đình tơi, vợ tơi là những ngƣời luôn đồng hành cùng tôi giúp đỡ tơi, để
tơi có thể n tâm thực hiện luận văn này.
Một lần nữa xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp,
gia đình giúp đỡ tơi từ kiến thức, tài chính, tinh thần, thời gian. Để tơi có đủ điều kiện
thực hiện luận văn này. Kính chúc mọi ngƣời sức khỏe dồi dào, gặp nhiều thành công,
hạnh phúc trong cuộc sống.
Trƣơng Quang Thông


iii

TÓM TẮT
Ngày nay với sự phát triển vƣợt bậc của cơng nghệ thơng tin, để giảm thiểu tối
đa chi phí, nhân công và thời gian ngày càng nhiều các công ty xây dựng trên thế giới
và tại Việt Nam ứng dụng cơng nghệ BIM (Building Information Modeling) vì những
lợi ích to lớn của nó mang lại trong cả vịng đời của một dự án.
Lập kế hoạch tiến độ thi công trong một dự án là một khâu khá quan trọng
trong một dự án xây dựng, để kiểm soát, quản lý, theo dõi một cách chặt chẽ trong suốt
quá trình thi công theo một kế hoạch đƣợc hoạch định trƣớc là điều không phải dễ dàng
và chiếm rất nhiều thời gian. Việc ứng dụng công nghệ BIM sẽ giải quyết đƣợc những

khó khăn trên. Chính vì vậy đề tài nghiên cứu của tác giả hệ thống hóa và liên kết các
phần mềm từ Revit – Ms Excel – ADTPro – NaVis Works và đƣa ra một mơ hình ứng
dụng một phần cơng cơng nghệ BIM đó là Mơ Phỏng 4D Tiến độ thi cơng hay cịn gọi
là 4D BIM để giúp cho các doanh nghiệp xây dựng tại Việt Nam thấy rõ đƣợc lợi ích
của cơng nghệ BIM mang lại. Đồng thời tác giả cũng hi vọng ngày càng nhiều các
doanh nghiệp xây dựng tại Việt Nam mạnh dạn đầu tƣ áp dụng công nghệ BIM để
nâng cao hiệu quả trong ngành xây dựng, từng bƣớc vƣơn lên ngang bằng với các
doanh nghiệp trên thế giới chỉ có nhƣ vậy mới có thể cạnh tranh đƣợc trong một mơi
trƣờng ngày càng khốc liệt của ngành xây dựng.


iv

ABSTRACT
Nowadays, with the beyond development of Information Technology, to
save mostly labor cost and duration in controling construction projects, many
Construction Companies in the World (include Vietnam) apply Building
Information Modeling (B.I.M) technology because of its huge advantages.
Work Schedule takes an important part in handling a construction project.
It’s not easy and takes so much time to control, manage and folow strictly a
construction work schedule that planned. Therefore, applying B.I.M technology will
help us solve the above difficulties. To assist a number of Construction Companies
in Vietnam understand more about advantages of B.I.M, research topic of Writer
about applying a part of B.I.M technology is “Imitation 4D for Construction Work
Schedule or 4D B.I.M shortly”. Furthermore, the Writer realy hopes that in the
future many Construction Companies in Vietnam will apply B.I.M Technology, step
by step reach to the class of Construction Companies in the World. It seems the
only way to compete in a more and more difficult economic environment of
Construction Industry.

v

MỤC LỤC

Chƣơng I : Đặt Vấn đề ................................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu chung ..................................................................................................... 2
1.1.1 Tình hình chung của ngành xây dựng hiện nay ........................................... 2
1.1.2 Tình hình ứng dụng cơng nghệ BIM của các nƣớc trên thế giới và Việt Nam
................................................................................................................................. 4
1.1.2.1 Những hạn chế của hệ thống CAD hai chiều ............................................. 4
1.1.2.2 Sự ra đời của BIM ....................................................................................... 5
1.1.2.3 BIM là gì ...................................................................................................... 5
1.1.2.4 So sánh quá trình làm việc giữa BIM ba chiều với CAD hai chiều hiện
nay ....................................................................................................................... 7
1.1.2.5 Ƣu và nhƣợc điểm khi sử dụng BIM .......................................................... 9
1.1.2.6 Tình hình ứng dụng cơng nghệ BIM các nƣớc trên thế giới ................... 13
1.1.2.5 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM tại Việt Nam ................................. 14
1.2 Xác định vấn đề cần nghiên cứu .......................................................................... 14
1.3 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 15
1.4 Mục đích mong muốn của đề tài ......................................................................... 15
Chƣơng II : Tổng quan ................................................................................................. 17
2.1 Cơng trình nghiên cứu trƣớc đây liên quan đến đề tài trên thế giới ................. 17
2.2 Cơng trình nghiên cứu trƣớc đây liên quan đến đề tài ở Việt Nam .................. 20
Chƣơng III : Cơ sở lý thuyết ........................................................................................ 22
3.1 Mơ hình 3D-BIM .................................................................................................. 22


vi

3.2 Mơ hình 4D-BIM .................................................................................................. 23
3.3 Tiến độ thi cơng xây dựng ................................................................................... 24
Chƣơng IV Phạm vi và phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................... 27
4.1 Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng ..................................................................... 27
4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 27
4.2.1 Quy trình nghiên cứu .................................................................................... 27
4.2.2 Xuất khối lƣợng sang Excel.......................................................................... 28
4.2.3 Gán thời gian và tài nguyên cho từng công tác trong ADTPro .................. 32
4.2.4 Lập tiến độ thi công ...................................................................................... 33
4.2.5 Kiểm tra sự va chạm của kết cấu ................................................................. 34
4.2.6 Mô phỏng tiến độ thi công bằng diễn hoạt 4D ............................................ 36
Chƣơng 5 : Ứng dụng thử nghiệm .............................................................................. 38
5.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu ........................................................................ 38
5.2 Xuất khơi lƣợng tự động từ mơ hình 3D ............................................................. 39
5.3 Dùng ADTPro để tra định mức, nhập khối lƣợng gán tài nguyên và thời gian cho
từng công tác đồng thời kết xuất tiến độ sang MS Project ................................. 45
5.4 Mô phỏng 4D tiến độ thi công dùng Navis Works .............................................. 49
Chƣơng 6 : Kết luận và kiến nghị ................................................................................ 57
6.1 Kết luận .................................................................................................................. 57
6.2 Những hạn chế của đề tài ...................................................................................... 57
6.3 Kiến nghị ................................................................................................................ 58
Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 59
Phụ Lục ......................................................................................................................... 61


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Hình 1.1 -Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015) .................... 2

–

..................................................................................................... 7

–

................................................................................................... 7

–

............................................................................................. 23

–

............................................................................................. 24

–

........................................................................... 25

–

..................................... 30

–

............................................................. 31

–

..................................................... 35

- Revit export sang Navis works ........................................................................ 36
- kiểm tra sự va chạm giữa các bộ phận trong cơng trình trên Navis Works . 36
- Giai đoạn Phần móng đang trong q trình thi cơng ..................................... 37
- Giai đoạn phần móng và đà kiềng đã hồn thành đang triển khai thi cơng
phần cột tầng 1 .................................................................................................................... 38
- Phối cảnh hạng mục nhà kho-căn tin ................................................................. 39
- Kết quả xuất sang MS Project từ ADT Pro .............................................. 48
- Xuất từ 3d Revit sang Navis Works ......................................................... 49
- Import Ms Project vào Navis Works ........................................................ 50
-

.......................... 51

-

2013, 2014 và 20153
- Kết quả xuất sang Excel phần móng .............................................................. 31
- Kết quả xuất sang phần đà kiềng .................................................................... 32
- Kết quả xuất sang phần cột tầng 1.................................................................. 32

- Tra định mức trên ADTPro ...................................................................... 33
- Gán thời gian cho từng công tác trên ADTPro. Xuất sang Microsoft
Project 34
–

................................................................ 40
..................................................................... 40

viii

–

.................................................................................. 41

- Bảng tổng hợp khối lƣợng tồn bộ cơng trình ........................................ 45
- Bảng tra định mức và nhập khối lƣợng trên ADT Pro ............................ 46


ix

STT

Từ viết tắt

1

BIM

2

FDI

Diễn giải
building information modeling
Foreign Development Invesment

1

CHƢƠNG I : ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu chung:
1.1.1 Tình hình chung của ngành xây dựng hiện nay :
Từ năm 2001 đến nay nền kinh tế của Việt Nam đã hội nhập chung với nền kinh
tế của khu vực và thế giới, điểm nhấn chính là kể từ ngày 11/01/2007 Việt Nam chính
thức trở thành thành viên của tổ chức thương mại quốc tế ( WTO). Hiện nay các doanh
nghiệp xây dựng Việt Nam ngày càng cải thiện chất lượng và trình độ xây dựng tốt
hơn, làm chủ được cơng nghệ thi cơng, cơng nghệ thiết kế các cơng trình nhà cao tầng,
cơng trình ngầm, cơng trình vượt khẩu độ lớn.
Hiện nay các tòa nhà chọc trời đua nhau mọc lên cũng chính là một tín hiệu vui
cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành xây dựng Việt Nam nói riêng, chúng ta
đang dần dần hồn thiện trình độ xây dựng hiện đại ngang tầm với thế giới, tiêu biểu
một số cơng trình như : Bitexco Financial Tower 68 tầng là tịa nhà cao nhất thành phố
Hồ Chí Minh, Keangnam Landmark Tower 72 tầng là tòa nhà cao nhất Việt Nam…
Sự sụt giảm của ngành bất động sản giai đoạn năm 2008 đến năm 2012 đã tác động
mạnh mẽ đến ngành xây dựng. Đến năm 2013 ngành xây dựng có dấu hiệu phục hồi
với tốc độ phát triển vừa phải nhờ vào gói tín dụng 30,000 tỷ trong giai đoạn năm
2013-2014, hỗ trợ lãi suất. Đến nay từ năm 2014 đến năm 2015 có thể nói là điểm khởi
đầu chu kỳ tăng trưởng mới của ngành xây dựng bởi vì Chính Phủ tiếp tục tập trung
phát triển cơ sở hạ tầng, bất động sản phát triển mạnh, và dòng vốn FDI tiếp tục tăng ở
mức tiếp tục.


2

Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015). Đơn vị: Tỷ USD

Hình 1.1 :Thu hút vốn FDI vào Việt Nam 6 tháng và cả năm (2012-2015)

oạch và Đầu Tưaa)
Theo Tổng cục thống kê tình hình kinh tế xã hội 6 tháng đầu năm 2015: Trong khu
vực công nghiệp và xây dựng, ngành công nghiệp tăng 9,53% so với cùng kỳ năm
trước, cao hơn nhiều mức tăng cùng kỳ của một số năm trước, trong đó công nghiệp
chế biến, chế tạo đạt mức tăng cao với 9,95%, góp phần quan trọng vào mức tăng
trưởng chung (đóng góp 1,57 điểm phần trăm); ngành khai khống tăng cao ở mức


3

8,18% (cùng kỳ năm trước giảm 1,13%). Ngành xây dựng tăng 6,60%, cao hơn mức
tăng 6,11% của cùng kỳ năm 2014.
Bảng 1.1 Tốc độ tăng tổng sản phẩm trong nƣớc
6 tháng các năm 2013, 2014 và 2015

Đóng góp của

Tốc độ tăng so với

các khu vực

cùng kỳ năm trước (%)

vào tăng trưởng

Tổng số
Nông, lâm nghiệp và
thủy sản
Công nghiệp và xây
dựng

Dịch vụ
Thuế sản phẩm trừ
trợ cấp sp

6 tháng năm

6 tháng năm

6 tháng năm

6 tháng

2013

2014

năm 2015

4,90

5,22

6,28

6,28

2,06

2,90

2,36

0,42

4,97

5,12

9,09

2,98

6,13

5,82

5,90

2,22

5,33

7,19

5,60

0,66

2015 (Điểm
phần trăm)

(Theo Tổng cục Thống kê)
Với triển vọng và xu hướng phát triển của ngành xây dựng trong những năm tới,
để dần hoàn thiện vươn lên bắt kịp trình độ xây dựng với các nước trong khu vực và thế
giới , các doanh nghiệp xây dựng trong nước bắt buột phải nắm bắt ứng dụng công nghệ
mới, cơng nghệ thơng tin để tìm ra giải pháp hoạt động một cách tốt nhất nhằm giảm chi
phí, giá thành, thời gian, kiểm soát tiến độ chặt chẽ nhằm tạo lợi thế lớn trong quá trình
cạnh tranh ngày càng gay gắt như hiện nay. Một trong những cơng nghệ có thể giúp cho
các doanh nghiệp xây dựng kiểm soát tất cả các giai đoạn trong xây dựng, tối ưu về thời


4

gian và chi phí xây dựng đó là cơng nghệ BIM (Building Information Modeling) .
1.1.2 Tình hình ứng dụng cơng nghệ Bim ở các nƣớc trên thế giới và Việt Nam:
1.1.2.1 Những Hạn chế của hệ thống CAD hai chiều :Trích nguồn : Tài liệu
nghiên cứu phục vụ cho giảng viên khoa Kinh tế và Quản lý Xây dựng –
Trường Đại học Xây dựng – Nguyễn Thị Nha Trang-Năm 2014).
Sự rời rạc trong cách truyền tải thông tin của hệ thống CAD từ lâu đã là rào cản
cho việc chia sẻ thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng. Nó cổ vũ cho
việc chuyên nghiệp hóa trong thiết kế trong khi lại sao nhãng việc hỗ trợ trao
đổi thông tin qua lại giữa các thành viên của dự án. Các bản vẽ do một thành
viên tạo ra, chưa hề được đánh giá một cách cẩn trọng xem liệu có phù hợp cho
người khác sử dụng hay khơng, vẫn được chuyển cho các thành viên khác. Hơn
thế nữa, các bản vẽ CAD chỉ đơn thuần là những hình vẽ minh họa. CAD rất ít hỗ
trợ tự động hóa sản xuất và thiết kế. Nói cách khác, hệ thống CAD đơn thuần chỉ
là giúp thay thế việc vẽ bằng tay bằng việc vẽ bằng máy vi tính.
Rõ ràng là, khi làm việc với hệ thống bản vẽ hai chiều CAD, dịng chảy của
thơng tin và cơng việc giữa các thành viên dự án được thực hiện lặp đi lặp lại và
gây ra lãng phí. Sử dụng cơng cụ truyền tải thông tin là hệ thống các bản vẽ hai

chiều rất cồng kềnh và bất tiện, thông tin được truyền tải từ các thành viên làm
cơng việc trước (ví dụ như tư vấn kiến trúc) xuống các thành viên làm công việc
tiếp theo (tư vấn kết cấu hoặc tư vấn cơ, điện, nước) và ngược lại làm cho toàn
bộ quá trình bị rời rạc và khơng đồng nhất. Q trình truyền tải thông tin này là
mảnh đất mầu mỡ cho các sai, lỗi xuất hiện và phát triển do thông tin về cơng
trình được truyền tải qua lại có thể bị mất mát, sai lệch. Hơn nữa, do trong quá
trình thực hiện dự án xây dựng, thường xuất hiện những thay đổi, càng làm rối
hơn q trình truyền tải thơng tin này. Ví dụ, những thay đổi xuất phát từ phía
chủ đầu tư sẽ kéo theo những thay đổi trong thiết kế kiến trúc. Những thay đổi
trong thiết kế kiến trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi trong thiết kế
kết cấu và thiết kế cơ điện. Rõ ràng là những thay đổi này, khiến việc thực hiện
và phê duyệt thiết kế cũng được thực hiện lặp đi lặp lại trong tất cả các giai đoạn
của dự án, tiêu tốn nhiều thời gian. Có thể nói, làm việc với hệ thống bản vẽ 2


5

chiều này gây lãng phí nhiều thời gian và cơng sức của các thành viên dự án xây
dựng.
Ngoài ra, bản vẽ thiết kế tạo ra bởi công cụ CAD 2D truyền thống cũng thường
xuất hiện những lỗi mà chỉ được phát hiện trong q trình thi cơng – ví dụ: hệ
thống ống dẫn thường bị vướng
1.1.2.2 Sự ra đời của Bim :( Trích nguồn : Tài liệu nghiên cứu phục vụ cho giảng
viên khoa Kinh tế và Quản lý Xây dựng – Trường Đại học Xây dựng – Nguyễn Thị
Nha Trang-Năm 2014).
Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là
Building Information Modeling (BIM) đã xuất hiện trong ngành cơng nghiệp xây
dựng, đó là cơng nghệ sử dụng mơ hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và
truyền đạt thơng tin của cơng trình.
Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modeling

(BIM) được Autodesk đặt ra (Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung cấp
các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng) và được
phổ biến rộng rãi bởi Jery Laiserin (một chun gia phân tích cơng nghiệp
(Technology Industry Analyst) người Mỹ) để mơ tả mơ hình khơng gian ba chiều
thiết lập bằng cơng cụ máy tính để thể hiện các vật thể. Nó trợ giúp q trình trao đổi
và chia sẻ thơng tin của cơng trình bằng cách số hóa. Các nhà tư vấn thiết kế cũng
như các nhà thầu xây dựng có thể sử dụng các phần mềm BIM (chẳng hạn như
Autodesk Revit Architectural, Revit Structure, Revit MEP, v.v.) để tạo nên một mơ
hình của cơng trình trên máy vi tính mà mơ hình này sẽ giống hệt như cơng trình thực
tế ở ngồi cơng trường. Mơ hình khơng gian ba chiều này được liên kết với cơ sở dữ
liệu thông tin của dự án, thể hiện tất cả các mối liên hệ về mặt khơng gian, các thơng
tin hình học, kích thước, số lượng, và cả cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận
của cơng trình. Nó có thể được sử dụng để thể hiện tồn bộ vịng đời của một cơng
trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng.[1]

1.1.2.3 Bim là gì?
Khi nói về BIM nhiều người nghĩ rằng đơn giản nó là một sản phẩm phần
mềm, thực tế cơng nghệ BIM khơng bó hẹp trong việc diễn tả một thiết kế kiến trúc


6

hay việc tạo ra một mơ hình ba chiều trình bày phối cảnh của cơng trình sau khi cơng
trình đã được thiết kế xong. BIM không đơn thuần chỉ là một mơ hình 3D! BIM là
tiến trình tạo dựng và sử dụng mơ hình kĩ thuật số cho cơng việc thiết kế, thi cơng và
cả q trình thực hiện dự án. Phần mềm đơn giản chỉ là cơ cấu để tiến trình BIM được
thực hiện. BIM chứa đựng những thay đổi mang tính cách mạng trong việc thơng tin
của cơng trình xây dựng được tạo ra, thể hiện, và sau này được sử dụng trong quá
trình xây dựng. Do hợp nhất được thơng tin từ tất cả các khía cạnh của q trình xây
dựng cơng trình nên BIM có thể làm tăng hiệu quả sử dụng và tính sẵn có của các

thơng tin này lên gấp nhiều lần. .[1]

Hình 1.2 : Mơ Hình BIM
Tiến trình BIM liên quan đến các bên tham gia trong tồn bộ vịng đời (life
cycle) của dự án (kiến trúc sư, kĩ sư, nhà thầu, chủ cơng trình, quản lý thiết bị, v.v),
tất cả những người góp sức và trao đổi thơng qua việc chia sẻ mẫu thiết kế.


7

Hình 1.3 : Tiến trình BIM
Những mẫu thiết kế này bao gồm sự kết hợp giữa mơ hình thơng minh 2D và
3D trước đây sử dụng để lập bản vẽ thiết kế cơng trình, cùng với các yếu tố ngoại vi
như vị trí địa lý và điều kiện thực tế ở địa phương, cho đến dữ liệu ảo của công trình
cung cấp nguồn cho mọi thơng tin phục vụ việc thiết kế cơng trình.
„‟Sự thơng minh‟‟ được đưa vào vật thể bao gồm giá trị biến đồ họa xác định
trước và thông tin phi đồ họa, cung cấp cho kiến trúc sư, kĩ sư cơ-điện-nước, và nhà
thầu khả năng biểu diễn hình học và mối quan hệ giữa các yếu tố cơng trình liên quan.
Thơng tin này khi đưa vào hệ thống dữ liệu tích hợp sẽ được cập nhật vào
toàn bộ các bản vẽ thiết kế và danh mục của dự án. Khi dự án có một thay đổi được
phê duyệt và tích hợp vào mơ hình kết quả của BIM, tất cả các góc nhìn đồ họa (sơ
đồ, kiến trúc, chi tiết, và các bản vẽ cấu trúc khác), cũng như các thông tin phi đồ họa
như tài liệu thông tin về kiến trúc và các danh mục sẽ tự động phản hồi và cập nhật
các thay đổi đó.[1]
1.1.2.4 So sánh q trình làm việc giữa BIM ba chiều với CAD hai chiều
hiện nay
Trong quá trình làm việc với CAD hai chiều hiện nay, các thành viên của dự án sử
dụng các bản vẽ hai chiều (mặt bằng, hình chiếu, mặt cắt, v.v.) để trao đổi thơng tin
với nhau. Rõ ràng là việc trao đổi thông tin theo hình thức này sẽ khơng đạt hiệu quả

8

cao bằng việc trao đổi thông tin sử dụng mô hình BIM ba chiều. Trong khi các hình
vẽ hai chiều chỉ đơn thuần thể hiện hai đường kích thước của vật thể, mơ hình BIM
thể hiện rõ ràng ba đường kích thước hình khối khơng gian của các bộ phận của cơng
trình. BIM đi xa hơn các bản vẽ CAD truyền thống bởi sự cung cấp thêm tính năng
thơng minh cho các thiết bị cơng trình (chẳng hạn như cửa sổ, tường hay máy lạnh
trung tâm) cũng như cung cấp mối liên hệ về thông tin và không gian giữa cơng trình,
thiết bị, tải trọng, thời tiết,.. và sự tương tác của các yếu tố này lên hệ thống. Hơn thế
nữa, BIM truyền tải thông tin dưới dạng thông tin điện tử nên sẽ nhanh chóng, thuận
tiện, và hiệu quả hơn nhiều so với các bản vẽ in hai chiều, đồng thời, các sai lỗi phát
sinh sẽ được giảm nhiều.
Bên cạnh việc tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa các thành viên của dự án
xây dựng, BIM cũng có thể giúp cho các thành viên tăng cường được tính thống nhất
của cơng việc. Trong q trình làm việc với bản vẽ hai chiều hiện nay, công việc thiết
kế được thực hiện không thống nhất và lặp đi lặp lại. Mối liên hệ công việc giữa các
thành viên không được coi trọng và không chặt chẽ. Những thay đổi xuất phát từ các
thành viên làm công việc trước sẽ dẫn đến thay đổi trong thiết kế của các thành viên
làm công việc sau. Các thành viên làm công việc sau sẽ phải cập nhật những thay đổi
đó, rồi phải chuyển ngược lại cho các thành viên làm công việc trước kiểm tra và phê
duyệt. Quá trình này tiêu tốn nhiều thời gian và tạo điều kiện cho các sai sót phát
triển. Ngược lại, BIM, như là một mơ hình của cơng trình thực trên thực tế, sẽ giúp
cho mọi thành viên có thể dễ dàng tiếp cận với các thơng tin của cơng trình. Cơng
việc của các thành viên sẽ được thống nhất và kết hợp chặt chẽ. Tất các những thay
đổi được tạo ra từ mỗi thành viên sẽ được tự động cập nhật trên mơ hình. Điều này sẽ
duy trì sự thống nhất và chính xác của tất cả các thông tin và bản vẽ thể hiện. Mơ hình
cơng trình sẽ trở thành trung tâm của tồn bộ quá trình thiết kế. Với BIM, các thay
đổi sẽ được theo dõi chặt chẽ và chính xác hơn. Các quyết định sẽ được quyết định
nhanh hơn. Tất cả những lỗi có khả năng xảy ra sẽ được chú ý, giải quyết, và cập nhật

ngay vào mơ hình. Điều này sẽ giúp tạo ra một hệ thống bản vẽ thi cơng chính xác
tuyệt đối, đồng thời giảm thiểu tối đa nguy cơ phát sinh phí phát sinh, chậm tiến độ,
và tăng chi phí xây dựng.[1]


9

1.1.2.5 Ƣu nhƣợc điểm khi sử dụng BIM.
Ƣu điểm
-

Tăng khả năng phối hợp thơng tin

-

Thiết kế dễ hình dung hơn

-

Linh hoạt trong sử dụng

-

Cải thiện q trình tính tốn chi

- Chi phí đào tạo và chi phí cho phần
mềm
- Thêm nhiều việc phải tiến hành trước
khi cơng trình được xây dựng
- Phá hỏng tiến trình mua sắm và xây

phí
-

Nhƣợc điểm

Giảm chi phí và thời gian lắp đặt

dựng

Phân tích ƣu khuyết điểm khi sử dụng BIM
+ Ƣu điểm :
 Tăng khả năng phối hợp thông tin (tăng sự hợp tác giữa các
bên có liên quan) Vì mơ hình kĩ thuật số từ BIM mơ tả cơng trình một cách
thống nhất, nó có thể cải thiện đáng kể sự phối hợp thơng tin ở các giai
đoạn thiết kế, thi cơng và tồn bộ vịng đời (life cycle) của cơng trình. BIM
cung cấp một cái nhìn tổng thể rõ ràng về cơng trình giúp các bên liên quan
đến dự án đưa ra các quyết định phù hợp, giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu
quả công việc.
BIM cho phép sự hợp tác chưa từng có trong hoạt động thiết kế. BIM
tạo ra cho tất cả các nhà thầu cơ hội ngồi lại với nhau và làm việc về các
vấn đề trước khi bắt đầu xây dựng. BIM được sử dụng để xây dựng các mơ
hình khơng gian ba chiều thiết kế riêng biệt. Tư vấn kiến trúc phát triển mơ
hình kiến trúc riêng. Tư vấn kết cấu xây dựng mơ hình kết cấu. Tư vấn
điện, nước, cơ khí xây dựng mơ hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, và
điều hịa khơng khí. Sau đó, các mơ hình riêng biệt này được tích hợp vào
một mơ hình tổng hợp, thống nhất. Là mơ hình kĩ thuật số thống nhất nên
các kiến trúc sư, kĩ sư cơđiện-nước, nhà thầu, và chủ đầu tư ở mỗi khâu
khác nhau trong vịng đời của cơng trình có thể thêm thơng tin vào nó, xuất
thơng tin từ nó hoặc chỉnh sửa thơng tin trong nó để hỗ trợ cho công việc

của họ.
Tất cả các thành viên của dự án xây dựng sẽ làm việc cùng với nhau
trong một khơng gian chung để tìm ra các xung đột giữa các bộ phận, cấu


10

kiện của cơng trình, đồng thời tìm ra giải pháp cho các xung đột đó một
cách thích hợp và hữu dụng nhất để tạo ra được một hệ thống bản vẽ thi
cơng có tính chính xác cao, dẫn đến việc giảm tối đa các chi phí phát sinh ở
trên cơng trường. Như vậy, với BIM, các thành viên của dự án xây dựng
khơng cịn làm việc một cách tách biệt trong mơi trường riêng của mình
nữa, mà làm việc trên khối thơng tin thống nhất của cơng trình. Những
thay đổi trên mơ hình BIM tổng hợp sẽ đƣợc tự động cập nhật trên các
mơ hình thành phần, trên các bản vẽ, bảng thống kê, tiêu chuẩn, v.v.,
giúp duy trì tính thống nhất của dịng thơng tin. Với việc sử dụng BIM,
các thành viên của dự án có thể rõ ràng nắm bắt được các thành viên khác
đang làm gì với cơng trình một cách rõ ràng và do đó họ có nhiều ảnh
hưởng hơn đối với cơng việc của các thành viên khác. Điều này đặc biệt
hữu ích trong trường hợp "đụng độ" có thể dẫn đến việc "chồng chéo mặt
trận công tác (stacking of trades )" - khu vực mà hai nhà thầu khác nhau dự
kiến lắp đặt thiết bị hoặc vật liệu trong cùng một không gian, đôi khi cùng
một thời gian. Trên thực tế, để giải quyết tình hình này thì phải yêu cầu một
nhà thầu dỡ bỏ vật liệu và lắp đặt lại hoặc phải đợi chờ để có được mặt
bằng thi cơng. Tuy nhiên nếu đưa các vấn đề về “đụng độ” này vào trong
mô hình BIM thì vấn đề này hồn tồn có thể lường trước được và có thể
đưa ra giải pháp xử lý trước khi các công việc được tiến hành.
Hơn thế nữa, các thành viên của dự án có thể sử dụng BIM để khám
phá các phương án thi công khác nhau, trình tự thi cơng, hoặc tính có thể thi
cơng được của các bộ phận cơng trình cũng như tồn bộ cơng trình. Đồng

thời, do BIM tạo ra mơ hình không gian 3 chiều với đầy đủ các thông
tin về các bộ phận của cơng trình từ hình dạng, kích thƣớc, cho đến cấu
tạo vật liệu, hoàn thiện, nên các thành viên của dự án có thể dễ dàng
tính tốn khối lƣợng, giúp xây dựng dự toán và tiến độ của cơng trình.
BIM cịn có thể được sử dụng để khám phá việc bố trí mặt bằng của thiết bị
cẩu lắp, vật liệu, cũng như các cơng trình tạm ở trên công trường… để là


11

xây dựng nên một kế hoạch thi cơng cơng trình giúp làm tăng giá trị và
giảm lãng phí.
 Thiết kế dễ hình dung hơn
Trong giai đoạn thiết kế ý tưởng, BIM được sử dụng để truyền tải ý tưởng
thiết kế đến chủ đầu tư. Những hiệu ứng hình ảnh khơng gian ba chiều có sẵn
trong BIM giúp cho việc truyền tải ý tưởng kiến trúc được thực hiện một cách
có hiệu quả hơn rất nhiều. Không chỉ đơn thuần thể hiện hình ảnh đẹp,
BIM cịn trình bày một cách hồn chỉnh và đầy đủ về cơng trình cần xây
dựng bao gồm hình dạng, kích thƣớc, cấu tạo vật liệu, hồn thiện, và
nhiều thông tin khác nữa. Thông qua BIM, chủ đầu tư của dự án có thể dễ
dàng khái quát hình dạng của cơng trình, các khoảng khơng gian quan trọng,
và sự hịa hợp của cơng trình với cảnh quan xung quanh. Chủ đầu tư có thể dễ
dàng nhìn ra được cơng trình của mình sẽ thực tế trơng như thế nào trong
tương lai. BIM giúp cho chủ đầu tư không chỉ hiểu được ý tưởng thiết kế một
cách tốt hơn mà cịn dễ dàng phản hồi thơng tin đến nhà tư vấn kiến trúc để
tư vấn kiến trúc có thể sửa đổi thiết kế sao cho đáp ứng yêu cầu của chủ đầu
tư. Hơn thế nữa, BIM còn được sử dụng để đánh giá nhiều phương án thiết kế
khác nhau, giúp cho việc xem xét và ra quyết định được chính xác hơn.
Đối với các nhà thầu thì mơ hình BIM là tương đối dễ hiểu và hiển thị được
chiều sâu và cao độ một cách rõ ràng và dễ hình dung. Trên một bản vẽ

khơng sử dụng cơng nghệ BIM, nhà thầu có thể khơng nhìn ngay ra được một
lối vào trên bản vẽ sẽ trông như thế nào khi nó được hồn thành. Tuy nhiên,
trên một mơ hình BIM, lối vào này sẽ xuất hiện trên màn hình máy tính giống
như hình ảnh nó sẽ được thực hiện trên thực tế.
Những mẫu cơng trình ảo được tạo ra trong tiến trình BIM cũng cung cấp lợi
ích rất lớn cho kĩ sư cơ-điện lạnh để tối ưu hóa cách bố trí hệ thống HVAC
(Heating, Ventilation and Air Conditioning: Nhiệt, Thơng gió và Điều hịa
khơng khí) với khơng gian hạn chế của cơng trình. Hoặc thay thế bộ tuần
hồn khí ở phịng kĩ thuật, hoặc sắp xếp lại ống dẫn, khả năng xây dựng nên


12

hệ thống HVAC ảo và mơ phỏng ảo 3D nó có thể đảm bảo cho mọi thiết bị sẽ
phù hợp khi lắp đặt.
 Tính linh hoạt
Với BIM, rất dễ dàng để điều chỉnh thiết kế. Khi có một sự thay đổi ở mơ
hình BIM thì nó sẽ tự động cập nhật tất cả các bản vẽ thành phần mà bị ảnh
hưởng bởi sự thay đổi đó. Ví dụ, nếu tiền sảnh được bố trí thêm vào tầng một
trên mơ hình BIM, tất cả các bản vẽ thể hiện tầng một cũng sẽ hiển thị các
chi tiết cần thiết để xây dựng tiền sảnh. Một khi sự thay đổi được thực hiện
với mơ hình BIM thì sẽ khơng cần thiết phải có những sự điều chỉnh thủ cơng
trên từng bản vẽ thành phần nữa. Các nhà thiết kế đơn giản chỉ cần in bản vẽ
xây dựng mới ra.
 Cải thiện tính tốn chi phí
BIM có thể đơn giản hóa và giúp việc tính tốn chi phí do thơng tin có tính
chiều sâu và chính xác mà nó cung cấp. Mối liên hệ dễ dàng với vật liệu và
số chi tiết lắp đặt có thể xuất ra từ mơ hình có thể cải thiện tốc độ và độ chính
xác của việc ước tính, đưa ra những thay đổi về kiểu dáng thiết kế vì vậy các
vấn đề về chi phí có thể được giải quyết một cách chủ động

 Giảm chi phí lắp đặt
Trước khi quá trình lắp đặt tiến hành, BIM sẽ giúp xác định những chi tiết
khơng thích hợp, ví dụ như các phần của bản thiết kế chiếm vị trí trùng nhau.
Từ đó nhà thiết kế có thể điều chỉnh sớm hơn để giảm hay triệt tiêu các thay
đổi trong q trình lắp đặt.
Mơ hình BIM có thể được sử dụng để làm sẵn các chi tiết của công trình,ví
dụ như là ống dẫn một cách đáng tin cậy. Điều này sẽ giúp tiết kiệm chi phí
liên quan đến lắp ráp và lắp đặt.
+ Nhƣợc điểm :
 Chi phí đào tạo và chi phí cho software
Việc sử dụng BIM yêu cầu cần phải có sự đào tạo cẩn thận. Việc sử dụng
phần mềm hỗ trợ tạo lập mơ hình bao giờ cũng đi kèm các chi phí như cấp


13

phép, chi phí mua phần mềm và đào tạo. Một nhà thầu muốn áp dụng BIM có
thể cần phải nâng cấp hệ thống máy tính của mình để sử dụng hiệu quả phần
mềm BIM.
 Thêm nhiều việc phải tiến hành trƣớc khi cơng trình đƣợc
xây dựng
BIM địi hỏi phải nỗ lực nhiều hơn ở giai đoạn đầu của dự án. Khi BIM được
sử dụng, đó sẽ khơng hiệu quả nếu như nhà thầu chỉ đơn thuần gửi kế hoạch
công việc của riêng mình và sau đó tiến hành xây dựng. Điều tiên quyết là
Nhà thầu xây dựng phải làm việc với các nhà thiết kế và các nhà thầu khác để
tạo ra mơ hình hợp tác giữa các bên.
 Phá hỏng tiến trình mua sắm và xây dựng
Mặc dù một trong những lợi thế của việc sử dụng mơ hình BIM là những sự
điều chỉnh có thể được thực hiện nhanh chóng, tuy nhiên BIM lại có thể phá
hỏng tiến trình cung ứng vật tư và thi cơng xây dựng chung ( general

procurement and construction process ) khi đặt hàng các mặt hàng (items)
địi hỏi phải có thời gian đợi chờ lâu. Ví dụ, một nhà thầu có thể cần phải đặt
hàng vật tư dựa trên kích thước được ghi trong bản vẽ thiết kế mà từ khi đặt
hàng đến khi nhận được hàng này có thể mất vài tuần hoặc vài tháng. Tuy
nhiên nếu các nhà thầu khác nhập thêm thơng tin cơng việc của mình vào mơ
hình trong q trình đó, làm kích thước có sự thay đổi, thì nhà thầu đầu tiên
có thể khơng có đủ thời gian để đặt hàng vật tư.
1.1.2.6 Tình hình ứng dụng công nghệ BIM ở các nƣớc trên thế giới.
Báo cáo SmartMarket năm 2012 của McGraw Hill cho thấy rằng tỷ lệ chấp
nhận công nghệ BIM tại Mỹ là 72%, tại Hàn Quốc là 58%, tại Trung Đông là 25% [2]
Theo một báo cáo năm 2010 của của McGraw Hill sử dụng công nghệ BIM ở Tây Âu
là 38%. [3]. Tại Anh theo báo cáo của The National Building Specification (NBS) tỷ lệ
dùng công nghệ BIM năm 2012 là 31% [4]. Tại Nam Bán Cầu theo một báo cáo quốc
gia của Masterspec states tại New Zealand tỷ lệ sử dụng công nghệ BIM là 34% trong
khi ở Úc là 19% [5].