BIM là gì? Lợi ích và ứng dụng BIM trong xây dựng

BIM là viết tắt của từ gì?

BIM là viết tắt của Building Information Modeling - mô hình thông tin công trình - là một quy trình tổng thể nhằm tạo lập và quản lý thông tin cho một công trình xây dựng. Nó không chỉ đơn thuần là một công cụ hay công nghệ riêng lẻ mà còn là nền tảng cho quá trình chuyển đổi số trong ngành kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng. 

Với BIM, các đội dự án có thể phối hợp làm việc trong một môi trường dùng chung dựa trên nền tảng điện toán đám mây. BIM cho phép họ tạo ra một mô hình 3D động, chứa toàn bộ dữ liệu liên quan đến dự án, ghi lại đầy đủ các đặc điểm vật lý, chức năng cũng như mối quan hệ của công trình và hạ tầng.

Lịch sử hình thành của BIM

Thời gian hình thành của BIM là một quá trình phát triển dài hạn, gắn liền với sự tiến bộ của công nghệ thiết kế và nhu cầu quản lý xây dựng hiệu quả, tối ưu. Dưới đây là lịch sử hình thành của BIM qua từng giai đoạn quan trọng:

Từ những năm 1960-1970, khái niệm mô hình hóa thông tin bắt đầu xuất hiện từ những nghiên cứu học thuật về việc mô phỏng công trình bằng dữ liệu số.

Năm 1975, Giáo sư Charles Eastman (ĐH Carnegie Mellon, Mỹ) giới thiệu ý tưởng về mô hình “Building Description System (BDS)” – một dạng mô hình số có thể lưu trữ thông tin vật liệu, cấu trúc và chi tiết công trình. Đây được xem là tiền thân của BIM.

Đến năm 1980s, Các phần mềm CAD (Computer-Aided Design) 2D và 3D bắt đầu phát triển như AutoCAD của Autodesk.
Một số công ty tiên phong bắt đầu thử nghiệm mô hình dữ liệu 3D tích hợp thông tin như ArchiCAD ra mắt năm 1987. Đây phần mềm đầu tiên được mô tả là “công trình ảo”.

Trong những năm 1990, ngành xây dựng bắt đầu thấy rõ tiềm năng của việc tích hợp dữ liệu kỹ thuật vào mô hình số. Phần mềm Revit ra đời năm 1997 và được Autodesk mua lại vào năm 2002. Cùng lúc đó, thuật ngữ "Building Information Modeling" dần được đưa vào sử dụng trong nghiên cứu và thực tiễn.

Năm 2002, Autodesk chính thức sử dụng thuật ngữ BIM trong chiến lược tiếp thị toàn cầu, giúp BIM lan rộng trong kiến trúc, kỹ thuật, xây dựng (AEC). Các công ty như Bentley, Graphisoft, Tekla cũng phát triển phần mềm BIM đa lĩnh vực. Khái niệm BIM mở rộng từ 3D (thiết kế) sang 4D (thời gian), 5D (chi phí), 6D (bảo trì), 7D (bền vững).

Thời đại chuẩn hóa và chuyển đổi số 2010 đến nay, nhiều quốc gia phát triển: Anh, Singapore, Đức,v.v...bắt buộc áp dụng BIM cho các dự án công. Năm 2018, tiêu chuẩn quốc tế ISO 19650 được công bố, đặt nền móng chuẩn hóa cho việc quản lý thông tin công trình theo BIM.
BIM tích hợp công nghệ hiện đại như điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo, IoT, thực tế ảo (VR/AR) và bản sao số, trở thành nền tảng quan trọng cho chuyển đổi số ngành kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng.

Các cấp độ BIM

Trong ngành xây dựng, các cấp độ BIM (BIM levels) được dùng để mô tả mức độ trưởng thành và ứng dụng của công nghệ BIM trong một dự án. Mỗi cấp độ phản ánh mức độ số hóa, chia sẻ dữ liệu và phối hợp giữa các bên tham gia. Các cấp độ BIM bao gồm:

Level 0 – Không BIM: Chỉ sử dụng bản vẽ 2D, giấy tờ hoặc PDF. Chia sẻ bằng cách gửi tay, qua email và thông tin bị phân mảnh. Sử dụng phổ biến ở các dự án nhỏ hoặc lạc hậu

Level 2 – BIM phối hợp: Các bên liên quan sử dụng mô hình 3D với dữ liệu riêng biệt nhưng có thể chia sẻ thông qua định dạng chung (IFC, COBie). Điều này làm mức độ phối hợp cao hơn, giảm xung đột thiết kế. Hiện tại nhiều quốc gia như Anh, Singapore đã bắt buộc dùng trong dự án công.

Level 3 – BIM tích hợp: Tất cả bên tham gia làm việc trên một mô hình chung duy nhất, lưu trữ trên đám mây, cập nhật theo thời gian thực. Với tính năng tích hợp mọi khía cạnh: 4D (tiến độ), 5D (chi phí), 6D (vận hành), 7D (bền vững); hỗ trợ mô phỏng, kiểm thử, phân tích xuyên suốt vòng đời công trình Đây là mục tiêu lý tưởng của chuyển đổi số ngành AEC.

Level 4+ – BIM tương lai: Mô hình BIM kết hợp với AI, IoT, cảm biến để tạo thành bản sao số vận hành song song với công trình thực tế.m Giai đoạn này chưa phổ biến nhưng là hướng phát triển chiến lược.

Các tiêu chuẩn và chuẩn dữ liệu 

Khi áp dụng BIM (Building Information Modeling) trong xây dựng và hạ tầng, việc trao đổi và quản lý dữ liệu giữa các phần mềm và bộ môn là vô cùng quan trọng. Chính vì vậy, các tiêu chuẩn dữ liệu mở như IFC và BCF đã ra đời để giúp các bên giao tiếp tương thích, hiệu quả , tránh phụ thuộc vào một nhà cung cấp phần mềm duy nhất.

- IFC (Industry Foundation Classes) là định dạng dữ liệu mở dùng để mô tả mô hình 3D và thông tin kỹ thuật của công trình trong BIM. Nó do tổ chức buildingSMART phát triển và quản lý.
IFC có chức năng trao đổi mô hình giữa các phần mềm BIM khác nhau như Revit, ArchiCAD, Tekla, Navisworks... mà không làm mất dữ liệu về hình học, vật liệu, hệ thống cơ – điện – nước hay cấu trúc, kiến trúc.

- BCF (BIM Collaboration Format): một định dạng trao đổi thông tin và vấn đề kỹ thuật giữa các nhóm làm việc trên mô hình BIM, không cần gửi cả mô hình nặng. Khi phát hiện lỗi của công trình như xung đột kết cấu, sai hướng cửa, chồng chéo ống dẫn, người dùng có thể ghi chú, gắn hình ảnh, tọa độ camera và gửi file *.bcf cho người khác xử lý. File gửi này có dung lượng thấp vì không cần gửi lại toàn bộ mô hình. 

Lợi ích và nhược điểm của BIM

Ưu điểm và lợi ích của BIM

BIM mang lại nhiều giá trị vượt trội trong thiết kế, thi công và vận hành công trình như:

Phối hợp đa ngành hiệu quả, làm việc trên cùng một mô hình số, hạn chế xung đột và sai sót.

Đưa các đối tượng có thuộc tính về hình học và vật liệu trong bản vẽ 2D vào mô hình 3D trực quan giúp theo dõi toàn bộ công trình một cách dễ hiểu đối với ngay cả người không có chuyên môn kỹ thuật.

Quản lý chi phí và tiến độ tối ưu, dự báo ngân sách và theo dõi tiến độ thi công sát thực tế.

Nhờ khả năng kiểm tra va chạm, phát hiện lỗi sớm và điều chỉnh nhanh, BIM rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí sửa lỗi phát sinh.

Sau khi xây dựng, mô hình BIM vẫn tiếp tục được dùng để vận hành, bảo trì và nâng cấp công trình một cách chính xác và linh hoạt.

Vì dữ liệu công trình đều công khai trên nền tảng điện toán đám mây nên các bên liên quan cập nhật dữ liệu theo thời gian thực, giảm mâu thuẫn và tăng hiệu quả hợp tác.

Nhược điểm của BIM hiện nay

Mặc dù BIM mang lại nhiều lợi ích, vẫn còn một số hạn chế và thách thức cần khắc phục:

Chi phí đầu tư ban đầu cao, việc triển khai BIM đòi hỏi phần mềm bản quyền, phần cứng mạnh và đào tạo nhân lực

Thiếu nguồn nhân lực chuyên môn am hiểu BIM khiến nhiều đơn vị chưa thể áp dụng hiệu quả.
Nếu không có quy chuẩn chung hoặc phối hợp kém giữa các bên, mô hình BIM có thể trở nên rời rạc và thiếu thống nhất.

BIM khó tích hợp dữ liệu với những công trình cải tạo hoặc dữ liệu không chuẩn hóa từ trước.

Tuy thúc đẩy sự minh bạch trong dự án, BIM cũng cần được triển khai với quy trình rõ ràng về quyền truy cập và bảo mật dữ liệu giữa các bên sử dụng chung mô hình.

Ứng dụng thực tế của công nghệ BIM trong xây dựng

Công nghệ BIM đang được áp dụng ngày càng phổ biến trong thiết kế và thi công các công trình hạ tầng giao thông như cầu, hầm, đường sắt đô thị. Với khả năng mô hình hóa 3D tích hợp dữ liệu kỹ thuật, BIM giúp nâng cao hiệu quả phối hợp giữa các bộ phận thiết kế, thi công, giám sát, phát hiện sớm xung đột kỹ thuật và hạn chế sai sót gây lãng phí.

Trong giai đoạn thiết kế, BIM hỗ trợ mô phỏng kết cấu tất cả các dạng, vật liệu, kích thước, điều này đặc biệt hiệu quả với công trình phức tạp như cầu theo đường cong đôi, kết cấu bê tông cốt thép. Phần mềm Tekla Structures là một giải pháp được sử dụng để tạo mô hình BrIM (Bridge Information Modeling) với độ chính xác cao. Và các đối tượng có thuộc tính hình học, vật liệu trong bản vẽ thiết kế 2D sẽ được thể hiện trong mô hình 3D.

Ở giai đoạn thi công, BIM giúp các nhà gia công tăng tiến độ thi công (4D), quản lý khối lượng vật tư (5D) và bố trí mặt bằng hiệu quả. Dữ liệu từ mô hình được liên kết với hệ thống sản xuất, máy CNC, phần mềm ERP giúp tăng tự động hóa, giảm chi phí và thời gian. 

Ngoài ra, mô hình 3D BIM giúp xác định chính xác các điểm cần định vị trong quá trình trắc đạc. Nhờ đó, dữ liệu trắc đạc có thể được xuất trực tiếp từ mô hình, giúp giảm sai sót và tiết kiệm thời gian nhập liệu cho thiết bị định vị ngoài công trường.

Tại Việt Nam, BIM đã được ứng dụng ở nhiều dự án lớn như cảng hàng không quốc tế Phú Bài, cầu Thủ Thiêm 2. Đặc biệt, Công ty Đất Vàng Việt Nam đã triển khai xây dựng mô hình BIM trong dự án cụm công nghiệp Song Phương; dự án đầu tư xây dựng Khu nhà ở xã hội Hà Nam; nhà ở dân dụng.

Nhờ những lợi ích rõ rệt về năng suất, tính chính xác và khả năng quản lý toàn diện, BIM ngày càng khẳng định vai trò quan trọng trong các dự án hạ tầng giao thông hiện đại.

Thách thức, khó khăn khi áp dụng BIM 

Dù mang lại nhiều lợi ích vượt trội, việc triển khai BIM vẫn gặp không ít rào cản trong thực tế. Chi phí đầu tư ban đầu cho phần mềm, phần cứng và đào tạo nhân sự khá lớn, đặc biệt đối với doanh nghiệp vừa và nhỏ. 

Bên cạnh đó, nguồn nhân lực thành thạo BIM còn hạn chế, thiếu các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình thống nhất khiến việc phối hợp dữ liệu giữa các bên gặp khó khăn, đây là thách thức mang tính lâu dài và không chỉ ảnh hưởng đến một khâu riêng lẻ mà còn tác động đến cả toàn bộ quá trình triển khai BIM.

Hơn nữa, thói quen làm việc truyền thống, thiếu cơ sở pháp lý rõ ràng về quyền sở hữu dữ liệu và mô hình cũng là những trở ngại lớn khiến nhiều đơn vị e ngại khi áp dụng công nghệ BIM vào dự án của mình.

BIM đang dần trở thành tiêu chuẩn trong ngành xây dựng hiện đại, giúp nâng cao hiệu quả quản lý, giảm thiểu rủi ro và tối ưu toàn bộ vòng đời công trình. Ứng dụng BIM chính là bước đi chiến lược để doanh nghiệp bắt nhịp với xu hướng chuyển đổi số toàn cầu.

Trên đây là thông tin chi tiết về Thị trường bất động sản mà Đất Vàng Việt Nam muốn chia sẻ với bạn. 

Truy cập website để cập nhật thông tin mới nhất và tin tức nóng hổi từ thị trường bất động sản toàn quốc.

Đất vàng Việt Nam

​​Nền tảng tra cứu dữ liệu liên thông Quy hoạch - Dự án - Giá đất

​