BIM چیست؟ تعاریف کلیدی و مزایای آن در صنعت ساخت و ساز

BIM چیست؟ تعاریف، مزایا، ابعاد و سطوح مدلسازی اطلاعات ساختمان

مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) دیگر صرفاً یک نرم‌افزار یا ابزار نیست، بلکه یک فرایند استراتژیک و کسب‌وکار است که صنعت ساخت‌وساز را متحول کرده است. این رویکرد، با هدف افزایش همکاری، دقت و مدیریت جامع پروژه‌ها در طول چرخه عمر ساختمان (از طراحی تا تخریب) توسعه یافته است.

براساس استاندارد ملی BIM ایالات متحده امریکا، BIM با سه تعریف جداگانه اما مرتبط تعریف می‌شود:

• مدلسازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling)

یک فرایند کسب‌و‌کار است که به عنوان یک روش پویا برای تولید و استفاده از داده‌های ساختمان در تمام مراحل طراحی، ساخت و بهره‌برداری شناخته می‌شود و اجازه می دهد تا تمام ذینفعان بطور همزمان و یکپارچه از طریق سیستم عامل‌های تکنولوژی اطلاعات دسترسی داشته باشند.

• مدل اطلاعات ساختمان (Building Information Model)

مدل اطلاعات ساختمان، یک نمایش دیجیتالی دقیق از مشخصات فیزیکی و عملکردی است. این مدل به عنوان یک منبع دانش مشترک و قابل اعتماد عمل می‌کند و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های آگاهانه در طول چرخه عمر پروژه از ابتدا تا انتها فراهم می‌آورد.

• مدیریت اطلاعات ساخت (Building Information Management)

این تعریف بر سازماندهی و مدیریت داده‌ها تأکید دارد. مدیریت اطلاعات ساخت به فرایند سازماندهی و مدیریت کسب‌وکار یا فرایندهای سازمانی با استفاده از اطلاعات ثبت شده در مدل دیجیتالی ساختمان می‌پردازد. هدف آن، تضمین گردش صحیح اطلاعات و اشتراک‌گذاری مؤثر داده‌ها در سراسر چرخه عمر پروژه است.

BIM فراتر از یک مدل سه‌بعدی

BIM  فراتر از یک مدل گرافیکی سه‌بعدی است؛ این یک مدل پارامتریک، هوشمند و شیءگرا است که قابلیت ذخیره و اشتراک‌گذاری اطلاعات را دارد. با ایجاد ارتباط دیجیتالی بین نرم‌افزارهای مختلف، BIM امکان تبادل اطلاعات روان و همکاری یکپارچه را برای طراحان، معماران، مهندسان و سایر ذینفعان فراهم می‌کند. این یکپارچگی منجر به افزایش چشمگیر دقت طراحی و کاهش قابل توجه خطاها می‌شود. در رویکرد BIM، مدل‌های متعدد پراکنده جای خود را به یک مدل واحد و جامع می‌دهند که کلیه ذینفعان به آن دسترسی دارند و از طریق آن با یک زبان مشترک (مدل) با یکدیگر تعامل می‌کنند.

یک مدل BIM دیجیتالی و هوشمند، اطلاعات کلیدی زیر را در خود جای میدهد:

• هندسه و ابعاد بنا
• ارتباطات فضایی بین اجزا
• اطلاعات مکانی و جغرافیایی
• مقدار و ویژگی‌های اجرای ساختمان
• تخمین هزینه‌ها
• لیست متریال مورد نیاز
• برنامه ها و جداول پروژه

مزایای کلیدی استفاده از BIM در پروژه‌های ساختمانی

پیاده‌سازی BIM مزایای گسترده‌ای را برای پروژه‌های ساختمانی به ارمغان می‌آورد که بر کیفیت، کارایی و پایداری تأثیر مستقیم دارند:

• مدیریت جامع چرخه عمر ساختمان: از مرحله طراحی اولیه تا ساخت، بهره‌برداری و حتی تخریب.
• افزایش کیفیت طراحی: بهبود کیفیت طرح‌ها در بخش‌های معماری، سازه و تأسیسات.
• ارتقاء کیفیت ساخت‌وساز: حتی در پروژه‌های انبوه
• توسعه پایدار: کمک به کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف منابع.
• کاهش دوباره‌کاری: با شناسایی زودهنگام تداخلات و خطاها.
• کنترل بهینه زمان و هزینه: مدیریت دقیق‌تر بودجه و برنامه‌ریزی زمانی پروژه.
• تحلیل جامع انرژی: ارزیابی دقیق عملکرد حرارتی و مصرف انرژی ساختمان.
• تعمیر و نگهداری آسان‌تر: فراهم کردن اطلاعات لازم برای نگهداری بهینه در طول عمر مفید ساختمان.

ابعاد مدلسازی اطلاعات ساختمان BIM

در مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)، مفهوم «ابعاد» به لایه‌های مختلف اطلاعاتی اشاره دارد که به مدل هوشمند ساختمان افزوده می‌شود. هر بُعد، نوع مشخصی از داده را وارد فرآیند می‌کند و باعث می‌شود درک دقیق‌تر و مدیریت مؤثرتری از پروژه‌های ساختمانی حاصل شود.

در واقع، BIM تنها یک مدل سه‌بعدی نیست؛ بلکه یک سیستم یکپارچه اطلاعاتی است که امکان تحلیل طراحی، زمان‌بندی، هزینه، نگهداری و حتی عملکرد انرژی ساختمان را فراهم می‌کند. به‌طور متداول، BIM شامل پنج بعد اصلی (از 3D تا 7D) است و در سال‌های اخیر ابعاد تکمیلی (از 8D تا10D) نیز مطرح شده‌اند. با این حال، تمرکز اصلی در پروژه‌های ساختمانی معمولاً بر ابعاد سوم تا هفتم است که هسته کاربردی مدلسازی اطلاعات ساختمان را تشکیل می‌دهند.

• بعد سوم یا مدل‌سازی سه‌بعدی ساختمان BIM (3D)

بعد سوم به ایجاد مدل سه‌بعدی اجزای ساختمان اختصاص دارد. در این مرحله، عناصر فیزیکی مانند دیوارها، سقف‌ها، درها، پنجره‌ها و سایر اجزای سازه به صورت دقیق مدلسازی می‌شوند.

مدل سه‌بعدی ساختمان دیدی شفاف و قابل درک از پروژه ارائه می‌دهد و به شناسایی تداخل‌ها و ناهماهنگی‌های طراحی پیش از اجرا کمک می‌کند. این موضوع نقش مهمی در کاهش خطاهای اجرایی و افزایش هماهنگی بین تیم‌های مختلف پروژه دارد.

• بعد چهارم یا مدیریت زمان و برنامه‌ریزی پروژه BIM (4D)

در بعد چهارم BIM، اطلاعات زمان‌بندی به مدل سه‌بعدی متصل می‌شود. این اتصال امکان مشاهده روند اجرای پروژه در بستر زمان را فراهم می‌کند.

با استفاده از BIM چهار بعدی می‌توان توالی فعالیت‌ها را تحلیل کرد، برنامه‌ریزی دقیق‌تری انجام داد و ریسک تأخیرهای احتمالی را کاهش داد. این بُعد به مدیران پروژه و کارفرمایان کمک می‌کند کنترل بهتری بر پیشرفت فیزیکی پروژه داشته باشند.

• بعد پنجم یا برآورد و کنترل هزینه BIM (5D)

بعد پنجم BIM به مدیریت هزینه‌های پروژه اختصاص دارد. در این مرحله، اطلاعات مالی و مقادیر اجرایی به مدل متصل می‌شود تا برآورد دقیق‌تری از هزینه‌های ساخت ارائه شود.

با بهره‌گیری از BIM پنج‌بعدی، امکان محاسبه خودکار هزینه‌ها بر اساس مصالح، نیروی انسانی و سایر منابع فراهم می‌شود. این موضوع باعث افزایش دقت برآوردها، بهینه‌سازی تخصیص منابع و کاهش هزینه‌های پیش‌بینی‌نشده در پروژه‌های ساختمانی خواهد شد.

• بعد ششم یا نگهداری و مدیریت چرخه عمر ساختمان BIM (6D)

بعد ششم BIM به اطلاعات مرتبط با نگهداری، تعمیرات و بهره‌برداری ساختمان در طول چرخه عمر آن می‌پردازد. در این بُعد، داده‌هایی مانند مشخصات فنی تجهیزات، تاریخ نصب، برنامه سرویس و نگهداری، طول عمر مفید و اطلاعات سازنده در مدل ثبت می‌شود.

وجود این اطلاعات به مدیران بهره‌برداری کمک می‌کند فرآیند نگهداری ساختمان را هدفمند و برنامه‌ریزی‌شده انجام دهند و هزینه‌های عملیاتی را در بلندمدت کاهش دهند.

• بعد هفتم یا انرژی و پایداری ساختمان BIM (7D)

بعد هفتم BIM مربوط به تحلیل مصرف انرژی و بهینه‌سازی عملکرد زیست‌محیطی ساختمان است. با افزودن این بعد به مدل BIM، امکان بررسی میزان مصرف انرژی، ارزیابی راهکارهای بهینه‌سازی و افزایش پایداری ساختمان فراهم می‌شود.

استفاده از BIM در این سطح به تیم‌های طراحی و اجرا کمک می‌کند تصمیم‌هایی اتخاذ کنند که منجر به بهبود کیفیت محیطی، کاهش اثرات زیست‌محیطی و افزایش کارایی ساختمان شود.

سطوح مختلف BIM

مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) یک رویکرد کلیدی در صنعت ساخت‌وساز برای ارتقای همکاری، بهره‌وری و کیفیت پروژه‌هاست.

پیاده‌سازی BIM یک فرآیند مرحله‌ای است که با سطوح مختلفی از بلوغ شناخته می‌شود؛ این سطوح نشان‌دهنده میزان پیشرفت و مشارکت ذینفعان در استفاده از این فناوری هستند.

درک این سطوح به سازمان‌ها کمک می‌کند تا مسیر توسعه BIM خود را شناسایی کنند. سطوح اصلی بلوغ BIM عبارتند از:

• سطح صفر BIM: همکاری محدود
• سطح یک BIM: همکاری جزئی
• سطح دو BIM: همکاری کامل
• سطح سه BIM: یکپارچه‌سازی کامل

• سطح صفر BIM: شروع کار با روش‌های سنتی

سطح صفر BIM ابتدایی‌ترین مرحله پیاده‌سازی است که در آن هیچ‌گونه همکاری یا کار مشترک در زمینه مدلسازی اطلاعات ساختمان وجود ندارد. پروژه‌ها در این سطح عمدتاً با روش‌های سنتی ایجاد می‌شوند. این سطح فقط شامل نقشه‌های دوبعدی (طراحی با استفاده از CAD یا همان Computer Aided Design انجام می‌گیرد).

در این سطح فایل‌ها، نقشه‌ها و اسناد فنی صرفا از طریق چاپ الکترونیکی و کاغذ به اشتراک گذاشته می‌شود.

• سطح یک BIM: همکاری اولیه و دیدگاه سه‌بعدی

در سطح یک BIM، علاوه بر طراحی‌های دوبعدی، از مدل‌های سه‌بعدی نیز برای تجسم بهتر طرح و ایده‌های اولیه استفاده می‌شود.

اگرچه همکاری هنوز در مراحل ابتدایی است، اما ذینفعان شروع به استفاده از یک محیط داده مشترک (CDE) برای جمع آوری، مدیریت و تبادل داده های پروژه استفاده می‌کنند.

با این وجود، در این سطح هنوز هیچ همکاری (یا همکاری کم) بین رشته‌های مختلف وجود ندارد و همچنان هر ذینفع هنوز مالکیت و کنترل داده‌های خود را حفظ می‌کند و تمایل به همکاری هنوز در مراحل اولیه است.

• سطح دو BIM: همکاری کامل

در این سطح اشتراک‌گذاری و کار گروهی مطرح می‌شود.

در این مرحله، ذینفعان از مدل‌های CAD سه‌بعدی استفاده می‌کنند، اما لزوماً روی یک مدل واحد کار نمی‌کنند. تبادل اطلاعات و هماهنگی بین مدل‌های مختلف اغلب با استفاده از فرمت‌های استاندارد مانند IFC (Industry Foundation Classes) صورت می‌گیرد.

IFC به ذینفعان پروژه اجازه می‌دهد به داده‌ها دسترسی داشته و همگی بتوانند روی مدل کار کنند بنابراین تشخیص تداخلات و برخوردها بین عناصر مدل‌های مختلف امکان پذیر می‌باشد.

• سطح سه BIM: یکپارچه سازی کامل

سطح سه BIM که اغلب با عنوان”Open BIM” شناخته می‌شود، نشان‌دهنده یکپارچه‌سازی کامل اطلاعات و گردش کار پروژه است. در این سطح، همه ذینفعان بر روی یک مدل واحد و مشترک کار می‌کنند و همکاری به‌صورت کاملاً یکپارچه و مشارکتی انجام می‌شود.

این سطح از BIM، پیاده سازی بعد چهارم BIM ( مدیریت زمان و برنامه‌ریزی پروژه)، بعد پنجم BIM ( برآورد و کنترل هزینه) و بعد ششم BIM (نگهداری و مدیریت چرخه عمر ساختمان) را در برمی‌گیرد.

• سطح چهار BIM: آینده

سطح چهار BIM، سطحی نسبتاً جدید است که علاوه بر جنبه‌های فنی و مدیریتی، بر منافع اجتماعی و بهینه‌سازی کل چرخه عمر ساختمان تمرکز دارد. این سطح، پیشرفته‌ترین حالت BIM است، اما هنوز به اندازه سطوح قبلی رایج نیست.

منابع:

• کتاب آشنایی با BIM و کاربرد آن (مولف: دکتر ابوذر شهپری)
• کتاب صنعت ساختمان در مسیر نوآوری (ناشر: معاونت شهرسازی و معماری شهرداری شیراز)