مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM)
معرفی، مزیت‌ها و چالش‌ها

یانون‌دیزاین - استودیو پنج‌اوهفت 

———-

استودیو پنج‌اوهفت یکی از معدود استودیوهای طراحی معماری‌ جوانی‌ست که به طور فعال در فضای وب به انتشار تجربیات و دست‌آوردهای خود دست می‌زند. طراحان پنج‌اوهفت با شناخت روش‌های نوین طراحی اسناد معماری، از آغاز روش‌ اسنادسازی و طراحی استودیوی پنج‌اوهفت را بر مبنای مدل‌سازی اطلاعات ساختمانی (BIM) پایه‌گذاری کرده‌اند و حالا با تجربه‌ی چند ساله دست‌و‌پنجه‌ نرم‌کردن با این روش‌ها دیگر طراحان جوان را نیز به این مساله دعوت می‌کنند. در یادداشتی که در وب‌لاگ استودیو پنج‌اوهفت منتشر شده‌است ضمن معرفی این روی‌کرد، مزیت‌ها و چالش‌های استفاده از روش‌های مدل‌سازی اطلاعات ساختمانی برشمرده‌شده است. 

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) فرآیند توسعه و تولید مدل رایانه‌ای به منظور شبیه‌سازی برنامه‌ریزی، طراحی، ساخت و عملیات اجرا می‌باشد. مدل به‌دست‌آمده از BIM، یک مدل دیجیتال غنی از داده، شی‌گرا، هوش‌مند و پارامتریک است که هر کدام از برون‌دادهای بصری و داده‌های آن برای پاسخ‌گویی به  نیازهای متنوع کاربران متخصص می‌باشد. به این صورت که کاربر می‌تواند نماها و داده‌های مورد نیاز خود را از مدل BIM استخراج و پردازش کرده و در نتیجه به اطلاعاتی که برای تصمیم‌سازی و ارتقای فرایند ارائه و بررسی امکانات مربوط است، دست‌باید.

تفاوت اساسی مابین BIM و 2D CAD آن است که در مدل دوبعدی CAD یک بنا با نماهای دوبعدی مستقل مانند پلان‌ها، نماها و مقاطع توصیف می‌گردد؛ اصلاح در هر کدام از نماهای دوبعدی نیازمند بازبینی و به‌روزرسانی دیگر نماها می‌باشد در نتیجه یک فرآیند خطاپذیر ایجاد می‌شود که خود علتی برای ضعف اسناد نهایی ساختمان می‌باشد. علاوه بر این داده‌ها در این مدل دوبعدی، ترسیماتی دارای موجودیت صرفا گرافیکی همانند خط ، کمان، دوایر و ... هستند و در مقابل آن مدل BIM یک مدل هوش‌مند، زمینه‌گرا و معنایی است که اشیا در آن برحسب اجرا و سیستم‌های ساختمانی از جمله فضاها، دیوارها، تیرها، ستون‌ها، لوله‌ها، کانال‌ها و ... تعریف می‌شوند.

مدل BIM تمام اطلاعات مربوط به ساختمان شامل ویژگی‌های فیزیکی-عمل‌کردی آن و اطلاعات چرخه حیات پروژه را به صورت یک سری از اشیاء هوش‌مند در اختیار دارد. برای مثال یک دستگاه تهویه‌ی مطبوع در مدل BIM دارای داده‌هایی در رابطه با میزان دمنده‌گی، عمل‌کرد و روند تعمیر و نگه‌داری، سرعت جریان هوا و نیازهای پاک‌سازی آن می‌باشد.

یک مدل BIM هندسه‌ی بنا، ارتباطات فضایی، اطلاعات جغرافیایی، مقدار و ویژگی‌های اجرای ساختمان، تخمین هزینه‌ها، لیست مواد مورد نیاز و جداول پروژه را مشخص می‌سازد. همچنین این مدل می‌تواند کل چرخه حیات ساختمان را نشان دهد که در نتیجه، مقادیر و ویژگی‌های مواد می‌تواند به سرعت و سهولت از مدل BIM استخراج گردد و همین طور محدوده و بخش‌های مختلف کار به سادگی قابلیت جداسازی و تعریف مجدد دارند. سیستم‌ها و ترتیب‌ها می‌تواند در مقیاس در ارتباط با کل و یا گروهی از امکانات ساختمان نمایش داده شوند. همین‌طور اسناد ساخت مانند ترسیمات، دیتیل‌های تهیه شده، فرآیندهای پیش‌نهاد شده و دیگر مشخصات می‌تواند به سادگی به یک‌دیگر ارتباط پیدا کنند.

کاربردهای BIM:

یک مدل BIM می‌تواند برای مقاصد زیر مورد استفاده قرار گیرد:

• ترسیمات مناسب ساخت: تولید نقشه‌های ساختی برای سیستم‌های متنوع ساختمان مثلا شیت‌های نقشه‌ی ساخت کانال‌های فلزی ساختمان که می‌توان به سرعت و درست پس از تکمیل شدن مدل BIM تولید گردد.
• بازبینی استانداردها: این امکان وجود دارد که آتش‌نشانی و دیگر ادارات بتوانند برای بازبینی و بررسی مقررات خود از این مدل استفاده کنند.
• مدیریت امکانات: گروه‌های مدیریت امکانات می‌توانند از BIM برای نوسازی، برنامه‌ریزی فضایی، پشتیبانی و نگه‌داری بنا استفاده کنند.
• تخمین هزینه‌ها: نرم‌افزارهای BIM در درون خود به صورت پیش‌فرض ویژگی تخمین هزینه‌ها را دارند. مقادیر مصالح به صورت خودکار و حساس به هر تغییر هرچند اندک، قابل استخراج و تغییر می‌باشند.
• ترتیب ساخت: مدل BIM می‌تواند به صورت موثر به منظور کنترل توالی ورود مصالح، ساخت و زمان‌بندی دریافت اجزای ساختمان به‌کار‌گرفته شود.
• تشخیص درگیری، تداخل و تصادم: به دلیل آن‌که مدل BIM با مقیاس و به صورت سه‌بعدی ساخته شده‌است، عمده‌ی سیستم‌های ساختمانی به صورت بصری قابل مشاهده هستند و در نتیجه تداخلات سیستم‌های ساختمانی به سهولت قابل مشاهده است. مثلا این فرآیند توانایی بررسی آن را دارد که آیا لوله‌کشی‌ها با سازه فلزی و دیوارها و داکت‌ها تداخل دارند با خیر؟!
• تصویرسازی: رندرهای سه‌بعدی واقعی- و نه تصویری خیالی- می‌تواند به سهولت و با اندکی صرف زمان از مدل BIM خروجی گرفته‌شوند.

مزیت های BIM:

• مزیت کلیدی BIM، دقت هندسی در ارائه‌ی بخش‌های مختلف ساختمان در یک محیط داده‌ی یک‌پارچه می‌باشد.

دیگر مزیت‌های آن عبارت‌ند از:

• فرآیندهای موثرتر و سریع‌تر: اطلاعات بسیار ساده‌تر به اشتراک گذاشته می‌شوند و می‌توانند ارزش افزوده ایجاد کرده و دوباره مورد استفاده قرار گیرند.
• طراحی بهتر: پیشنهادات طراحی می‌توانند، با دقت زیاد تحلیل، شبیه‌سازی‌ها با سرعت انجام، و عمل‌کردها با اطمینان زیاد ارزیابی شوند. این موارد همگی موجب ارتقا توانایی‌ها و راه‌حل‌های نوآورانه می‌شود.
• هزینه‌ها و داده‌های محیطی کنترل شده: عمل‌کردهای محیطی بسیار قابل پیش‌بینی می‌شوند و همین‌طور هزینه‌های چرخه‌ی حیات بهتر فهم می‌گردد.  
• کیفیت بهتر تولید: در این مدل برون‌دادهای نهایی انعطاف‌پذیر هستند.
• خدمت بهتر به مشتری: طرح پیش‌نهادی با توجه به سه‌بعدی و بصری بودن آن برای کارفرما و بهره‌برداران قابل فهم‌تر می‌باشد.
• داده‌های چرخه‌ی حیات: احتیاجات، طراحی، ساخت و اطلاعات عملیاتی می‌توانند در مدیریت منابع و امکانات مورد استفاده قرار گیرند.
• کاهش هزینه‌های اجرا: بر اساس آمار دولت فدرال آمریکا با به‌کارگیری BIM در صنعت ساختمان بیش از 3/. درصد در هزینه‌های اجرای پروژه‌های ساختمانی صرفه‌جویی می‌شود.
• بانک اشیا و اجزای ساختمانی: با به‌کارگیری BIM شرکت‌ها و سازندگان تجهیزات ساختمانی می‌توانند اطلاعات مدل‌شده‌ی محصولات خود را به آسانی در اختیار طراحان و متخصصین قرار دهند.

​چالش های BIM:

• مالکیت حقوقی مدل: یکی از چالش‌های اولیه، تعیین مالک و صاحب‌داده‌های BIM است که چگونه تهیه‌ی کپی از آن را مدیریت کند.
• چگونگی جلوگیری از کپی‌شدن: سازندگان و تولیدکنندگان، اطلاعات محصولات خود را به صورت دقیق مدل کرده و در اختیار دیگران می‌گذارند که این موضوع می‌تواند موجب سو استفاده شود.
• مسئولیت و کنترل ورود اطلاعات: این موضوع که چه کسی و با چه سازوکاری بتواند به مدل BIM اطلاعات دهد، بسیار حیاتی است زیرا عدم دقت در ورود اطلاعات نیاز به فرایند طولانی چک و اصلاح دوباره‌ی داده‌ها را ایجاد می‌کند.
• عدم وجود نرم‌افزارها با کارکرد یک‌پارچه: برای اجرای کامل BIM باید نرم‌افزارهای به‌کارگرفته‌شده در تمامی بخش‌های طراحی، مدیرت و اجرا به صورت یک‌پارچه عمل کنند، در غیر این صورت اطلاعات در هر بخش به صورت مجزا تولید می‌شوند و قابلیت بازخوانی و تحلیل برای دیگر بخش‌های دخیل در پروژه وجود نخواهد داشت.

با وجود تمامی مزیت‌های و چالش‌های ذکر شده برای BIM، حرکت به سوی مدل‌سازی اطلاعات ساختمان در سرتاسر جهان به امری اجتناب‌ناپذیر تبدیل شده است. بسیاری از دفاتر و شرکت‌های پیش‌رو خود را برای ورود به این عرصه مجهز ساخته‌اند و بسیاری از شرکت‌های معظم نرم‌افزاری نیز در حال تولید زیرساخت‌های لازم برای این تحول بنیادین در صنعت ساختمان می‌باشند. بسیاری از دولت‌ها به اهمیت و تاثیر شگرف این روی‌کرد در ارتقای بهره‌وری در پروژه‌ها و کاهش هزینه‌های تحمیلی بر اقتصاد خود پی‌برده‌اند، به طوری که دولت انگلستان تمامی شرکت‌های ساختمانی را به استفاده از این فناوری از سال ۲۰۱۶ به بعد ملزم کرده است.

بنابر‌این با توجه به ارزش‌های این روی‌کرد در طراحی، به‌نظر‌می‌رسد متخصصین کشور ما نیز باید به این موضوع با آگاهی و سرعت بیش‌تری بپردازند و در این میان نسل جوان طراحان  یقینا در تناسب بیش‌تر با این روی‌کرد هستند و وظیفه‌ی بیش‌تری نیز برعهده دارند.

- در تدوین این یادداشت از مقاله‌ی:«Building Information Modeling (BIM): Benefits, Risks and Challenges» نوشته‌ی:«Salman Azhar, Michael Hein and Blake Sketo» نیز کمک گرفته‌شده است.