Ứng dụng BIM trong các công trình năng lượng

Hiện nay, chuyển đổi số trong lĩnh vực xây dựng là xu hướng phát triển tất yếu chung trong việc ứng dụng các thành tựu của khoa học kỹ thuật. Việc áp dụng những công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ thông tin trong lĩnh vực xây dựng là giải pháp nâng cao năng suất lao động, đảm bảo chất lượng công trình và tăng tính hiệu quả cho công trình. Một trong những công nghệ ứng dụng hiệu quả là công nghệ BIM – Building Information Modeling – Mô hình thông tin công trình. Thuật ngữ này thường dùng để đề cập đến quá trình tạo lập và sử dụng mô hình thông tin trong các giai đoạn thiết kế – thi công – vận hành công trình.

Quá trình phát triển của BIM bắt đầu từ những năm 1970, các nhà khoa học đã ứng dụng BDS (Building Description System) trong thiết kế, GLIDE (Graphical Language for Interactive Design) trong ứng dụng thiết kế dự toán. Đến thập niên 80 đã xây dựng bộ quy trình BPM bao gồm: Ứng dụng thiết kế, dự toán, quy trình xây dựng có sự tham gia hợp tác giữa các bên. Vào thập niên 90 mô hình xây dựng chung GBM (Generic Building Model) đã được giới thiệu dựa trên khái niệm BPM. GBM đã được mở rộng để tích hợp thông tin, có thể được sử dụng trong suốt vòng đời của quá trình xây dựng. Kết quả là GBM đã có thể cải thiện thông tin dự án để tăng cường kết hợp các hoạt động xây dựng. Bắt đầu từ năm 2000 cho đến nay, sử dụng mô hình thông tin công trình BIM là một bộ công cụ kỹ thuật số hỗ trợ việc quản lý các dự án xây dựng bằng cách cải thiện quy trình lập kế hoạch,
thiết kế, xây dựng cũng như vận hành.

BIM không chỉ đơn giản là mô hình 3D được xây dựng bằng phần mềm Revit, Bentley, RSAP…mà đó là cả một quy trình phối hợp làm việc hoàn thiện. Từ giai đoạn tạo dựng mô hình 3D công trình cho đến việc dùng mô hình đó trong giai đoạn thiết kế, thi công và quản lý, xuyên suốt vòng đời của công trình.

Việc áp dụng mô hình BIM có thể đem lại những ứng dụng và lợi ích trong việc Lập mô hình thông tin hiện trạng công trình; Lập mô hình thiết kế; Phân tích kết cấu; Phân tích hệ thống chiếu sáng; Phân tích năng lượng; Kiểm soát xung đột trong thiết kế (Mô hình 3D); Phối hợp mô hình thiết kế 3D với Mô phỏng tiến độ thi công (BIM 4D); Phối hợp mô hình thiết kế 3D với Mô phỏng tiến độ thi công và lập dự toán chi phí (BIM 5D); Phân tích công trường; Thiết kế công trình tạm, công trình phụ trợ; Hỗ trợ chế tạo sẵn; Phân tích hệ thống. Việc sử dụng BIM mang lại tính đồng bộ rất cao trong thiết kế các công trình năng lượng và việc quản lý, kiểm tra và tổng hợp cũng trở nên đơn giản hơn, thuận tiện, tiết kiệm được nhiều thời gian, nhân lực.

Mô hình thông tin công trình Trạm biến áp 220kV Lạng Giang

(EVNNPT là chủ đầu tư, CPMB là đơn vị quản lý dự án và PECC3 là đơn vị Tư vấn thiết kế)

Mô hình thông tin công trình đường dây 220kV Nhánh rẽ trạm biến áp 220kV Tân Sơn Nhất

(EVNHCMC là chủ đầu tư, Ban QLDA Lưới điện Tp.HCM là đơn vị quản lý dự án và
PECC3 là đơn vị Tư vấn thiết kế)

Tuy nhiên, việc áp dụng BIM vào thiết kế vẫn còn gặp một số khó khăn & thách thức về chi phí, pháp lý, nhân lực, công nghệ và phần mềm.

Việc triển khai áp dụng BIM đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu khá lớn về trang bị phần mềm thiết kế mô hình 3D, nền tảng môi trường dữ liệu dùng chung (CDE), chi phí đào tạo nhân lực phục vụ áp dụng BIM…. Tuy nhiên, khi quá trình áp dụng BIM trở nên phổ biến trong hoạt động đầu tư xây dựng, các khoản đầu tư sẽ được tối ưu, giảm gánh nặng tài chính cho các đơn vị thông qua các lợi ích của BIM mang lại. Đồng thời, khi các chủ đầu tư nhìn nhận rõ các lợi ích của BIM thì một đơn vị có năng lực về áp dụng BIM sẽ là một lợi thế lớn trong công tác tham gia đấu thầu các gói thầu tư vấn thiết kế hoặc thi công xây dựng công trình.

Hiện nay, theo quy định tại Phụ lục VIII Phần I Mục 1 của Thông tư 12/2021/TT-BXD ngày 31/8/2021 có nêu: “Trường hợp dự án, công trình, gói thầu có yêu cầu áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong quá trình lập dự án, thiết kế, giám sát thi công, quản lý dự án thì chi phí áp dụng BIM xác định bằng dự toán chi phí nhưng không quá 50% chi phí thiết kế xác định theo hướng dẫn tại Thông tư này.”. Theo đó, chi phí áp dụng BIM của các đơn vị Thiết kế, giám sát thi công và quản lý dự án chưa thể xác định chính xác theo tỉ lệ như thế nào, gây khó khăn trong quá trình ký kết hợp đồng xác định chi phí gói thầu áp dụng BIM của mỗi đơn vị.

Tại Việt Nam, đến thời điểm hiện tại chưa có tiêu chuẩn BIM, chỉ có hướng dẫn chung áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM), chưa có hướng dẫn hoặc quy định cụ thể đối với công trình năng lượng – đặc biệt là các công trình dạng tuyến đường dây truyền tải điện. Nhân lực có trình độ cao áp dụng BIM vẫn chưa đáp ứng về số lượng lẫn chất lượng. Các phần mềm áp dụng BIM giữa các hãng đôi khi không tương thích với nhau (mở được file thiết kế nhưng không thể hiển thị các thông tin của công trình), cơ sở dữ liệu quá khứ cũng là một vấn đề đáng e ngại, lỗi phần mềm hoặc các phương thức lập mô hình không chính xác do thiếu kinh nghiệm trong việc sử dụng mô hình 3D và điều đặc biệt quan trọng là các Tiêu chuẩn Việt Nam chưa được tích hợp vào các phần mềm BIM thông dụng.

Một thách thức khác mà các công ty phải đối mặt là việc quản lý thông tin và tài nguyên trong quá trình thực hiện BIM là phải đảm bảo rằng các nhà cung cấp và thầu phụ cũng phải nắm được công nghệ này và tuân thủ đúng nguyên tắc thực hiện. Sự tham gia của các bên như nhà cung cấp và nhà thầu phụ sẽ dẫn đến việc phải quản lý nhiều thông tin hơn. Do vậy các đơn vị cần sáng suốt lựa chọn những đối tác giàu kinh nghiệm để hỗ trợ về trình độ, kiến thức, kinh nghiệm và nguồn lực.

Trong bối cảnh ngành xây dựng Việt Nam còn khá mới đối với loại hình này, cần phải có lộ trình, những bước đi ngắn và mục tiêu rõ ràng. Trước mắt, nhu cầu phải xuất phát từ phía các nhà đầu tư, Ban quản lý dự án và chỉ nên bắt đầu triển khai giao thức 3 bên, với sự tham gia giữa thiết kế, thẩm tra và Ban quản lý dự án để đánh giá bài học kinh nghiệm. Sau khi đã kiểm soát và đánh giá đầy đủ, bước đa thức tiếp theo tùy thuộc vào giai đoạn dự án sẽ có sự tham gia bao gồm tư vấn tư vấn giám sát, thi công, thanh tra kiểm toán… Với hiệu quả mà BIM mang lại, kỳ vọng trong thời gian tới BIM sẽ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hoạt động đầu tư xây dựng công trình góp phần đổi mới và xây dựng đất nước.