Quy trình BIM trong thiết kế là cách tổ chức mô hình, dữ liệu và phối hợp liên bộ môn để kiểm soát chất lượng hồ sơ ngay từ sớm. Với dự án cao tầng, BIM chỉ tạo ra giá trị khi quy trình xác định rõ mục tiêu sử dụng mô hình, trách nhiệm từng bộ môn và cách kiểm soát dữ liệu.
Quy trình BIM trong thiết kế là phương pháp quản lý dữ liệu công trình số tích hợp, giúp điều phối và đồng bộ toàn bộ thông số kỹ thuật của kiến trúc, kết cấu và cơ điện (MEP) xuyên suốt quá trình lập hồ sơ.
Điều đáng quan tâm không phải là mô hình trông hoàn chỉnh tới đâu, mà là các bộ môn có cùng thấy một vấn đề và chốt được phương án trước khi ra công trường hay không.
Trong thực tế, khi ghép các bộ hồ sơ thiết kế độc lập, dầm kết cấu dễ lệch khỏi tường bao kiến trúc, hoặc tuyến ống cơ điện đâm vào dầm chịu lực. Những mâu thuẫn này tạo ra va chạm vật lý rất khó xử lý một khi đã ra hiện trường.
Gốc rễ thường nằm ở việc thiếu một quy trình phối hợp thông tin. Nhiều chủ đầu tư nhầm rằng dựng vài phối cảnh 3D bằng Revit đã là triển khai BIM, trong khi khâu chốt cứng hệ tọa độ dùng chung lại bị bỏ qua.
Hệ quả là các va chạm không gian chỉ lộ ra khi công trường lắp đặt thiết bị, buộc phải dừng thi công để hiệu chỉnh lại dầm, sàn, cốt thép, kéo theo chi phí sửa đổi lớn.
Vì vậy, cách kiểm soát hợp lý là chốt cứng mốc Level gốc và tọa độ Base Point dùng chung ngay từ đầu, đồng thời soát chéo mọi thay đổi kỹ thuật trên mô hình tích hợp để giữ cho hồ sơ sạch lỗi va chạm.
Quy trình BIM trong thiết kế phải bắt đầu bằng việc xác lập rõ mục tiêu sử dụng mô hình (BIM Uses) và mức độ chi tiết thông tin cấu kiện (LOD) phù hợp cho từng giai đoạn của dự án.
Mô hình phục vụ phối hợp thiết kế sẽ khác mô hình phục vụ bóc tách khối lượng, và khác cả mô hình phục vụ thi công hay vận hành.
Một tình huống thường gặp là chủ đầu tư yêu cầu đơn vị thiết kế dựng mô hình đạt mức chi tiết tối đa ngay từ khâu lập concept. Việc nhồi thông số thiết bị quá sớm chỉ làm nặng dung lượng file Revit và kéo dài thời gian vẽ, trong khi phương án còn có thể thay đổi.
Nguyên nhân thường là do chưa ban hành tài liệu Kế hoạch triển khai BIM (BEP) quy định rõ sản phẩm bàn giao.
Khi không phân cấp mức độ chi tiết theo từng bước thiết kế, đội ngũ vẽ dễ sa đà vào các hạng mục phụ trợ, để rồi mỗi lần phương án móng hầm hay cao độ tầng điển hình điều chỉnh, việc hiệu chỉnh lại mô hình quá chi tiết trở nên phức tạp và tốn kém.
Cách kiểm soát hợp lý là quy định mức LOD bám sát tiến độ: LOD thấp cho bước thiết kế sơ bộ và nâng dần lên mức chi tiết cho bản vẽ thi công. Nhờ đó, thời gian điều phối được rút ngắn và dữ liệu thiết kế được kiểm soát hiệu quả hơn.
Độ chi tiết của mô hình cần được điều chỉnh linh hoạt theo mục tiêu sử dụng thực tế, không phải cứ cao là tốt. Thiết lập mức LOD phù hợp giúp kỹ sư tập trung gỡ các lỗi va chạm ở móng hầm chịu lực lớn và lưới trục dầm cột trước, rồi mới đi vào chi tiết cấu tạo liên kết thép.
Một mô hình chi tiết quá mức so với nhu cầu vừa chậm, vừa khó kiểm soát, lại không giúp thêm gì cho quyết định của chủ đầu tư.
Chốt rõ danh mục sản phẩm bàn giao (Deliverables) là căn cứ để chủ đầu tư nghiệm thu hồ sơ thiết kế. Tùy mục tiêu dự án, đầu ra của quy trình BIM thường bao gồm:
Danh mục rõ ràng này giúp giảm rủi ro sai số khối lượng khi đấu thầu xây lắp, thay vì để mỗi nhà thầu tự bóc tách theo một cách hiểu khác nhau.
Thiết lập mô hình BIM đòi hỏi khóa cứng hệ tọa độ Project Base Point, thống nhất cốt cao độ Level dùng chung và ban hành quy ước đặt tên cấu kiện đồng bộ giữa các bộ môn. Đây là phần ít trực quan nhất, nhưng lại là nền của toàn bộ chất lượng về sau.
Khi kết hợp file kết cấu móng, vách, dầm, sàn với file cơ điện MEP, dầm sàn bê tông có thể bị lệch trục so với cột chịu tải nếu hai bên không chung một hệ quy chiếu. Sự mâu thuẫn tọa độ này khiến toàn bộ mô hình tích hợp mất độ tin cậy.
Nguyên nhân thường xuất phát từ việc thiếu quy trình Document Control quản lý luồng bản vẽ cập nhật.
Các bộ môn dùng hệ Level lệch cốt cao độ hoặc sai mốc Survey Point mà không có kiểm duyệt chéo, dẫn tới cao độ trần hành lang và vị trí sleeve đi ống cơ điện đứng bị sai lệch, gây ra các lỗi thi công chắp vá rất khó sửa ngoài hiện trường.
Để kiểm soát chất lượng, chủ đầu tư nên chỉ định kỹ sư chủ trì mô hình (BIM Manager) khóa cứng mốc Base Point dùng chung từ đầu dự án. Mọi điều chỉnh liên quan đến mốc Level bắt buộc đi qua quy trình phê duyệt nghiêm ngặt để dữ liệu luôn đồng bộ, nhất quán.
Đặt lệch cốt Level tham chiếu sẽ kéo theo sai số dây chuyền cho toàn bộ cao độ cấu kiện và hệ MEP đi kèm. Những sai số này rất khó phát hiện bằng mắt thường trên bản in phẳng, nên dễ trở thành nguy cơ thi công sai lệch cốt thiết kế.
Với nhà cao tầng, một sai lệch nhỏ ở mốc gốc có thể lặp lại qua nhiều tầng và đi vào cả cách đọc shop drawing lẫn kết quả kiểm tra va chạm.
Ban hành quy chuẩn đặt tên cấu kiện và quản lý phiên bản bản vẽ giúp các bộ môn dùng chung một ngôn ngữ dữ liệu kỹ thuật.
Khi thông tin đối tượng được chuẩn hóa, việc bóc tách khối lượng thép và cấu kiện dầm sàn từ mô hình trở nên đáng tin cậy hơn. Ngược lại, nếu đối tượng bị dựng sai mục đích hoặc sai phân loại, số liệu bóc ra vẫn thiếu tin cậy dù mô hình nhìn rất đẹp.
Trọng tâm của quy trình BIM trong thiết kế là công tác phối hợp đa bộ môn, nhằm điều phối không gian, chốt cao độ thông thủy và gỡ bỏ các va chạm vật lý giữa dầm kết cấu với đường ống MEP trước khi phát hành hồ sơ thi công.
Tại hiện trường, sự cố thường thấy là các đường ống cơ điện chính va chạm trực tiếp với hệ khung chịu lực. Khi đó, công trường buộc phải dừng thi công để chờ bản vẽ hiệu chỉnh, kéo dài tiến độ bàn giao tòa nhà.
Nguyên nhân là các kỹ sư bộ môn thiết kế độc lập, thiếu quy trình phối hợp chéo từ đầu: kỹ sư kết cấu tính tải trọng dầm, vách, móng hầm mà không chừa đủ không gian trần hành lang cho kỹ sư cơ điện đi ống.
Hậu quả là chủ đầu tư phải chịu rủi ro xung đột kỹ thuật và rủi ro hụt thông thủy ở hành lang và căn hộ. Việc hạ thấp trần thạch cao để nhường chỗ cho máng cáp cơ điện sẽ làm giảm chất lượng không gian kiến trúc nội thất của công trình.
Do đó, chủ đầu tư nên yêu cầu đơn vị thiết kế triển khai quy trình BIM phối hợp đa bộ môn. Sự kết hợp giữa ứng dụng Revit MEP trong quy trình BIM và thiết kế cơ điện giúp phát hiện sớm các va chạm giữa kết cấu và đường ống kỹ thuật, từ đó kiểm soát chiều cao thông thủy hợp lý cho tòa nhà.
Navisworks hay các phần mềm clash detection chỉ giúp chỉ ra vị trí va chạm; còn giải pháp xử lý, dù là điều chỉnh kết cấu dầm, cột, vách cứng hay đổi hướng đi ống MEP, vẫn phụ thuộc hoàn toàn vào phán đoán kỹ thuật của kỹ sư.
Phương án cuối cùng phải cân bằng cùng lúc an toàn kết cấu, yêu cầu của MEP, chiều cao thông thủy mà kiến trúc đã tính và khả năng thi công.
Vì thế, chủ đầu tư nên tin vào năng lực đội ngũ điều phối, thay vì giao phó toàn bộ chất lượng hồ sơ cho máy tính. Chạy kiểm tra va chạm một lần cũng không có nghĩa là mọi xung đột đã được xử lý.
Hệ thống cơ điện MEP chạy dọc theo các trục kỹ thuật đứng (shaft, riser) và tỏa ra các tầng điển hình theo chiều ngang. Do đó, phối hợp không gian phải được kiểm soát theo chiều cao thật trên mô hình tích hợp, thay vì chỉ nhìn trên mặt bằng.
3 khu vực dễ phát sinh xung đột nhất thường là:
Kiểm soát tốt các khu vực này giúp nhà thầu triển khai bám sát bản thiết kế, thay vì tự xoay xở ngoài công trường.
Quy trình QA-QC hồ sơ thiết kế giúp rà soát tính nhất quán giữa thuyết minh kỹ thuật, mô hình 3D và bản vẽ chi tiết của các bộ môn trước khi đưa hồ sơ đi thẩm tra độc lập. Đây là bước nối giá trị của mô hình với chất lượng thật của bộ hồ sơ.
Thực tế, nhiều hồ sơ thiết kế kỹ thuật cao tầng bị cơ quan thẩm tra trả về nhiều vòng do lỗi kỹ thuật cơ bản. Việc thiếu chi tiết nút liên kết vách, dầm chịu lực hay sleeve tường bao tầng hầm chống thấm làm giảm độ tin cậy của tài liệu.
Nguyên nhân thường bắt đầu từ sự thiếu hụt quy trình Document Control quản lý phiên bản bản vẽ: khi không có soát chéo độc lập, các mâu thuẫn giữa kết cấu chịu tải và đường ống MEP đứng sẽ âm thầm tồn tại trong bản vẽ phát hành, khiến tiến độ cấp phép xây dựng bị kéo dài.
Để kiểm soát chất lượng, chủ đầu tư nên yêu cầu đơn vị thiết kế thiết lập hệ thống Issue Log (bảng theo dõi lỗi thiết kế) tập trung. Mỗi phát hiện phải được ghi nhận vị trí, phân nhóm mức độ ảnh hưởng và chỉ định đúng kỹ sư chịu trách nhiệm xử lý dứt điểm trước khi phát hành hồ sơ.
Quy trình soát lỗi QA/QC phải đối chiếu chéo tính nhất quán giữa thuyết minh kỹ thuật và bản vẽ chi tiết của cả ba bộ môn. Cần rà soát kỹ lưỡng 4 giao diện kỹ thuật nhạy cảm nhất:
Duy trì bảng theo dõi Issue Log giúp chủ đầu tư giám sát tiến độ làm sạch hồ sơ thiết kế của tư vấn. Sự minh bạch về trạng thái sửa lỗi là cơ sở để chủ đầu tư an tâm đưa bộ hồ sơ đi thẩm tra chính thức.
Chính khả năng đóng vấn đề một cách có kiểm soát, chứ không phải số lượng va chạm tìm ra, mới là dấu hiệu của một quy trình BIM đáng tin.
Ứng dụng mô hình BIM có thể hỗ trợ bóc tách khối lượng vật tư (BOQ) đáng tin hơn và cung cấp cơ sở dữ liệu số phục vụ quản lý vận hành tòa nhà, nhưng chỉ khi mô hình được tạo đúng mục đích, đúng đối tượng và được kiểm tra trước khi sử dụng. Nói cách khác, dữ liệu đầu ra chỉ tốt bằng chất lượng dữ liệu được đưa vào.
Một vấn đề thường gặp là sai số khối lượng bê tông, cốt thép giữa bản vẽ và dự toán thầu. Sự lệch pha này là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tranh chấp phát sinh chi phí ngoài hợp đồng khi thi công đại trà.
.jpg)
Nguyên nhân thường xuất phát từ việc dựng mô hình thiếu chính xác. Nếu các cấu kiện cột, vách cứng được mô hình hóa sai đối tượng hoặc thiếu thông tin cấu tạo liên kết thép, dữ liệu trích xuất sẽ mất độ tin cậy, và chủ đầu tư có nguy cơ phải bù chi phí cho nhà thầu do sai lệch khối lượng ban đầu.
Để kiểm soát hiệu quả, chủ đầu tư nên quy định mức LOD phù hợp mục đích bóc tách và yêu cầu đơn vị tư vấn so sánh đối chiếu chéo kết quả BOQ từ mô hình với bóc tách thủ công.
Cách làm này bám sát định hướng tối ưu hóa thiết kế và quản lý dự án nhà cao tầng với BIM, đồng thời cũng nhắc lại một giới hạn quan trọng: không có tỷ lệ tiết kiệm cố định nào để cam kết sẵn.
Dữ liệu bóc tách khối lượng từ BIM chỉ thực sự đáng tin cậy khi hội tụ đủ 4 điều kiện:
Thiếu các điều kiện này, con số bóc ra có thể thiếu hoặc trùng, nhất là ở những hạng mục dễ xuất hiện sai sót như MEP, lỗ mở, tầng hầm và tầng kỹ thuật. BIM hỗ trợ công việc của kỹ sư khối lượng, chứ không thay kỹ sư đánh giá tính hợp lý của con số.
Mô hình bàn giao phục vụ quản lý vận hành (As-Built BIM) đòi hỏi hoạch định cấu trúc dữ liệu ngay từ giai đoạn thiết kế, không phải bổ sung sau khi công trình đã xong.
Sự chuẩn bị có chủ đích này giúp chủ đầu tư dễ dàng truy xuất sơ đồ đi tuyến kỹ thuật cơ điện khi tòa nhà đi vào hoạt động. Mỗi đầu ra, từ phối hợp, bóc tách khối lượng đến vận hành, đòi hỏi một kỷ luật dữ liệu khác nhau.
Một quy trình BIM trong thiết kế đáng tin cậy được đánh giá bằng độ chặt chẽ của Kế hoạch triển khai BEP, năng lực rà soát va chạm thực tế và sự đồng bộ của đầu ra hồ sơ, chứ không bằng độ đẹp của mô hình.
Một rủi ro thường bị xem nhẹ là các thỏa thuận miệng tại hiện trường để xử lý nhanh vướng mắc kỹ thuật.
Cách làm thiếu kiểm soát này khiến hồ sơ hoàn công lệch dữ liệu so với công trình thực tế, để rồi khi nghiệm thu hoặc bảo trì, ban quản lý vận hành không tìm thấy sơ đồ đi tuyến chính xác của đường ống nước hay máng cáp điện.
Vì vậy, một nguyên tắc nên giữ cứng là không cho phép thi công theo các quyết định kỹ thuật chưa được ký duyệt bằng văn bản.
Song song đó, giao vai trò tổng thầu thiết kế quản lý toàn diện chất lượng hồ sơ giúp chủ đầu tư có một đầu mối chịu trách nhiệm, thay vì tự ghép ba bộ hồ sơ độc lập.
Tại Song Anh, đội ngũ điều phối đồng bộ kiến trúc, kết cấu và cơ điện trên một hệ dữ liệu thống nhất, chốt cứng mốc Level và tọa độ từ sớm để giảm rủi ro RFI cho chủ đầu tư, còn phương án kỹ thuật vẫn do đội ngũ chuyên môn quyết định.
Với tư duy triển khai BIM tổng thể, tổng thầu thiết kế Song Anh đồng hành cùng chủ đầu tư từ giai đoạn concept đến thiết kế kỹ thuật thi công trên cùng một hệ dữ liệu, phối hợp kiến trúc, kết cấu và cơ điện trong cùng một quy trình khép kín.
Chủ đầu tư có thể tham khảo thêm dịch vụ tư vấn thiết kế từ Song Anh để chuẩn bị tốt hơn cho dự án của mình.
——————————————
CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG SONG ANH (SA)
Toà nhà Park IX - số 08 Phan Đình Giót, Phường Tân Sơn Hoà, TP.HCM
Hotline: 0969 865 728
Email: tnc@sa-corp.vn
