Tại Nhật Bản, một công ty xây dựng và nhà thầu của họ đã trực tiếp học và áp dụng mô hình BIM giúp xây dựng vào tạo ra một trong những mái nhà bằng gỗ lớn nhất ở Nhật Bản.

• Nhà xây dựng Nhật Bản Tokyu Construction Co. ứng dụng BIM (Building Information Modeling) để giúp tạo ra một trong những mái nhà bằng gỗ lớn nhất ở Nhật Bản.

• BIM cho phép xác minh chính xác các bộ phận khác nhau của mái nhà bằng chất liệu gỗ ghép thanh (CLT) 128 tấm.

• Dữ liệu 3D BIM hỗ trợ giao tiếp trong nhóm xây dựng và khách hàng nhằm quản lý thông tin chặt chẽ và kiểm soát tiến độ dự án.

Sự đổi mới trong kiến trúc thường gợi lên bởi các tòa nhà chọc trời hoặc những đường cong bất chấp trọng lực. Nhưng khi sử dụng một vật liệu truyền thống như gỗ, sự đổi mới đó hoàn toàn khác biệt.
Công ty xây dựng Daito Trust sử dụng gỗ làm yếu tố thiết kế chính trong kiến trúc nhà ở cho thuê. Công ty đã mở một phòng trưng bày nhà ở cho thuê tương lai,ROOFLAG, được ghi nhận là trung tâm tuyệt đẹp ở Nhật Bản: một trong những mái nhà bằng gỗ lớn nhất Nhật Bản. Người xây dựng mái nhà,Tokyu Construction Co., đã sử dụng công nghệ BIM để kĩ thuật số hóa và quản lý suốt dự án.

Mái nhà bằng gỗ ghép thanh (CLT) bắt đầu hình thành. Được sự cho phép của Tokyu Construction Co.

Masaya Hayashi (Bộ phận Xây dựng Tòa nhà của Tokyu Construction) cho biết: “Tất cả mọi người tham gia vào dự án ROOFLAG, từ khách hàng đến các nhà thiết kế đến đội xây dựng đều được tiếp cận dự án từ giai đoạn đầu”. Hayashi cũng là trưởng nhóm – trưởng phòng xúc tiến ứng dụng BIM đầu tiên của công ty. " BIM đã hỗ trợ mọi người trao đổi về các mối quan tâm, giải quyết từng vấn đề một và mọi người đều hài lòng với kết quả của dự án, ”Hayashi nói.

Khi bước vào showroom, mái nhà lưới hình tam giác là điểm nhấn đầu tiên mà bất cứ ai nhìn thấy; nó trải dài 60 mét dọc theo mỗi bên, mà cần một trụ đỡ nào. Mái nhà khổng lồ này sử dụng gỗ nhiều lớp (CLT), cũng được sử dụng cho lĩnh vực công nghệ xây dựng bằng gỗ mới nổi, được gọi là gỗ nhân tạo phổ thông (mass timber), một cách tiếp cận thân thiện với môi trường nhằm thúc đẩy việc tái sử dụng tài nguyên gỗ.

Những cải cách gần đây trong quy chuẩn xây dựng của Nhật Bản và các yếu tố khác đã dẫn đến việc ngày càng áp dụng CLT trong ngành xây dựng trong nước. Tuy nhiên, trước dự án này, Tokyu Construction chưa sử dụng CLT hoặc phát triển bất kỳ phương pháp xây dựng cụ thể cho CLT nào. Các tấm CLT mà nó sử dụng rất lớn - cao tới 2,3 mét, dài 11,8 mét và dày 270 mm, nặng tới 3 tấn mỗi chiếc. Bởi vì đây là trải nghiệm đầu tiên của Tokyu Construction sử dụng CLT, nhiều yếu tố chưa được biết khi bắt đầu lập kế hoạch dự án.

Hayashi nói: “Việc xây dựng một mái nhà bằng gỗ lớn chỉ dựa trên các bản vẽ 2D sẽ trở nên vô cùng khó khăn khi bạn tính đến các phương pháp xây dựng và kiểm soát chất lượng -Thật khó để hình dung công việc trong các điều kiện cụ thể bằng cách sử dụng các kế hoạch 2D, vì vậy chúng tôi đã chuyển sang BIM để hiểu rõ hơn về toàn bộ tòa nhà”.

BIM hỗ trợ độ chính xác cao trong xây dựng

Đầu tiên, để kiểm tra kích thước cho công việc nối, các mô hình đã được tạo trong Autodesk Revit; và được sử dụng để tạo mô hình tỷ lệ 1/33 bằng máy in 3D. Sau khi nhận được chi tiết mô hình và quy trình lắp ráp, việc xác minh được tiến hành bằng cách sử dụng mô phỏng toàn bộ kích thước sản phậm thật

Hayashi cho biết nhóm đã tiến hành xác minh và thử nghiệm trước khi bắt đầu xây dựng để đảm bảo mức độ chính xác cho phép, ví dụ: công nhân có thể tiếp cận những nơi cần siết bu long bởi mô hình. “Vì chúng tôi tạo ra một mô hình chính xác cao từ dữ liệu thông qua BIM, và đồng thời thiết lập các khía cạnh khác nhau của quy trình xây dựng bảng điều khiển CLT — chẳng hạn như lắp các khớp nối, quy trình lắp ráp và xác nhận quá trình thi công — từ ban đầu cho đến hoàn thiện”.

Tổng cộng 128 tấm CLT đã được sử dụng để xây dựng mái nhà. Vì mái dốc nên các tấm phải được lắp ráp theo đường chéo, với yêu cầu độ chính xác chế tạo từ 2 mm trở xuống. Điều này cũng làm cho việc xác định các mối nối, cấu trúc không gian và quản lý dữ liệu trở nên vô cùng phức tạp. Họ đo bằng một đó chuyên dục (Total Station) và xử lý dữ liệu bằng hệ thống khảo sát xây dựng 3D. Dữ liệu tọa độ từ các phép đo có thể được tính toán ngay lập tức bằng Autodesk Dynamo, giảm 80% giờ làm việc so với tính toán thủ công và đảm bảo độ chính xác cho quá trình lắp ráp.

Phân tích nhiệt độ được thực hiện đối với các khu vực xung quanh các tấm CLT, nơi có xu hướng giữ nhiệt; mô phỏng xác minh chất lượng không khí trong không gian mở. Được sự cho phép của Tokyu Construction Co.

Trong quá trình lắp ráp mái nhà bằng gỗ, các tấm CLT được giữ bằng các giá đỡ đặt bên dưới chúng. Quá trình này đã được phân tích bằng cách sử dụng BIM trước khi thực hiện. Hayashi nói: “Khi loại bỏ khả năng chịu tải của giá đỡ, nếu trọng lượng tập trung vào một điểm duy nhất, các tấm CLT có thể bị hỏng. Chúng tôi đã thực hiện một nghiên phân tích tối ưu hóa các giá đỡ để xác định thứ tự loại bỏ hoặc thay đổi phân bố trọng lượng như thế nào. Quá trình phân tích tỷ lệ tải được thay đổi, điều này thực sự xác thực cách tiếp cận kỹ thuật số hóa của chúng tôi đối với vấn đề này. ”

Quang cảnh bên ngoài của ROOFLAG vào ban đêm. Được sự cho phép của Tokyu Construction Co.

Được trang bị các kết quả xác nhận này - một bản sao kỹ thuật số của công trường thực tế - nhóm đã thực hiện mà không gặp bất kỳ sự cố nào và công việc có thể được hoàn thành trong phạm vi sai xót chấp nhận ban đầu. Hayashi cho biết nhiệm vụ này là một trong những mối quan tâm lớn nhất của khách hàng ngay từ đầu: “Việc phân tích kỹ thuật số đã giúp chúng tôi giảm bớt lo lắng của khách hàng và xây dựng niềm tin của họ vào quy trình của chúng tôi. Đó là một tình huống đôi bên cùng có lợi ”.

BIM hỗ trợ xây dựng bằng cách cung cấp dữ liệu 3D trong giao tiếp

Đối với dự án này, định dạng 3D của dữ liệu BIM cho phép giao tiếp dẫn đến xây dựng đồng nhất và chia sẻ thông tin nhanh gọn. Hayashi nói: “Công ty chúng tôi có nhiều bộ phận hỗ trợ kỹ thuật khác nhau, bao gồm cả các phòng nghiên cứu công nghệ. Trong quá trình thực hiện dự án này, các bộ phận này đã sử dụng dữ liệu BIM để thảo luận về các biện pháp và phối hợp phương pháp tiếp cận toàn công ty để giải quyết các nhiệm vụ xây dựng khó khăn”.

Sử dụng máy tính bảng để kiểm tra công việc tại chỗ. Được sự cho phép của Tokyu Construction Co

Sau đó, nhóm có thể sử dụng dữ liệu BIM phản ánh và phát triển các kế hoạch chi tiết với các nhà thiết kế, nhà sản xuất và nhân viên tại chỗ. “Tôi cũng nghĩ rằng việc sử dụng mô hình BIM đã giúp xây dựng sự đồng thuận với khách hàng — và vì chúng tôi có thể chia sẻ mô hình đó với công nhân tại chỗ, nên nó dẫn đến tiêu chuẩn chất lượng cao trong suốt quá trình xây dựng,” Hayashi nói.
Nhóm đã sử dụng các thiết bị di động để chia sẻ dữ liệu trong quá trình xây dựng. Autodesk BIM 360 đã giúp nhóm đưa dữ liệu BIM vào thiết kế và các thông tin khác. Họ có thể xác nhận các quy trình làm việc và tham gia với các công nhân tại công trường. Hayashi nói: “Chúng tôi cũng có thể sử dụng các mô hình BIM để theo dõi tiến độ công việc và sử dụng các thiết bị ICT để thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến công việc.

Làm việc hiệu quả hơn với BIM trên đám mây.
Thông qua sự phối hợp này, tất cả mọi người tham gia vào dự án đã cung sử dụng một bộ dữ liệu đã thống nhất đến mọi địa điểm làm việc, hỗ trợ công việc đang thực hiện và xác nhận tính nhất quán trong quá trình quản lý-xây dựng. Hayashi nói: “Chúng tôi cũng có thể áp dụng các khía cạnh chính của phương pháp tiếp cận đối với nghề thủ công mà chúng tôi cần trong xây dựng gọi là chất lượng, chi phí, giao hàng, an toàn và thân thiện với môi trường — ở phạm vi rộng hơn trước đây.
Hayashi nói rằng sự hài lòng của khách hàng, tăng năng suất và nhận thức về môi trường là những mục tiêu của nhóm anh ấy làm.

“Để đưa nó lên cấp độ tiếp theo, giao tiếp sâu hơn bằng cách sử dụng BIM và sự hiện diện mọi nơi làm việc được cải thiện cho phép chúng tôi cung cấp giá trị mới cho khách hàng của mình,” ông nói. “Điều này thể hiện sứ mệnh của công ty chúng tôi, cụ thể là giúp ước mơ của mọi người thành hiện thực bằng cách cung cấp cho họ môi trường sống an toàn và thoải mái. Nhìn về tương lai, đây chỉ là một trong hàng dài các dự án sẽ giúp đạt được mục tiêu đó ”.

Nguồn : YASUO MATSUNAKA – AUTODESK

# HỢP TÁC - # NĂNG LƯỢNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN - # VẬT LIỆU - # XÂY DỰNG MÔ HÌNH - # MÔ PHỎNG - # KỸ THUẬT KẾT CẤU # BIM  # AUTODESK # DYNAMO # REVIT