منابع مقاله درباره مصرف انرژی، یکپارچه سازی، تصویرسازی، محیط مجازی

دانلود پایان نامه ارشد

توجیه خواهد داشت که پیمانکار یک نسخه مجزا از مدل، برای خود درست نماید. علت، این است که مدل تهیه شده توسط طراح، بیشتر روی فرآیند طراحی تکیه دارد، در صورتی که پیمانکار، نیازمند مدل اجرایی با تاکید بر فرآیند ساخت میباشد. در بخشهای بعدی این پژوهش تلاش خواهد شد تا مزایا و پیشنیازهای اساسی بکارگیری سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان در پروژههای عمرانی، بطور کامل مورد بررسی قرار گیرد.
روشهای اصلی بکارگیری سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)
در حالت کلی جهت بکارگیری سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) دو روش اصلی وجود دارد که عبارتند از:
روش مخزن مرکزی18 (CRA)
روش مخزن گسترده19 (DRA)
روش مخزن مرکزی (CRA)
در روش مخزن مرکزی (CRA) فرض بر این است که تمام اطلاعات پروژه در یک فایل واحد پایگاه داده20 ذخیره میشوند. به عنوان مثال، تمام اطلاعات زمانبندی و تخمین مالی پروژه به اطلاعات مدل سه بعدی آن اضافه خواهد شد. این روش خیلی معقول و کاربردی نمیباشد؛ چراکه جنس اطلاعات مورد نیاز طراح با پیمانکار متفاوت است. در حالیکه، طراح درگیر مسائلی از قبیل بررسی مصرف انرژی ساختمان و بکار بستن آییننامهها و طراحی فضاها میباشد، پیمانکار علاقمند به تعیین برنامه زمانبندی کار و تخمین هزینههای پروژه میباشد. بنابراین برای اینکه کار تخمین شروع شود، باید کار طراح تمام شده باشد. این امر حداقل در مراحل ابتدایی کار عملی نیست.
روش مخزن گسترده (DRA)
روش مخزن گسترده (DRA) روشی است که اکثر طراحان و پیمانکاران از آن استفاده میکنند. در این روش، مدل BIM به دستهای از پایگاه دادههای جداگانه21 که توسط برنامههای مستقلی ایجاد شدهاند، دسترسی دارد. به عنوان مثال، تمام اطلاعات مورد نیاز جهت تخمین مالی پروژه در برنامه مستقل مربوطه قرار دارد. این برنامه جهت انجام کار خود احتیاج به یک ارتباط دو طرفه با مدل سه بعدی BIM دارد تا به مبادله اطلاعات لازم بپردازد؛ این کار در همان مراحل اولیه طراحی امکانپذیر می باشد. بنابراین با وجود استفاده از منابع مستقل داده به دلیل خاصیتی بنام Interoperability تمام اطلاعات گروههای مختلف درگیر در پروژه یکپارچه میگردند. به این ترتیب گروههای مختلف طراحی شامل معماری، سازه، تاسیسات برقی و مکانیکی مدلهای خود را به صورت جداگانه در نرمافزارهایی از قبیل Autodesk Revit تهیه نموده و در نهایت به کمک نرمافزارهایی مانند Autodesk Navis Works روی هم گذاری میشوند تا مدل یکپارچه BIM بدست آید .
تفاوتهای اصلی مدلهای دو بعدی با سیستم سه بعدی BIM
قبل از دهه ۱۹۷۰ میلادی نقشههای ساختمانی با مداد، جوهر و کاغذ ترسیم میشدند. علاوه بر این محاسبات مربوط به بخش سازهای یک پروژه ساختمانی با استفاده از ماشینحساب صورت میگرفت. از اینرو اصلاح اشتباهات نقشهها بسیار مشکل بوده و مخصوصاً اگر اشتباهات، روی نقشههای وابسته دیگری اثر میگذاشت، نتیجه کار در بعضی موارد حتی وحشتناک بود. در دهه فوق، روشهای ترسیم کامپیوتری دوبعدی موسوم به CAD ابداع شدند که تنها روی پایانههای گرافیکی کامپیوترهای مرکزی قابل اجرا بودند.
از دهه ۱۹۸۰ میلادی به بعد با ابداع کامپیوترهای خانگی، استفاده از برنامههای دوبعدی CAD در دفاتر مهندسی رواج بیشتری یافت. با استفاده از این ابزار الکترونیک، ترسیم، اصلاح و انتقال نقشهها بسیار راحتتر از گذشته شد. علاوه بر این در بسیاری از موارد، سرعت کار بالا رفته و ترسیم اشکال پیچیده و سه بعدی وارد مرحله جدیدی شد [14].
تواناییهای CAD نسبت به روشهای دستی بسیار عالی و زیاد بود، ولی با وجود توانایی سه بعدی سازی، هنوز قابلیتهای BIM را نداشت. مدل CAD صرفاً یک نمایش سه بعدی از طراحیهای دو بعدی بوده و برخلاف BIM هوشمند نیست. برای مثال، مدل سه بعدی CAD قادر به شناسایی اشتباهات موجود در آن نبوده و مخصوصاً نمیتواند اشتباهات وابسته به وضعیت موجود را در جاهای دیگر به صورت خودکار اصلاح کند (عدم قابلیت تشخیص ارتباط بین نقشههای پلان، نما، برش و …).
تفاوت عمده یک مدل BIM با یک مدل دو بعدی یا سه بعدی متعارف CAD، ذخیره اطلاعات مهم کل فرآیند ساخت با تمام اجزاء آن میباشد. این اطلاعات شامل مواردی از قبیل مشخصات مصالح (وزن، رنگ، اندازه، میزان مقاومت در برابر حریق و …)، راهنمای نصب و مونتاژ قطعات، خدمات گارانتی محصولات، الزامات نگهداری و تعمیرات اجزاء و مصالح، اطلاعات قیمت اجزاء و … خواهد بود.
در حالت کلی میتوان گفت که یک مدل BIM به عبارت فنی یک مدل CAD است که به یک پایگاه داده متصل میباشد، به نحوی که هرگونه اطلاعات مربوط به پروژه را میتوان در آن ذخیره نمود. بنابراین یک مدل BIM به عنوان یک منبع مشترک اطلاعات، بین کل تیم طراحی و اجرایی ساختمان، عمل میکند. نتیجه این یکپارچه سازی اطلاعات، افزایش هماهنگی، کاهش خطاها و ضایعات و نهایتاً افزایش کیفیت کار میباشد. لازم به توضیح است که در بخشهای بعدی در مورد هریک از این مزایا و تفاوتهای یک مدل سه بعدی BIM نسبت به مدل دوبعدی، توضیحات کاملتری ارائه شده است [11].
در شکل (2-11) مقایسه بین دو سیستم قدیمی (CAD) و سیستم نوین BIM به صورت شماتیک نشان داده شده است. علاوه بر این در جدول (2-2) چکیدهای از تفاوتهای اصلی یک مدل دوبعدی با سیستم سه بعدی BIM به طور خلاصه معرفی شده است [21].

ساختمان و عملکرد اسناد و نقشهها مفهوم و طراحی
(الف) فرآیند سنتی و قدیمی سیستم CAD

ساختمان و عملکرد دستیابی فعال استفاده و انتقال دادهها دیتابیس مرتبط باهم
(ب) فرآیند نوین و جدید سیستم BIM
مقایسه بین روشهای مرسوم و سنتی CAD در مقایسه با سیستم نوین BIM [21].
گزیدهای از تفاوتهای اصلی مدل دو بعدی با سیستم سه بعدی BIM
سیستم دوبعدی همچون 2-D-CAD
سیستم سه بعدی BIM
1- در سیستمهای دوبعدی، معرفی موضوع با استفاده از نماهای دوبعدی مختلف (همچون پلان، نما و …) به صورت مجموعهای از خطوط، نقاط و … مشخص می گردد.
1- در یک سیستم BIM معرفی موضوع با استفاده از یک حجم یکپارچه معنادار در یک محیط مجازی ارائه میشود و امکان استخراج پلانها و نماهای گوناگون از کلیت حجم وجود دارد.
2- اطلاعات موجود در یک سیستم دوبعدی تنها شامل دادههای گرافیکی بوده و بار معنایی زیادی ندارد. مثلاً در یک نقشه، دیوار مجموعهای از خطوط بوده و مفهوم واقعی دیوار را در بر ندارد.
2-. در سیستم سه بعدی BIM، هریک از اجزاء حاوی اطلاعات و مفاهیم اجرایی واقعی (همچون دیوارها، فضاها، ستونها و …) هستند.
3- نماها، نقشهها، پلانهای مختلف یک حجم در حالت دوبعدی ارتباطی با یکدیگر نداشته و با تغییر در یکی از نقشهها، تغییرات لازم در سایر نقشهها باید به صورت دستی اجرا شود.
3- در یک سیستم BIM برحسب هوشمندی مدل، چک کردن بخشهای مختلف ناشی از تغییرات حتی در بخش محدودی از عملیات، با استفاده از یکپارچگی مدل صورت میگیرد.
4- براساس عدم ارتباط بخشهای مختلف در یک سیستم دوبعدی، نقشههای مختلف همچون تاسیسات، نقشههای سازهای، معماری و … باید به طور مداوم چک شوند تا روند تغییرات به طور کامل در تمام آنها لحاظ گردد.
4- در سیستم BIM بخشهای مختلف سیستم با یکدیگر در ارتباط تنگاتنگ بوده و تغییر در یکی از این بخشها، ممکن است باعث ایجاد تغییرات جزئی و گاهاً اساسی در سایر بخشهای مرتبط شود
5- در نقشههای دوبعدی تنها اطلاعات مرتبط با بیان گرافیکی موضوع مشخص میگردند و امکان تصویرسازی واقعی از ساختمان پروژه مقدور نیست.
5- یک مدل BIM تمام اطلاعات مرتبط با ساختمان ازجمله اطلاعات فیزیکی و کاربردی را در قالب یک بانک یکپارچه و هوشمند ارائه مینماید. تصویرسازی و امکان ارائه تصاویر واقعی ساختمان پروژه از ویژگیهای دیگر یک سیستم سه بعدی BIM است.
طراحی در سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)
همانطور که گفته شد، مفهوم BIM ورای CAD بوده و مدل BIM در واقع یک سیستم مدلسازی برمبنای پایگاه داده میباشد. در سیستم BIM فرآیند طراحی با ساخت یک مدل، متشکل از اجزاء هوشمند که معرف در و پنجره، سقف، تیرها، پلکان، سیستم تهویه مطبوع، سیم کشی و … میباشند، شروع میشود. این اجزاء هم خودشان و هم ارتباطشان با بقیه اجزاء را بطور دقیق میشناسند. بنابراین طراح و مجری برای کسب اطلاعات در مورد یک جزء مشخص مثل پنجره از قبیل اندازه، جنس شیشه، چهارچوب و … لازم نیست چندین نقشه پلان، برش، نما و … را زیر و رو نماید و کافی است که مستقیماً به خود جزء مراجعه کند. این جزء تمام اطلاعات مربوط به ویژگیهایش را در خود ذخیره کرده و با اعمال هر تغییری در خواص آن، خودش را با طرح جدید مطابقت میدهد. همانگونه که در شکل (2-12)، چگونگی طراحی در یک سیستم BIM نشان داده شده است، BIM به عنوان یک هسته مرکزی در تولید ساختمان عمل نموده و سایر عوامل مرتبط با آن همچون معماران، مهندسین عمران، سازه، سیستمهای مکانیکی و الکتریکی، سازندگان و مجریان طرح و در نهایت مالکان به عنوان المانهای حاشیهای استفاده کننده از آن در نظر گرفته میشوند و به صورت هماهنگ با آن در ارتباط میباشند.
همانگونه که قبلاً نیز بیان شد، یک مدل BIM علاوه بر ایجاد ارتباط هوشمند بین اجزاء مختلف طراحی، امکان بررسی سناریوهای مختلف طراحی را برای تمام گروهها، به صورت مجازی فراهم مینماید. به عنوان مثال یکی از سناریوها، میتواند چرخش مدل ساختمان و بررسی تغییرات میزان مصرف انرژی آن، برحسب زوایای مختلف تابش خورشید باشد. همینطور گروههای دیگر طراحی مشتمل بر سازه و تاسیسات نیز قادرند با اعمال تغییراتی در مدلشان، اثرات این سناریوها را بر معماری پروژه ببینند و بالاخره، پیمانکاران قادرند در حین طراحی و توسعه مدل ساختمان، مواردی از قبیل توالی اجرا، کارآیی، ساخت و نصب را به صورت مجازی تجربه کنند.
در این سیستم مدلسازی سه و بعضاً چهاربعدی نوین ساختمانی، ساختمان به عنوان یک هسته مرکزی و اصلی در نظر گرفته شده که به صورت مستقل عمل مینماید و سایر اشیاء یا اجزای مرتبط با ساختمان (مثل سقف، پنجرهها، درها، پلهها و …) به عنوان عناصر و المانهای وابسته لحاظ شده و پیرامون هسته مرکزی عملکرد و نقش خود را ایفا مینمایند (مطابق شکل (2-13.).

طراحی در سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان

ساختمان به عنوان هسته مرکزی در یک مدل BIM
به عبارت دیگر، با استفاده از چنین تکنولوژی جدیدی، ساختمان به عنوان مجموع اشیایی که قابلیت سه بعدی شدن دارند، تعریف میشود. بدین ترتیب BIM تمام اطلاعات مربوط به ساختمان را به صورت یک هسته مرکزی ذخیره کرده و اجازه میدهد تا ابعاد و ترکیبات آن ساختمان از هر لحاظ به هم متصل شوند.
سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) یک پروژه ساختمانی را در یک محیط مجازی طراحی و اجرا میکند. با تکنولوژی BIM، یک مدل مجازی دقیق از یک ساختمان دیجیتالی ساخته میشود.
پس از اتمام مدلسازی، مدل کامپیوتری ساخته شده، شامل هندسه دقیق و اطلاعات مربوطه و مورد نیاز برای بهرهبرداری، ساخت و تامین فعالیتهای مورد نیاز برای تحقق بخشیدن به ساختمان است که نمونهای از این مدلسازیها در شکل (2-14) نشان داده شده است [21].

(الف) مدل معماری (ب) مدل سازهای

(ج) مدل لوله کشی خانهها
(د) مدل فازی چهاربعدی (یعنی مدل سه بعدی + زمان بندی)
استفاده از سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان برای پروژه Hilton Aquarium، Atlanta، Georgia، USA (Holder Construction)
کاربردهای سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)
به طور کلی از مهمترین کاربردهای سیستم مدلسازی اطلاعات ساختمان میتوان به موارد زیر اشاره نمود که در بخشهای بعدی هریک از این موارد به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفتهاند:
تجسم طرح
مرور مراحل ساخت وکمک به طراحی
برنامه ریزی تجهیز کارگاه
برنامه زمانبندی و توالی عملیات ساخت
تخمین هزینه ساخت
یکپارچه سازی اطلاعات پیمانکاران جزء و تامین کنندگان مصالح
هماهنگی بین سیستمها
پیادهسازی

پایان نامه
Previous Entries منابع مقاله درباره مدیریت پروژه، محیط زیست، ایالات متحده، مدیریت ساخت Next Entries منابع مقاله درباره زمانبندی پروژه، برنامه زمان بندی، کشورهای توسعه یافته، یکپارچه سازی