BIM (بیم) در صنعت ساختمان چیست؟

از گذشته تا به امروز تحولات و پیشرفت‌های بسیاری در زمینه صنعت ساختمان رخ داده است. یکی از این تحولات استفاده از فناوری های نوینی در صنعت ساختمان همچون BIM (بیم) است. استفاده از این فناوری می‌تواند سود بسیاری برای کارفرمایان و پیمانکاران داشته باشد. به کمک BIM می‌توان همه چیز را در ابتدا ساخت و این باعث می‌شود که درک بهتری از پروژه به دست آید. استفاده از بیم بسیار ارزش‌آفرین است چرا که BIM یک توانمندی جهت افزایش بهره‌وری در صنعت ساختمان است. امروزه ساختمان‌سازی به امری بسیار پیچیده تبدیل شده است و این پیچیدگی به معنی تغییر نیاز در صنعت ساختمان است که طراحان را ملزم به استفاده از ابزارهای قوی‌تر و پیچیده‌تری می‌کند.

تاریخچه طراحی به کمک رایانه:

در گذشته زمان بسیاری صرف می‌شد تا نقشه‌ها به صورت دستی و بر روی کاغذ رسم شوند. بهره‌گیری از رایانه‌ها در طراحی سازه‌ها جهت افزایش سرعت و دقت کار به دهه 50 میلادی برمی‌گردد. استفاده از رایانه‌ها در طراحی بر مثل یک انقلاب مهم در صنعت ساختمان به شمار می‌رود چرا که رایانه‌ها علاوه بر اینکه کار را راحت‌تر کردند به دقت، کیفیت و سرعت کار نیز به طور چشمگیری افزوده اند.

در واقع اولین سیستم‌های گرافیکی را ارتش آمریکا ایجاد کرد. سپس مهندسین به سمت ایجاد نرم‌افزارهای بیشتر و جدیدتری رفتند و نهایتاً در سال 1998 توانستند به طور قابل‌توجهی پیشرفت کنند و نرم‌افزارهای طراحی سه‌بعدی مانند 3DMax را ایجاد کنند. مسلماً این پیشرفت‌ها بر نوع ساختمان‌سازی و طراحی‌ها تأثیرگذار بوده است.

معرفی اولیه و آشنایی با BIM:

بیم مدل‌ سازی اطلاعات ساختمان است (Building Information Modeling). بیم تنها یک نرم‌افزار برای مدل‌ سازی اطلاعات ساختمان سه‌بعدی سازه نیست بلکه نکته مهم و متمایز بحث اطلاعات ساختمان است. در واقع بیم یک پایگاه داده سه‌بعدی از اطلاعات سازه است.

تعریف بیم توسط نهاد ملی آمریکا به این صورت است: «بیم یک نمایش دیجیتال از ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی یک ساختمان است و اطلاعات مورد نیاز برای برنامه‌ریزی، طراحی، ساخت و مدیریت پروژه‌ها را به صورت یکپارچه در اختیار کاربر قرار می‌دهد.»

بیم یک مبنای قابل اعتماد برای تصمیم‌گیری‌ها و اجرا ایجاد می‌کند. بیم یک مدل اطلاعاتی چندبعدی است. علاوه بر گرافیک سه‌بعدی، بعد مدیریت زمان، مدیریت هزینه و تعمیر و نگهداری و مدیریت ساخته‌ها را نیز در بر می‌گیرد. در پایان کار، مدل سازی اطلاعات ساختمان، اطلاعات کاملی از تمام ساختمان شامل مصالح، سیستم سازه و… ارائه می‌کند. این اطلاعات جهت استفاده در طول عمر سازه مناسب است.

در واقع هر زمان که نیاز به تعمیر، تغییرات و حفظ سازه باشد می‌توان به این اطلاعات رجوع کرد و از آن کمک گرفت. در واقع با اختصاص برنامه زمان‌بندی به مدل، بعد چهارم یعنی زمان ایجاد می‌شود. این بعد به مدیریت بهتر و بهینه‌سازی امور کمک می‌کند. بعد پنجم، بعد هزینه است. بعد ششم در مورد انرژی مصرفی پروژه در طول چرخه حیات است که به مسائل توسعه پایدار مربوط می‌شود. بعد هفتم نیز برای مدیریت و نگهداری امکانات و تأسیسات است.

چالش‌های قراردادی BIM:

از آنجا که BIM یک تکنولوژی جدید است لذا یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین چالش‌های کار با مدل سازی اطلاعات ساختمان، مسائل قراردادی و حقوقی کار است. استفاده از بیم چالش‌های حقوقی دارد. هنوز قوانین کاملی برای استفاده از بیم در سرتاسر دنیا شکل نگرفته است.

هیچ سوابقی وجود ندارد که دادگاه‌ها با این‌گونه قراردادها چگونه برخورد می‌کنند. این مسائل حقوقی عبارت‌اند از تخصیص ریسک، کپی‌رایت و بیمه، مالکیت یک طراحی مشترک در BIM، استفاده از مدل بعد از ساخت‌وساز و … . چالش‌های قراردادی BIM به شرح زیر هستند:

1. چالش‌هایی که در زمان تنظیم قرارداد و مربوط به مفاد و شرايط قرارداد است.

2. چالش‌هایی که از زمان تنظیم قرارداد تا پايان پروژه مربوط به امنیت داده‌ها و اطلاعات است.

3. چالش‌هایی که مربوط به هزینه‌ها، بیمه و جبران خسارات  و در واقع ريسک است.

4. چالش‌های مربوط به همکاری رسمی و قراردادی و نحوه‌ی ايجاد آن.

5. چالش‌های مربوط به مالکیت مدل.

مزایای اجرای BIM:

این نوع مدل‌سازی سبب می‌شود تا پیش از شروع کار تمامی تداخلات و مسائل اجرایی دیده شود و در نتیجه علاوه بر صرفه‌جویی در زمان و هزینه از ادعاهای پیمانکار و منازعات نیز جلوگیری شود. به کمک BIM می‌توان برآورد درستی از هزینه‌های پروژه انجام داد.

می‌توان به اطلاعات متفاوتی دسترسی پیدا کرد و خروجی اطلاعاتی گرفت. در این نرم‌افزار پایگاه داده مشترک یعنی CDM وجود دارد و اشتراک‌گذاری اطلاعات بین تیم‌های مختلف کار در این پایگاه سبب می‌شود تا کمتر به جلسات هماهنگی نیاز باشد.

به دلیل تجربه فضا مجازی در این نرم‌افزار، کارفرما می‌تواند نظرات خود را پیش از ساخت در مورد کار اعلام کند. در بیم نقاط خطر مشخص می‌شود و درنتیجه می‌توان محیط را برای کار مهندسین و کارگران ایمن‌تر کرد. بیم باعث راحتی در ذخیره‌سازی اطلاعات برای بهره‌برداری‌ها و گسترش در آینده می‌شود.

کاربردهای بیم:

به طور خلاصه می‌توان کاربردهای بیم را به صورت زیر بیان کرد:

1. تجسم طرح
2. مرور مراحل ساخت و کمک به طراحی
3. برنامه‌ریزی تجهیز کارگاه
4. برنامه زمان‌بندی و توالی عملیات ساخت
5. تخمین هزینه ساخت
6. یکپارچه‌سازی اطلاعات پیمانکاران جزء و تأمین‌کنندگان مصالح
7. هماهنگی بین سیستم‌ها
8. پیاده‌سازی طرح و عملیات کارگاهی
9. پیش ساختگی
10. بهره‌برداری و نگهداری

مقایسه BIM و اتوکد:

در نرم‌افزار اتوکد نقشه‌ها و مدل‌ سازی به صورت دوبعدی و شبیه به همان نقشه‌های قدیمی است؛ اما در مدل‌ سازی اطلاعات ساختمان BIM تمامی اجزا و جزئیات سازه مانند آنچه در واقعیت است مدل می‌شود.

حتی مصالح نیز مدل‌سازی می‌شوند. به کمک بیم می‌توان بحث هزینه و مدیریت مالی، زمان‌بندی و ایمنی را نیز مورد توجه قرار داد که چنین امکانی در اتوکد وجود ندارد.

به کمک BIM می‌توان احاطه کامل و جامعی بر تمامی چالش‌ها و نکات داشت و بسیاری از مسائل اجرایی را پیش از ساخت متوجه شد. چنین امکانی در اتوکد با نقشه‌های دوبعدی وجود ندارد. در جدول زیر سیستم دو‌ بعدی و سه‌بعدی مقایسه شده است.

موانع مدل‌سازی BIM:

هنوز BIM در بسیاری از کشورها به طور کامل پذیرفته شده نیست و نیروهای متخصص کمی نیز برای به کارگیری بیم وجود دارند؛ مانند هر پدیده نوظهور دیگری BIM نیز موانعی بر سر راه دارد. چالش‌های مدل سازی اطلاعات ساختمان می‌توانند به صورت زیر بیان شوند.

برای مثال، کارفرمایانی هستند که اعتقاد دارند که اگر در قراردادها به سراغ یک خواسته و تحویل شدنی جدید مانند بیم بروند، تعداد پیمانکارانی که در مناقصه شرکت می‌کنند کم می‌شود فلذا هزینه‌های پروژه زیاد خواهد شد. هم چنین واضح است که افراد در برابر هر تغییری مقاومت به خرج می‌دهند و تغییر عادات افراد و روش‌های سنتی که استفاده می‌کنند آسان نخواهد بود و بسیاری از مدیران در این زمینه محافظه‌کار و بی‌اطلاع هستند.

در ایران مدل سازی اطلاعات ساختمان مفهومی نسبتاً جدید است و تنها درصد کمی از شرکت‌های مشاور و پیمانکار از BIM استفاده می‌کنند. ایجاد جایگاه برای بیم در ایران نیازمند زمان است تا متخصصین در این زمینه به بلوغ لازم برسند.

موانع پیاده‌سازی BIM در اجرا:

موانع بیم در اجرا را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

1. عدم شناسایی جامع ذینفعان پروژه‌های عمرانی

2. عدم نگرش سیستمی در بین مدیران پروژه‌های عمرانی

3. فرهنگ اقتصادگرایی در بین مدیران ایرانی و عدم تمایل اشتراک اطلاعات پروژه

4. نگرش فازبندی پروژه‌های عمرانی به ‌عنوان مراحل مجزا از هم

5. عدم تعریف زبان مشترک بین ذینفعان پروژه و چگونگی همکاری در سیستم یکپارچه

6. شیوه تقسیم‌بندی خدمات سازمان نظام‌مهندسی ساختمان و جداسازی طراحی، نظارت و اجرا

7. عدم آموزش متناسب با سیستم مدل‌ سازی اطلاعات ساختمان.

نقش BIM در کاهش اختلافات پروژه:

در کارهای عمرانی به دلیل عدم هماهنگی نقشه‌های متفاوت و رخداد تداخلات، مشکلات و منازعاتی ایجاد می‌شود. بیم این فرصت را به کارفرما و پیمانکار می‌دهد تا یک مدل سه‌بعدی دقیق از پروژه در سطح معماری، سازه‌ای، الکتریکی و مکانیکی داشته باشند.

این مسئله به آن‌ها کمک می‌کند تا تمام ریسک‌ها، خطرات و تداخلات را پیش از اجرا متوجه شوند. تداخلات زمانی رخ می‌دهد که اجزا سازه‌ای در حین اجرا با یکدیگر برخورد کنند. این تداخلات سبب دوباره‌کاری و صرف زمان و هزینه می‌شود. هم‌چنین رفع این مشکلات نیازمند جلسات بین افراد درگیر در پروژه است.

یکی از دلایل اصلی این تداخلات استفاده از طراحی‌های دوبعدی است که توانایی پیش‌بینی تداخلات را ندارند. زمان ناکافی و طراحی‌های پیچیده نیز باعث افزایش این تداخلات می‌شوند. بیم با مدل‌سازی دقیق و برآورد هزینه و زمان‌بندی نارضایتی‌ها و مشکلات حین کار را کاهش داده و در نتیجه جلسات کم می‌شود.

کاربرد BIM در مدیریت ایمنی:

صنعت ساخت‌وساز یکی از کارهای بسیار پرخطر و پر‌ریسک است و در بسیاری از پروژه‌های عمرانی حوادث و سوانحی رخ می‌دهد. این حوادث علاوه بر آن که جان افراد را به خطر می‌اندازد، روند کار را کند کرده و هزینه‌هایی نیز بر پروژه تحمیل می‌کنند.

استفاده از BIM می‌تواند گام مؤثری در کنترل حوادث باشد. مدل سازی اطلاعات ساختمان با تعیین مکان‌های پرخطر و با جانمایی دقیق هر بخش می‌تواند به مدیریت ایمنی بسیار کمک کند.

برای مدیریت ایمنی در پروژه‌های عمرانی، نکات زیر مهم است:

1. تعداد و موقعیت امکانات اداري، انبارها و اتاق‌های پرسنلی.
2. محل قرارگیري جرثقیل‌ها، تجهیزات و ماشین‌آلات.
3. موقعیت و جانمایی خاک‌ریزها و خاک‌برداری‌ها.
4. موقعیت محل‌های دپوي مصالح و قطعات پیش‌ساخته.
5. بررسی میزان ترافیک در محل پروژه و ایجاد پل ارتباطی بین ترافیک داخلی و عمومی.
6. راه‌های دسترسی، رمپ‌ها، مسیرهاي حمل‌ونقل قطعات و نگهداري از آن‌ها.
7. رعایت نظم و آراستگی محل پروژه و قرار دادن تجهیزات در محل‌های مناسب و نیز کنترل گردوغبار در محل کارگاه.
8. جمع‌آوری، ذخیره و دفع مواد زائد و موادي که موجب بروز خطر از منظر ایمنی و سلامتی می‌شوند.
9. تمهیدات لازم جهت اطفاي حریق.
10. اختصاص مکان مشخص جهت انبار کردن مواد مخاطره‌آمیز و یا سوختنی.

چشم‌انداز BIM:

استفاده از این تکنولوژی در آینده بسیار بیشتر خواهد شد و با توجه به مزیت‌های آن افراد زیادی به بیم گرایش پیدا خواهند کرد. به مرور زمان افراد متخصص در این زمینه بیشتر شده و اقبال کارفرمایان نیز به BIM بیشتر خواهد شد. ایجاد استانداردها و پشتیبانی حقوقی مناسب‌تر از بیم می‌تواند به پیشرفت استفاده این تکنولوژی در آینده کمک شایانی کند.

نتیجه‌گیری:

ممکن است در ابتدا استفاده از بیم امری زمان‌بر به نظر برسد اما سودهای بسیاری همچون صرفه‌جویی در زمان و هزینه که دو رکن اساسی کار است به همراه خواهد داشت. به طورکلی بیم سبب کاهش دوباره‌کاری، حذف تداخلات، کاهش درخواست اطلاعاتی و هماهنگی بهتر، تغییرات کمتر در زمان اجرا، کاهش زمان و هزینه می‌شود.

مطالب مرتبط:

Building Information Modeling