CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN Giới thiệu : Tổng quan về hệ thống cơ điện giới thiệu các kiến thức tổng quan về hệ thống cơ điện, các chức năng của phần mềm Revit Mục tiêu của học phần: - Kiến thức: + Trình bày được các kiến thức tổng quan về hệ thống cơ điện; + Trình bày được các chức năng của phần mềm Revit - Kỹ năng: + Mô tả được mô hình BIM - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ làm việc nghiêm túc, chủ động, tích cực. + Đạo đức nghề nghiệp, trung thực, thăng thắn. + Tuân thủ quy trình thực hiện công việc để đảm bảo an toàn trong nghề nghiệp. Kiến thức chung về hệ thống cơ điện Hệ thống cơ điện là một hạng mục quan trọng trong lĩnh vực xây dựng.
Phần điện chiếm 45-65% khối lượng công trình, có nơi lên đến 70%, với vai trò quan trọng ấy thì việc thiết kế hệ thống cơ điện là bước đầu tiên không thể thiếu khi xây dựng công trình. Hệ thống cơ điện phục vụ nhu cầu sử dụng cho công trình nhà xưởng, chung cư,cơ quan, doanh nghiệp và các hộ gia đình. 1 Tổng quan về hệ thống cơ điện 1 Hệ thống điện đóng vai trò hỗ trợ toàn bộ các hệ thống cơ điện còn lại. Chúng cung cấp điện cho thang máy, kiểm soát các thiết bị điều hòa thông, phát hiện hiểm họa cháy nổ, phục vụ hệ thống hệ thống thông tin liên lạc của tòa nhà.
Hệ thống cấp thoát nước Vai trò của hệ thống này là dẫn nước cho cả tòa nhà. Đồng thời chúng thực hiện chức năng thoát nước mưa, dẫn và xử lý nước thải sinh hoạt, thông gió cho đường ống dẫn và các thiết bị hệ thống. Bên cạnh đó, hệ thống cấp thoát nước trong hệ thống cơ điện còn hỗ trợ hệ thống phòng cháy chữa cháy thông qua cung cấp nước tới hệ thống bình phun. Các dự án dù lớn hay nhỏ đều cần đến hệ thống này nhưng một khi hệ thống cấp thoát nước được thiết kế sai hoặc lắp đặt sai thì hậu quả rất nghiêm trọng, chúng ảnh hưởng nghiêm trọng đến toàn bộ kết cấu của tòa nhà.
Các vấn đề về ngập nước, gây mùi khó chịu, kém vệ sinh sẽ diễn ra. Do đó, thiết kế hệ thống cấp thoát nước đòi hỏi kỹ sư phải có trình độ chuyên môn cao, có kinh nghiệm thiết kế, trong đó là đơn vị thiết kế hệ thống cấp thoát nước uy tín hàng đầu. 2 Hệ thống cấp thoát nước 2 Hệ thống điện Trong phần điện bao gồm hệ thống điện động lực trong tòa nhà, hệ thống chiếu sáng trong nhà, ngoài trời, hệ thống điều khiển thông minh cho tòa nhà, thống Camera giám sát và hệ thống an ninh, hệ thống phát thanh và cảnh báo, hệ thống dò và báo cháy, hệ thống quản lý tòa nhà, quản lý thâm nhập tòa nhà, hệ thống UPS (bộ lưu điện), thống đường dây điện và trạm biến áp, thiết bị đóng cắt cao, trung và hạ thế, hệ thống máy phát điện và hệ thống trạm điện, hệ thống chống sét. Trong đó, đưa ra chức năng của BMS (Hệ thống quản lý tòa nhà thông minh).
Hệ thống này cho phép cho phép các hệ thống cơ điện được kiểm soát từ một điểm trung tâm. Nhờ đó, ban quản lý tòa nhà có thể chủ động điều khiển và quản lý các hệ thống, nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động đúng chức năng và hiệu quả. Ngoài ra, hệ thống BMS còn cho phép ban quản lý tòa nhà có thể huy động máy phát điện dự phòng. Hệ thống cấp thoát nước và phòng cháy chữa cháy hoạt động để đề phòng trong các tình huống khẩn cấp.
Hệ thống điều hòa thông gió HVAC là tên viết tắt của hệ thống điều hòa thông gió. Có thể nói, điều hòa thông gió là một trong các hệ thống chính của các dự án xây dựng công trình, đặc biệt là đối với các dự án dân cư và công nghiệp. Hệ thống điều hòa thông gió quan trọng bởi chúng tạo ra sự thoải mái, thuận tiện và bảo vệ người dùng. 3 Hệ thống điều hòa thông gió Hệ thống điều hòa thông gió có vai trò quản lý chất lượng không khí, nhiệt độ bên trong tòa nhà.
Chúng đưa không khí mát mẻ hay ấm áp vào để điều tiết nhiệt độ không khí của tòa nhà. Nhờ đó mà cư dân hoặc những người sống trong toàn nhà cảm thấy thoải mái và tiện nghi nhất. Ngoài ra, hệ thống này còn hỗ trợ đắc lực cho hệ thống cứu hỏa thông qua việc kiểm soát tăng áp cầu thang, khử khói và thông khí hành lang, tầng hầm. Hệ thống phòng cháy chữa cháy Hệ thống phòng cháy có vai trò rất quan trọng trong mỗi công trình, chúng ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn, tính mạng, tài sản của con người bên trong tòa nhà đó.
Vì thế, hệ thống này rất được chủ đầu tư, cá nhân, đơn vị quan tâm. Trong các dự án xây dựng, hệ thống bình cứu hỏa, đường ống dẫn nước, hệ thống bơm, hệ thống báo động âm thầm quản lý khói, lửa, áp lực gây ra do nguyên nhân chập cháy nổ, hỏa hoạn xảy ra bên trong tòa nhà. Khi phát hiện cháy, hệ thống sẽ báo động cho ban quản lý tòa nhà và phun nước ra khắp khu vực cháy để bảo vệ tính mạng, tài sản bên trong tòa nhà. 4 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 1.
Tổng quan về mô hình BIM BIM viết tắt của từ Building Information Modeling: • Building thường được dịch là công trình (cách 1 danh từ) • Information là thông tin • Modelling là quá trình mô hình hóa. →BIM = Mô hình Thông tin Công trình. Cách hiểu thứ 2 Building: ‘’Đang xây dựng’’ → BIM=Xây dựng Mô hình Thông tin Công trình. • Thông tin (Information) ở đây có thể chia là 2 loại: o Thông tin hình học (Geometry 3D): các kích thước dài, rộng, cao, vị trí của cấu kiện trong công trình như cột dầm sàn ống nước, bồn tắm, bóng đèn, bàn ghế tủ… o Thông tin phi hình học (data): thông tin phụ về các cấu kiện như hãng sảng xuất, thời gian bảo trì bảo dưỡng, giá thành, nhà cung cấp.
o Theo cách hiểu này, BIM là một mô hình 3D duy nhất chứa thông tin công trình, dùng để khai thác chung giữa các bộ môn, các bên liên quan từ giai đoạn thiết kế ý tưởng đến giai đoạn thi công và vận hành công trình. 5 BIM - Cơ sở dữ liệu sử dụng thống nhất trong toàn vòng đời công trình Như vậy, BIM không chỉ là nguồn lưu trữ và cung cấp thông tin công trình từ giai đoạn thiết kế, thi công đến quản lý vận hành mà còn là quá trình tạo ra và sử dụng nguồn thông tin đó với các hoạt động như mô hình hóa, phối hợp, trao đổi thông tin, sửa đổi thông tin. 6 Vòng đời của một dự án Hình 1.6 là theo thống kê ở Anh về phân bổ giá trị trong vòng đời của một dự án. hần hình học hay xây lắp chắc chỉ khoảng 20%… 80% còn lại dành cho vận hành.
Việc 6 vận hành rất cần các thông tin phi hình học. Thông tin phi hình học nó rất rất có giá trị. Mô hình BIM mà chỉ có thông tin hình học, không có hoặt rất ít thông tin phi hình học đính kèm thì như là xây nhà lên nhưng không hoàn thiện. Điều tiến bộ của BIM so với các công nghệ cũ là thay vì sử dụng các thiết kế 2D, BIM sử dụng công nghệ 3D (chiều dài, rộng, cao).
Từ phối cảnh ba chiều (3D) của công trình và các yếu tố khác tích hợp thêm tạo ra các phiên bản 4D BIM, 5D BIM, 6D BIM. Vậy BIM 3D 4D 5D 6D 7D 8D là: • BIM 4D tích hợp thêm các yếu tố về thời gian, tiến độ của công trình. 4D BIM cho phép người sử dụng tích hợp các yếu tố hình học của cấu kiện công trình với các nhiệm vụ về tiến độ thi công để lập tiến độ, kế hoạch thi công và kế hoạc cung ứng các nguồn lực cho việc thi công công trình. • BIM 5D tích hợp thêm các yếu tố về hao phí, chi phí.
5D BIM được sử dụng để quản lý, kiểm soát chi phí và xây dựng kế hoạch vốn cho công trình. • BIM 6D được tích hợp thêm các thông tin về các hệ thống thiết bị trong công trình với mức độ chi tiết cao và được sử dụng trong việc quản trị thiết bị và bảo dưỡng hệ thống, bảo dưỡng thiết bị công trình trong quá trình vận hành sử dụng. BIM không phải là Revit, Tekla, Naviswork, Allplan… mà BIM là một quá trình tạo dựng thông tin công trình trên một mô hình 3D, 4D, 5D hay 6D duy nhất. Trên thế giới có rất nhiều các phần mềm để tạo dựng ra BIM, một số công ty chuyên sản xuất ra các phần mềm sử dụng công nghệ BIM: • BIM cho Kiến trúc: Revit, ArchiCad, Grasshopper 3D, Rhinoceros, Lumion… • BIM cho Kết cấu: Revit, Tekla, Robot Structural Analysis, Bentley, Staad pro… • BIM cho Cơ điện: Revit, Cadewa… • BIM cho Phân tích năng lượng: Equest, Energy +, Ecotect, GBS, Vasari… • BIM cho Quản lý dự án: Navisworks Manage (+iConstruct+Synchro), TeklaBimsight… • BIM cho Dự toán: Vico, CostX… Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật xây dựng hạ tầng tích hợp thuộc trường đại học Stanford (Stanford University Center for Integrated Facilities Engineering, viết tắt là CIFE), một đơn vị tiên phong trong việc nghiên cứu và áp dụng BIM tại Mỹ, đã tổng kết hàng năm để theo dõi việc áp dụng BIM của các công ty cũng như tại các dự án đầu tư xây 7 dựng.
Báo cáo tổng hợp số liệu dựa trên 32 dự án có sử dụng BIM của CIFE đã định lượng lợi ích mang lại qua một số chỉ tiêu như: • Giảm bớt 40% các yêu cầu thay đổi; • Sai lệch của quyết toán với dự toán chỉ là +/- 3%; • Giảm 80% thời gian lập dự toán; • Tiết kiệm về chi phí lên đến 10%; • Giảm 7% tiến độ. Câu trả lời là BIM được áp dụng từ giai đoạn hình thành ý tưởng, thiết kế, thi công, vận hành công trình. Tất cả các bên tham gia đều dùng chung một mô hình thông tin công trình BIM. BIM có thể áp dụng cho cho chủ đầu tư (Owners); quản lý cơ sở hạ tầng (Facility Managements); cho thiết kế kiến trúc (Architects); cho thiết kế kết cấu (Structural Engineers), cho nhà thầu (Contractors); cho nhà thầu phụ (Subcontractors) và xưởng chế tạo (Fabricators).