Nghiên cứu: Danh mục phân loại & yêu cầu thông tin BIM cho dân dụng, hạ tầng

Khám phá danh mục phân loại bộ phận công trình và chỉ dẫn thông tin chi tiết, phục vụ áp dụng BIM hiệu quả cho xây dựng dân dụng, hạ tầng kỹ thuật.

• Tác giả: Ts. Tạ Ngọc Bình
• Trường học: Viện Kinh tế Xây dựng
• Chuyên ngành: Quản lý xây dựng
• Đề tài: Xây dựng danh mục phân loại bộ phận công trình và chỉ dẫn yêu cầu thông tin đối với bộ phận công trình phục vụ áp dụng BIM cho công trình xây dựng dân dụng, hạ tầng kỹ thuật đô thị
• Loại tài liệu: Báo cáo đề tài nghiên cứu
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của phân loại bộ phận công trình BIM

Phân loại bộ phận công trình BIM là hệ thống tổ chức và phân cấp các bộ phận của công trình xây dựng dân dụng theo các tiêu chí kỹ thuật và chức năng. Đây là nền tảng quan trọng để áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong quản lý dự án, kiểm soát chi phí và quản lý thông tin kỹ thuật. Hệ thống phân loại này giúp các bên liên quan trong dự án xây dựng dân dụng như kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu và chủ đầu tư có cơ sở chung để giao tiếp, trao đổi thông tin và dữ liệu. Việc xây dựng danh mục phân loại bộ phận công trình phục vụ BIM không chỉ nâng cao hiệu quả quản lý mà còn giảm thiểu sai sót, tối ưu hóa quy trình thiết kế và thi công công trình xây dựng dân dụng.

1.1. Khái niệm mô hình thông tin công trình BIM

BIM (Building Information Modeling) là mô hình 3D chứa đầy đủ thông tin về công trình, bao gồm hình học, tính chất vật liệu, chi phí và lịch trình thi công. Hệ thống phân loại bộ phận công trình cho phép tổ chức và quản lý các thành phần BIM một cách hiệu quả. Mô hình này hỗ trợ các giai đoạn từ thiết kế, thi công đến vận hành bảo trì công trình xây dựng dân dụng.

1.2. Mục đích sử dụng phân loại bộ phận công trình

Mục đích chính của phân loại bộ phận công trình BIM là tạo thống nhất trong quản lý thông tin, hỗ trợ kiểm soát chi phí, định lượng vật liệu và lập dự toán chính xác. Hệ thống phân loại còn giúp chuẩn hóa quy trình quản lý yêu cầu thông tin, đảm bảo tất cả các bên tham gia dự án xây dựng dân dụng có hiểu biết thống nhất về cấu trúc công trình.

II. Hệ thống phân loại quốc tế phục vụ BIM

Trên thế giới đã có nhiều hệ thống phân loại bộ phận công trình được áp dụng trong quản lý dự án BIM. Các hệ thống này bao gồm UniFormat, MasterFormat, OmniClass, UniClass, Cuneco và CoClass, mỗi hệ thống có đặc điểm riêng phù hợp với từng quốc gia và loại công trình. UniFormat tập trung vào phân loại theo chức năng của bộ phận công trình, trong khi MasterFormat phân loại theo công tác thi công. OmniClass là hệ thống toàn diện nhất, kết hợp nhiều tiêu chí phân loại cho công trình xây dựng dân dụng. Việc nghiên cứu và học hỏi từ các hệ thống phân loại quốc tế giúp Việt Nam phát triển riêng hệ thống phân loại bộ phận công trình BIM phù hợp với điều kiện địa phương.

2.1. Hệ thống phân loại UniFormat và MasterFormat

UniFormat phân loại bộ phận công trình theo chức năng kỹ thuật như kết cấu, vỏ ngoài, hệ thống điện. MasterFormat sử dụng phân loại theo công tác xây dựng từ A đến Z. Cả hai hệ thống đều được ứng dụng rộng rãi trong quản lý chi phí và lập dự toán công trình xây dựng dân dụng, đặc biệt hữu ích trong xây dựng danh mục phân loại cho BIM.

2.2. Hệ thống phân loại OmniClass và UniClass

OmniClass là hệ thống phân loại toàn diện với 14 bảng phân loại khác nhau cho công trình xây dựng dân dụng. UniClass của Anh sử dụng phân loại theo bộ phận công trình, kết cấu, và công tác. Các hệ thống này cung cấp cơ sở lý luận mạnh mẽ cho việc xây dựng danh mục phân loại bộ phận công trình BIM tại Việt Nam.

III. Danh mục phân loại bộ phận công trình cho xây dựng dân dụng

Danh mục phân loại bộ phận công trình cho xây dựng dân dụng bao gồm ba bảng phân loại chính: bảng phân loại công tác xây dựng, bảng phân loại bộ phận công trình và bảng phân loại vật tư xây dựng. Bảng phân loại bộ phận công trình được chia thành các cấp độ từ cấp thứ nhất đến cấp thứ ba, mỗi cấp độ chi tiết hơn, giúp quản lý thông tin công trình BIM một cách có hệ thống. Các bộ phận công trình chính bao gồm: nền móng, kết cấu chính, tường vách, trần sàn, cửa cửa sổ, hệ thống điện nước, lạnh và thông gió. Mỗi bộ phận được gán mã code riêng phục vụ cho quản lý chi phí và quản lý yêu cầu thông tin theo các giai đoạn của dự án xây dựng dân dụng.

3.1. Phân loại bộ phận kết cấu và vỏ ngoài

Phân loại bộ phận kết cấu bao gồm nền, móng, cột, dầm, sàn và các phần tử kết cấu khác. Vỏ ngoài công trình gồm tường, mái, hệ thống chuẩn dẫn nước. Mỗi bộ phận công trình được mã hóa rõ ràng, hỗ trợ quản lý dữ liệu BIM và tính toán khối lượng chính xác trong lập dự toán xây dựng dân dụng.

3.2. Phân loại hệ thống kỹ thuật và hoàn thiện nội thất

Hệ thống kỹ thuật bao gồm điện, nước, thông gió, điều hòa nhiệt độ và phòng chữa cháy. Hoàn thiện nội thất gồm sơn, sàn, đóng mở, phụ kiện. Việc phân loại chi tiết các bộ phận công trình BIM này cho phép quản lý yêu cầu thông tin từng giai đoạn và tối ưu hóa quy trình quản lý dự án xây dựng dân dụng.

IV. Ứng dụng phân loại bộ phận công trình trong quản lý chi phí và yêu cầu thông tin

Hệ thống phân loại bộ phận công trình BIM được ứng dụng trực tiếp trong hai lĩnh vực quan trọng: quản lý chi phí và quản lý yêu cầu thông tin công trình xây dựng dân dụng. Trong quản lý chi phí, mã phân loại bộ phận công trình liên kết với đơn giá xây dựng và định mức lao động, giúp lập dự toán chính xác, kiểm soát chi phí tự động từ mô hình BIM. Đối với quản lý yêu cầu thông tin, hệ thống phân loại xác định rõ thông tin phi hình học cần thiết tại từng giai đoạn thiết kế, thi công và vận hành công trình xây dựng dân dụng. Tổ chức cơ sở dữ liệu theo phân loại bộ phận công trình giúp tất cả các bên liên quan dễ dàng truy cập, chia sẻ và cập nhật thông tin, nâng cao hiệu quả hợp tác trong dự án xây dựng dân dụng.

4.1. Ứng dụng trong lập dự toán và kiểm soát chi phí

Phân loại bộ phận công trình trong quản lý chi phí cho phép liên kết dữ liệu từ mô hình BIM với đơn giá xây dựng. Hệ thống này tự động tính toán khối lượng, định lượng vật liệu, lao động từ các bộ phận công trình trong mô hình 3D, giúp lập dự toán công trình xây dựng dân dụng nhanh chóng và chính xác hơn.

4.2. Ứng dụng trong quản lý yêu cầu thông tin theo giai đoạn

Quản lý yêu cầu thông tin sử dụng phân loại bộ phận công trình để xác định thông tin phi hình học cần thiết tại giai đoạn sơ khảo, thiết kế kỹ thuật, thi công và vận hành. Mỗi bộ phận công trình có yêu cầu thông tin riêng như kỹ thuật, bảo dưỡng, quản lý, hỗ trợ hiệu quả hơn trong quản lý dự án xây dựng dân dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU. Hệ thống phân loại. Chỉ dẫn yêu cầu thông tin.

Xây dựng hệ thống phân loại phục vụ quản lý chi phí và chỉ dẫn yêu cầu thông tin. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. Mục tiêu nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 4 CƠ SỞ LÝ LUẬN LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI PHỤC VỤ ÁP DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH (BIM) CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ HẠ TẦNG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ. CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI.

Mô hình thông tin công trình (BIM). Khái niệm và sự cần thiết của hệ thống phân loại. Mục đích sử dụng của hệ thống phân loại. Ứng dụng của hệ thống phân loại.

Đối tượng sử dụng hệ thống phân loại. HỆ THỐNG PHÂN LOẠI ĐƯỢC SỬ DỤNG TẠI MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI. Hệ thống phân loại UniFormat. Hệ thống phân loại MasterFormat.

Hệ thống phân loại OmniClass. Hệ thống phân loại UniClass. Hệ thống phân loại Cuneco và CoClass. Một số hệ thống phân loại khác.

So sánh một số hệ thống phân loại phổ biến trên thế giới. HỆ THỐNG PHÂN LOẠI PHỤC VỤ ÁP DỤNG BIM TRONG QUẢN LÝ CHI PHÍ VÀ QUẢN LÝ YÊU CẦU THÔNG TIN THEO TRÌNH TỰ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI. Trình tự đầu tư xây dựng tại một số quốc gia. Hệ thống phân loại trong quản lý yêu cầu thông tin tại một số quốc gia.

Hệ thống phân loại trong quản lý chi phí tại một số quốc gia. NHẬN XÉT CHUNG. 58 THỰC TRẠNG VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI PHỤC VỤ ÁP DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH (BIM) CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ HẠ TẦNG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ. THỰC TRẠNG CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ÁP DỤNG BIM TẠI VIỆT NAM.

Một số danh mục phân loại tại Việt Nam. Tình hình áp dụng BIM tại Việt Nam. Khảo sát thực trạng về hệ thống phân loại tại Việt Nam. THỰC TRẠNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TRONG QUẢN LÝ CHI PHÍ.

Thực trạng hệ thống định mức, đơn giá xây dựng. Thực trạng ứng dụng BIM trong công tác đo bóc khối lượng, lập dự toán công trình xây dựng. THỰC TRẠNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TRONG QUẢN LÝ YÊU CẦU THÔNG TIN. Trình tự đầu tư xây dựng tại Việt Nam.

Yêu cầu thông tin theo các giai đoạn. Quản lý chỉ dẫn kỹ thuật cho dự án ĐTXD công trình dân dụng. Quản lý chỉ dẫn kỹ thuật cho dự án ĐTXD công trình cầu, đường. NHẬN XÉT CHUNG.

89 ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ CHI PHÍ VÀ YÊU CẦU THÔNG TIN. NGUYÊN TẮC CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI. ĐỀ XUẤT DANH MỤC PHÂN LOẠI CHI TIẾT. Bảng phân loại công tác xây dựng.

Bảng phân loại bộ phận công trình. Bảng phân loại vật tư xây dựng. ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TRONG QUẢN LÝ CHI PHÍ VÀ YÊU CẦU THÔNG TIN CHO DỰ ÁN ÁP DỤNG BIM. Nguyên tắc sử dụng mã phân loại.

Tổ chức cơ sở dữ liệu và áp dụng hệ thống phân loại phục vụ quản lý chi phí. Tổ chức và sử dụng cơ sở dữ liệu về chỉ dẫn kỹ thuật. Áp dụng hệ thống phân loại kiểm soát chi phí tự động từ mô hình BIM. Yêu cầu thông tin trong mô hình BIM.

104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 107 PHỤ LỤC 01: CÂU HỎI KHẢO SÁT TÌNH HÌNH ÁP DỤNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TẠI VIỆT NAM PHỤ LỤC 02: BẢNG PHÂN LOẠI CÔNG TÁC PHỤ LỤC 03: BẢNG PHÂN LOẠI BỘ PHẬN CÔNG TRÌNH PHỤ LỤC 04: BẢNG PHÂN LOẠI VẬT TƯ CÔNG TRÌNH PHỤ LỤC 05: MẪU BẢNG DỰ TOÁN CHI PHÍ PHỤ LỤC 06: VÍ DỤ CHỈ DẪN KĨ THUẬT CHO PHỤ KIỆN KIM KHÍ CỬA PHỤ LỤC 07: MỨC ĐỘ PHÁT TRIỂN THÔNG TIN PHI HÌNH HỌC CỦA MỘT SỐ CẤU KIỆN TRONG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG PHỤ LỤC 08: MỨC ĐỘ PHÁT TRIỂN THÔNG TIN PHI HÌNH HỌC CỦA MỘT SỐ CẤU KIỆN TRONG CÔNG TRÌNH CẦU Danh mục các chữ viết tắt STT Ký hiệu Chữ viết đầy đủ Giải thích từ ngữ chữ viết tắt 1 2D 2 Dimensional Không gian 2 chiều 2 3D 3 Dimensional Không gian 3 chiều 3 4D 4 Dimensional Không gian 4 chiều 4 5D 5 Dimensional Không gian 5 chiều 5 AGC Associated General Contractors of Hiệp hội các nhà thầu Mỹ America 6 ASTM American Society for Testing and Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Materials Hoa Kỳ 7 BCA Building & Construction Cơ quan Quản lý Xây dựng tại Authority Singapore 8 BIM Building Information Modeling Mô hình thông tin công trình 9 BXD Bộ Xây dựng Bộ Xây dựng 10 CAWS Common Arrangement of Work Hệ thống sắp xếp chỉ dẫn kỹ Sections thuật và bóc tách khối lượng cho dự án đầu tư xây dựng 11 CCS Cuneco Classification System Hệ thống chỉ dẫn kỹ thuật Cuneco của Đan Mạch 12 CI/SfB Construction Index & Chỉ số xây dựng và Ủy ban hợp tác Samarbetskomitten for các vấn đề xây dựng tại Thụy Điển Byggnadsfragor 13 COBie Construction Operations Building Cobie là tiêu chuẩn quốc tế về việc Information Exchange quản lý thông tin tài sản 14 CPIC Construction Industry Project Uỷ ban thông tin dự án ngành xây Information Committee dựng tại Vương quốc Anh 15 CSDL Cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu 16 CSI Construction Specifications Viện tiêu chuẩn xây dựng Hoa Kỳ Institute 17 DBK Danish Building Classification Hệ thống phân loại công trình tại Đan mạch 18 ĐTXD Đầu tư xây dựng Đầu tư xây dựng 19 GSA General Services Administration Cục công sản Hoa Kỳ 20 HVAC Heating, Ventilating, and Air Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều Conditioning hòa không khí 21 ICE Institute of Civil Engineering Viện kỹ thuật công trình xây dựng tại Vương quốc Anh 22 IFC Industry Foundation Classes Định dạng tệp tin IFC, định dạng IFC là chuẩn định dạng mở, giúp trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm, phục vụ cho công tác quản lý mô hình BIM trong suốt vòng đời của dự án. 23 NBS National Building Specification Viện tiêu chuẩn công trình Vương quốc Anh 24 NRM New Rules of Measurement Hệ thống các quy tắc về đo bóc tiên lượng 25 QTO Quantity Take Off Thống kê khối lượng 26 RICS Royal Institution of Chartered Viện Đo bóc tiên lượng Hoàng gia Surveyors Anh 27 RIBA Royal Institute of British Viện Kiến trúc Hoàng gia Anh Architects 28 TTC Trimble Total Control Phần mềm phục vụ đo bóc khối lượng và lập dự toán công trình xây dựng 29 WBS Work Breakdown Structure Cấu trúc phân chia công việc Danh mục Bảng biểu Bảng 1.

Danh mục các bảng phân loại được đề xuất bởi Tiêu chuẩn ISO 12006-2:2015 9 Bảng 1. Ví dụ về mã hiệu các đối tượng theo MasterFormat. Danh mục các bảng chính trong OmniClass. Ví dụ về các cấp độ khác nhau trong một bảng phân loại.

Danh mục các bảng chính trong UniClass 2015. Ví dụ về sự phát triển các cặp số của hệ thống phân loại Uniclass 2015. Phương pháp phân loại bằng hệ thống CI/SfB. Danh mục Nhóm cấp độ 1 của CAWS.

Ví dụ về một hệ thống trong CAWS. Bảng so sánh cấu trúc các hệ thống phân loại phổ biến. Dự toán chi phí theo các giai đoạn (theo Sabol [52]). Nội dung các Định mức ban hành kèm theo Thông tư số 10/2019/TT-BXD ngày 26/12/2019 của Bộ Xây dựng.

Chỉ dẫn kỹ thuật gạch Ceramic loại 1. Chỉ dẫn kỹ thuật gạch Ceramic loại 2. Danh sách các chỉ dẫn kỹ thuật trong thi công của dự án .1 Ví dụ bảng tổng hợp chi phí theo giá xây dựng tổng hợp bộ phận .2 Ví dụ dự toán chi phí dựa trên cơ sở dữ liệu về định mức. 101 Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.

Thể hiện đối tượng cửa ở dạng 2D, 3D và các thuộc tính được tích hợp. Hệ thống các bảng phân loại theo đề xuất của ISO 12006-2:2015. Ví dụ phân loại một số bộ phận công trình theo hệ thống phân loại UniFormat. Minh họa sử dụng hệ thống phân loại CoClass trong suốt vòng đời dự án.

Minh hoạ cách đánh mã các lớp đường của hệ thống phân loại Talo2000. Ví dụ về mã phân loại CI/SfB. So sánh cấu trúc giữa hệ thống phân loại Omniclass, Uniclass 2015 và các bảng đề xuất trong ISO 12006-2:2015. Các giai đoạn trong trình tự đầu tư xây dựng theo RIBA tại Vương quốc Anh và sự phát triển thông tin.

Quy trình áp dụng chỉ dẫn kỹ thuật theo giai đoạn của dự án. Các tham số trong mô hình BIM. Các loại yêu cầu thông tin khác nhau trong COBie. Thông tin về “Bộ phận” trong COBie.

Loại yêu cầu thông tin theo các giai đoạn trong vòng đời dự án. Ví dụ về thông tin tài sản. Sơ đồ cấu trúc dữ liệu yêu cầu thông tin theo hệ thống UniFormat và MasterFormat. Nền tảng NBS Chorus.

Liên kết chỉ dẫn kỹ thuật và mô hình BIM thông qua nền tảng NBS Chorus. Yêu cầu về mô hình và thông tin đối với cửa đi. Mẫu bảng thống kê cửa. Một số quy định hỗ trợ kiểm soát chất lượng thiết kế được ban hành tại Singapore.

Các dự toán chi phí theo các giai đoạn. Mối quan hệ giữa mức độ chính xác và lượng thời gian cần thiết để lập của các loại dự toán. Quy định về các định dạng dự toán theo giai đoạn dự án của GSA. Bảng tổng hợp dự toán chi phí công trình theo UniFormat.

Bảng dự toán kết hợp UniFormat và MasterFormat. Bảng dự toán tổng hợp theo hệ thống MasterFormat. Ví dụ về suất vốn đầu tư căn hộ trong toà nhà 1-3 tầng, chiều cao tầng 10' (3m) không có hầm. Ví dụ về đơn giá xây dựng tổng hợp của tường.

Cơ sở dữ liệu giá từ hợp đồng của Caltrans. Ví dụ về đơn giá bê tông. Phần phân loại của đơn giá bê tông. Phần chi phí của đơn giá bê tông.

Thành phần và đơn giá cho tổ đội C-14H. Ví dụ về mã phân loại của hệ thống cơ sở dữ liệu địa lý quốc gia theo QCVN 42: 2020/BTNMT. Mô hình BIM toà nhà quốc hội Lào. Dự án Urban Hill- D7, Phú Mỹ Hưng, TP.

Hồ Chí Minh. Dự án VinHomes Ocean Park – Gia Lâm, Hà Nội. Mô hình BIM Dự án của Xuân Mai Crop. Mô hình thi công dự án Jamila.

Minh hoạ mô hình thi công BIM của Xuân Mai Crop. Minh hoạ Quản lý chi phí BIM 5D của Xuân Mai Crop .