Đặt vấn đề Công tác ứng dụng BIM được xem là sẽ giúp nâng cao chất lượng trong ngành xây dựng. Bên cạnh BIM trong giai đoạn thiết kế và thi công, BIM trong giai đoạn quản lý vận hành, sửa chữa công trình cũng cần thiết, đặc biệt đối với các công trình đã hoàn tất việc xây dựng và chưa có điều kiện áp dụng công nghệ. Công nghệ Scan-To-BIM được sử dụng cho các khu vực và công trình đã hoàn tất xây dựng trong nhiều năm. Sau thời gian lưu trữ hồ sơ hoàn thành công trình theo Điều 26 Nghị định 06/2021/NĐ- CP [1], các thông tin của công trình có thể được quản lý rời rạc,.
Các công trình xây dựng khi vận hành nếu có chất lượng hồ sơ hoàn công được quản lý kém thì sẽ ảnh hưởng đến việc vận hành, bảo trì, sửa chữa, xem xét các yếu tố khi thiết kế cải tạo, mở rộng, đánh giá độ an toàn theo thời gian… Vì thế, khi ứng dụng Scan to BIM, các thông tin về hiện hữu của công trình sẽ được ghi lại chi tiết và chuẩn xác. Nhờ các ưu điểm đó, việc phục hồi các thông tin hoàn công đã bị hư hỏng trở nên dễ dàng. Từ đó, khi vận hành, ta có thể sử dụng không gian ba chiều của công trình thay vì phải đi thực địa, đặc biệt là các khu vực có mức độ an toàn không như trong các công trình Nhà máy điện mà kỹ sư không thể đến trực tiếp. Ngoài ra, ứng dụng Scan to BIM có thể phát hiện các sai khác hay chuyển vị của công trình theo thời gian, góp phần giúp xem xét mức độ an toàn của công trình.
Thêm nữa, khi ứng dụng Scan to BIM sẽ giúp tạo ra một thư viện điện tử công trình. Trong 25 ứng dụng BIM được giới thiệu bởi trường PennState College of Engineering thì Scan to BIM là ứng dụng đầu tiên [2]. Đây cũng là một nội dung áp dụng BIM thông dụng được đề cập trong Phụ lục 1 Quyết định 348 của Bộ Xây dựng [3]. Ứng dụng Scan to BIM cho công trình [4] Với những lợi ích mà Scan to BIM mang lại, ứng dụng vẫn chưa thực sự nổi bật và phổ biến tại Việt Nam do gặp nhiều khó khăn về chi phí thiết bị, các phần mềm chuyên dụng để xử lý dữ liệu lại phức tạp, các yêu cầu cao về trình độ chuyên môn của người kỹ sư,… Vì thế, việc phân tích các lợi ích mà Scan to BIM có thể mang lại và các quy 1 trình thực hiện dự án Scan to BIM đang là một trong những nghiên cứu có tính thực tiễn cao và đang được quan tâm hiện nay.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 1. Mục tiêu nghiên cứu Luận văn hướng đến việc tìm hiểu, phân tích các khái niệm cần phải nắm khi thực hiện một dự án Scan to BIM. Từ các tài liệu, nghiên cứu thu nhập được, Luận văn xây dựng quy trình thực hiện dự án Scan to BIM cho các công trình xây dựng để các tổ chức, doanh nghiệp có thể tham khảo nếu muốn phát triển dịch vụ Scan to BIM. Sau đó, áp dụng quy trình vừa xây dựng nhằm ứng dụng Scan to BIM cho một dự án Nhà máy nhiệt điện để đánh giá tính hiệu quả của quy trình đề xuất và các lợi ích của ứng dụng Scan to BIM trong thực tiễn.
Từ đó, đưa ra những kiến nghị và kết luận để có thể phát triển dịch vụ Scan to BIM trong tương lai của ngành Xây dựng. Nội dung nghiên cứu Các nội dung của luận văn được thể hiện qua các bước cụ thể: Luận văn phân tích các khái niệm cơ bản cần phải nắm khi thực hiện một dự án Scan to BIM. Xây dựng quy trình thực hiện dự án Scan to BIM ở các giai đoạn cho công trình xây dựng. Nghiên cứu áp dụng quy trình đề xuất vừa xây dựng để ứng dụng thực tiễn Scan to BIM cho một dự án Nhà máy nhiệt điện và sử dụng công nghệ 3D Laser scanning để sản xuất ra mô hình point cloud bằng các máy chuyên dụng là Trimble SX12 và máy Trimble X7.
Sau khi có được point cloud từ máy Scan, tiến hành xử lí point cloud qua các phần mềm chuyên dụng của hãng Trimble. Từ đó, ứng dụng point cloud đã xử lý với mô hình BIM đã có hoặc làm cơ sở để tạo dựng các mô hình BIM hoàn công nhằm ứng dụng các lợi ích khác nhau và đánh giá tính thực tiễn, khả thi của các ứng dụng. Nghiên cứu tổng kết và đánh giá tính hiệu quả của quy trình vừa xây dựng thông qua việc ứng dụng thực tiễn và đưa ra các kết luận, kiến nghị để có thể phát triển dịch vụ Scan to BIM trong tương lai của ngành Xây dựng. Tính cần thiết và ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu Với những lợi ích mà Scan to BIM mang lại, ứng dụng vẫn chưa thực sự nổi bật và phổ biến tại Việt Nam.
Vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu là hướng đến việc phân tích các khái niệm cơ bản khi áp dụng Scan to BIM và xây dựng quy trình khi thực hiện một dự án Scan to BIM qua các giai đoạn. Bên cạnh đó, thông qua việc ứng dụng quy trình đề xuất cho một dự án thực tiễn nhằm đánh giá tính khả thi hiệu quả của quy trình và hiệu quả của các ứng dụng Scan to BIM. Từ đó đưa ra các kết luận và kiến nghị để có thể phát triển dịch vụ Scan to BIM trong tương lai của ngành Xây dựng. Đóng góp dự kiến của nghiên cứu 1.
Đóng góp về mặt học thuật Bài viết đóng góp thêm tài liệu về công tác ứng dụng Scan to BIM trong ngành xây dựng. Bài viết đánh giá mức độ hiệu quả trong việc ứng dụng Scan to BIM trong thực tiễn. Đóng góp về mặt thực tiễn Bài viết đề xuất công nghệ mới, dịch vụ mới là Scan to BIM với các lợi ích mang lại. Xây dựng quy trình thực hiện dự án Scan to BIM cho công trình xây dựng.
Giúp các doanh nghiệp tham khảo nếu muốn phát triển hay áp dụng quy trình Scan to BIM. BIM và Scan to BIM 1. Quy trình BIM với truyền thống Cách truyền thống Quy trình BIM Các thông tin đơn lẻ Các thành phần mô hình trên môi trường 3D với kích thước 3 chiều, liên kết chặt chẽ cho thiết kế, thi công và vận hành. Cách truyền thống Quy trình BIM Các thành phần mô hình trên các phần Các thành phần mô hình trên cùng một mềm, nền tảng riêng biệt.
nền tảng chung, giúp người tham gia thực VD: hiện dự án tiếp cận với 1 nguồn thông tin duy nhất, tránh việc không đồng nhất, Bản vẽ: CAD đảm bảo độ chính xác tốt hơn. Phối cảnh: Sketchup VD: Khối lượng: Excel Bản vẽ, phối cảnh, khối lượng: Revit Hiệu chỉnh thủ công Các thành phần mô hình trên môi trường 3D với kích thước 3 chiều, liên kết chặt chẽ giúp việc hiệu chỉnh trở nên tự động. Làm việc trên các ứng dụng CAD Quy trình làm việc liên tục trên desktop desktops + cloud Hạn chế việc tích hợp các phần mềm Tích hợp thêm các phần mềm khác vào mô hình BIM để phát triển mô hình từ 3D lên 4D/5D/6D/7D 2. Scan to BIM Trong quy trình Scan to BIM, một máy quét laser được sử dụng để chụp quét 3D chính xác về các dữ liệu thực trên một dự án (công nghệ 3D Laser Scanning).
Dữ liệu quét dưới dạng đám mây điểm hay point cloud là tập hợp các điểm trong không gian 3 chiều kỹ thuật số sẽ cho chúng ta có được một dữ liệu hình ảnh của vật thể dưới dạng là nhiều điểm trong không gian và mỗi điểm đó mang một tọa độ x,y,z. 4 Sau đó được nhập vào mô hình BIM 3D để tạo ra các mô hình chính xác như đã xây dựng hoặc để thông báo cho thiết kế với các dữ liệu thực tế. Quy trình như vậy gọi là quy trình Scan to BIM [6]. Mô hình Point Cloud từ máy 3D laser scanning [4] 2.
Yêu cầu về thông tin trao đổi (EIR) Yêu cầu về thông tin trao đổi (Exchange Information Requirements, viết tắt EIR) là các yêu cầu của Chủ đầu tư để tạo lập thông tin liên quan đến việc áp dụng BIM [3]. Nội dung chủ yếu của EIR có thể tham khảo theo Mục 2. Kế hoạch thực hiện BIM (BEP) Kế hoạch thực hiện BIM (BIM Execution Plan, viết tắt BEP) là tài liệu, xác định các tiêu chuẩn, phương pháp, các quy định sẽ sử dụng trong dự án để đáp ứng các mục tiêu và yêu cầu đặt ra trong EIR. Kế hoạch thực hiện BIM (BEP) được cập nhật, hoàn thiện trên cơ sở Kế hoạch thực hiện BIM sơ bộ (Pre-BEP) [3].
Mức độ phát triển thông tin (LOD) 1. Định nghĩa LOD theo Tiêu chuẩn Việt Nam 348/QĐ-BXD Mức độ phát triển thông tin (Level Of Development, viết tắt LOD) là một khái niệm được sử dụng trong quá trình mô hình hóa, dùng để chỉ chất lượng, số lượng và mức độ chi tiết của thông tin trong mô hình BIM ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình đầu tư xây dựng [3]. Mức độ phát triển thông tin (LOD) cho dự án, công trình cần được nêu rõ trong EIR và BEP. Về mặt quan trọng, khi LOD phát triển, các thông tin khác liên quan đến các yếu tố đó cũng có thể phát triển, không chỉ là hình học.
Nó thể hiện mức độ thông tin về một phần tử có thể được dựa vào cho các mục đích ra quyết định, tại một điểm cụ thể trong thời gian. LOD áp dụng cho các phần tử trong mô hình chứ không phải toàn bộ mô hình. Định nghĩa LOD theo Tiêu chuẩn quốc tế ISO 19650 Theo ISO 19650, định nghĩa LOD như sau: Hình 2. Định nghĩa LOD theo Tiêu chuẩn quốc tế ISO 19650 [7] Trong đó: LOD (Level of Detail): mức độ chi tiết của các đối tượng đồ họa trong mô hình BIM.
Lưu ý: Theo Tiêu chuẩn quốc tế ISO 19650, LOD (Level of Detail) khác với Level Of Development (LOD). LOI (Level of Infomation): Mức độ chi tiết của các thông tin phi đồ họa trong mô hình BIM. LOD theo từng bước phát triển của dự án [7] 2. Mức độ chính xác (LOA) Mức độ chính xác (Level of Accuracy) hay viết tắt là LOA là thuật ngữ được sử dụng khi dùng công nghệ 3D Laser Scanning để số hóa lại công trình.
Vậy mức độ chính xác là gì? Như thế nào là độ chính xác tương đối hay tuyệt đối? Độ chính xác này có ảnh hưởng gì đến mục đích cuối cùng khi sử dụng BIM hiện trạng một cách 6 hiệu quả hay không?
