Trong bối cảnh ngành xây dựng đang chuyển mình mạnh mẽ với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, Mô hình Thông tin Công trình (BIM – Building Information Modeling) đã nổi lên như một quy trình không thể thiếu, định hình lại cách chúng ta thiết kế, xây dựng và quản lý các dự án. Từ việc hình dung trực quan một công trình ba chiều đến việc tối ưu hóa quản lý vòng đời tài sản, BIM đã được mở rộng từ 3D tới 7D mang đến một cái nhìn toàn diện và sâu sắc, vượt xa các phương pháp truyền thống.

Bài viết này sẽ đi sâu vào các chiều khác nhau của BIM, từ 3D cơ bản đến 7D phức tạp, phân tích những lợi ích vượt trội mà chúng mang lại, cũng như thực trạng và xu hướng áp dụng tại Việt Nam.

Mô hình BIM Chìa khóa thành công cho dự án xây dựng hiện đại

BIM không chỉ đơn thuần là một phần mềm hay một mô hình 3D, mà là một quy trình động, cộng tác cao, liên quan đến việc tạo lập và quản lý thông tin thông minh xuyên suốt vòng đời của một dự án xây dựng. Nó tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau – bao gồm thông tin hình học, môi trường, địa lý, các thành phần, mối quan hệ không gian, chi phí và thời gian – vào một mô hình số hóa duy nhất.

Xem thêm: BIM là gì? Mô hình hóa thông tin công trình: Chìa khóa vàng cho tương lai xây dựng Việt Nam

Giá trị cốt lõi của BIM nằm ở khả năng nhóm thông tin từ tất cả các bên liên quan, từ kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu đến chủ đầu tư và cơ quan quản lý nhà nước, tạo ra một nguồn dữ liệu đáng tin cậy để đưa ra quyết định sáng suốt ở mọi giai đoạn dự án. Việc này giúp tối ưu hóa quá trình lập kế hoạch, thiết kế, xây dựng và quản lý vận hành, từ đó nâng cao hiệu suất, giảm thiểu rủi ro, tiết kiệm chi phí và thời gian một cách đáng kể. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc áp dụng Mô hình BIM có thể giảm đến 20% chi phí và rút ngắn 10% thời gian thi công dự án.

Khám phá các chiều của BIM: Từ BIM 3D đến BIM 7D

Để hiểu rõ hơn về sức mạnh của BIM, chúng ta cần đi sâu vào từng chiều (Dimension) của nó, từ nền tảng 3D cho đến các ứng dụng nâng cao như 7D. Mỗi chiều bổ sung thêm một lớp thông tin quan trọng, mở rộng khả năng quản lý và tối ưu hóa dự án.

BIM 3D: Nền tảng của hình ảnh và phối hợp trực quan

BIM 3D là loại mô hình quen thuộc nhất, thể hiện ba chiều địa lý (dài, rộng, cao) của cấu trúc tòa nhà. Nó cho phép các bên liên quan hình dung cấu trúc của công trình một cách trực quan và chi tiết trước khi bắt đầu dự án thực tế.

Lợi ích chính của BIM 3D:

• Cải thiện hình ảnh hóa: Cung cấp cái nhìn 3D thực tế của toàn bộ dự án, giúp các bên dễ dàng hình dung thiết kế và các yếu tố kỹ thuật.
• Phát hiện xung đột sớm: Ở giai đoạn 3D, các vấn đề về cấu trúc hoặc va chạm giữa các bộ môn (kiến trúc, kết cấu, MEP) có thể được kiểm tra và giải quyết trước khi thi công, giảm thiểu khả năng làm lại và các chi phí phát sinh.
• Tăng cường giao tiếp và hợp tác: Mô hình 3D là nền tảng chung cho tất cả các bên làm việc, đảm bảo sự nhất quán và tránh lỗi phát sinh do thiếu thông tin.
• Tối ưu hóa thiết kế: Cho phép thử nghiệm và đánh giá các biến thể thiết kế khác nhau để chọn ra phương án tối ưu.

Các phần mềm phổ biến cho BIM 3D bao gồm Autodesk Revit, ArchiCAD, Tekla Structure, giúp tạo ra các mô hình chi tiết và đa chiều.

BIM 4D: Tối ưu hóa tiến độ và quản lý thời gian dự án

BIM 4D là sự kết hợp giữa mô hình 3D với thông tin về thời gian và lịch trình dự án. Điều này cho phép người dùng mô phỏng quá trình xây dựng theo từng giai đoạn, từng bước thực hiện.

Lợi ích chính của BIM 4D:

• Phát hiện xung đột tiến độ sớm: Mô hình 4D giúp trực quan hóa kế hoạch thi công, phát hiện các xung đột về trình tự công việc hoặc nguồn lực.
• Tối ưu hóa lịch trình và lập kế hoạch: Cho phép phác thảo quá trình phát triển của dự án, tính toán thời gian cần thiết cho từng hạng mục, từ đó tối ưu hóa thời gian thực hiện.
• Tăng tính an toàn: Với kế hoạch xây dựng được ghi chép đầy đủ và mô phỏng trực quan, các rủi ro tiềm ẩn có thể được xác định và quản lý hiệu quả hơn, nâng cao an toàn lao động.
• Quản lý nguồn lực hiệu quả: Cho phép tính toán và điều phối nguồn cung vật tư, thiết bị và nhân lực trong quá trình thi công.
• Cải thiện khả năng truy cập và chia sẻ thông tin: Mọi thành viên trong dự án có thể dễ dàng truy cập và chia sẻ thông tin lịch trình, tăng hiệu quả đồng bộ dự án.

Các công cụ và phần mềm hỗ trợ quản lý tiến độ BIM 4D phổ biến bao gồm Autodesk Navisworks và Synchro PRO. Navisworks đặc biệt mạnh mẽ trong việc tích hợp dữ liệu 4D và tạo mô hình thời gian/không gian chính xác.

BIM 5D: Kiểm soát chi phí và dự toán chính xác

BIM 5D tích hợp thông tin về chi phí và ngân sách vào mô hình BIM 4D (đã có 3D và thời gian). Đây là một công cụ cực kỳ hữu ích cho việc phân tích ngân sách và ước tính chi phí ngay từ giai đoạn đầu của dự án.

Lợi ích chính của BIM 5D:

• Ước tính và dự toán chi phí chính xác: Tự động tính toán khối lượng vật liệu, nhân công, thiết bị dựa trên mô hình, giúp dự báo chi phí thi công với độ chính xác cao. Một số nghiên cứu cho thấy BIM 5D có thể giảm 20-30% sai số dự toán so với phương pháp truyền thống.
• Kết nối trực tiếp thiết kế với chi phí: Mỗi thay đổi trong bản vẽ 3D sẽ tự động cập nhật chi phí, đảm bảo dự toán luôn chính xác với bản thiết kế mới nhất.
• Tối ưu hóa ngân sách: Cho phép điều chỉnh phương án thiết kế để phù hợp với chi phí mục tiêu, đồng thời theo dõi chi phí phát sinh và điều chỉnh ngân sách linh hoạt.
• Giảm phụ thuộc vào tính toán thủ công: Hạn chế tối đa lỗi do con người nhờ hệ thống tính toán và cập nhật tự động.
• Mô phỏng tiến độ và chi phí song song: Cho phép kiểm tra tác động của việc thay đổi tiến độ đến tổng chi phí dự án, tăng khả năng dự báo rủi ro tài chính.

BIM 5D giúp doanh nghiệp cắt giảm thời gian dành cho việc tạo bảng khối lượng (BOQ) và hỗ trợ bộ phận ước tính có thêm thời gian để hoàn thiện các mô hình định giá, đánh giá rủi ro tài chính.

BIM 6D: Hướng tới công trình bền vững và hiệu quả năng lượng

BIM 6D, hay còn gọi là BIM “bền vững”, tập trung vào việc tích hợp các thông số về năng lượng và vòng đời của công trình. Nó hỗ trợ tính toán mức tiêu thụ năng lượng ở giai đoạn thiết kế ban đầu, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế tối ưu về năng lượng cho công trình.

Lợi ích chính của BIM 6D:

• Phân tích bền vững: Cung cấp khả năng theo dõi và đánh giá yếu tố bền vững trong suốt vòng đời của tòa nhà, đảm bảo công trình đáp ứng các tiêu chuẩn như LEED.
• Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng: Ước tính và phân tích mức tiêu thụ năng lượng, giúp lựa chọn vật liệu, hệ thống và thiết kế tối ưu để giảm chi phí vận hành và tác động môi trường.
• Quản lý vòng đời dự án: BIM 6D liên kết các thành phần thiết kế với thông tin vòng đời dự án như ngày lắp đặt, lịch trình bảo trì, mức tiêu thụ năng lượng và thông tin nhà sản xuất, hỗ trợ chủ sở hữu trong việc bảo trì và vận hành tòa nhà.
• Cải thiện vận hành và bảo trì sau bàn giao: Tập trung vào giai đoạn sau khi công trình hoàn thành, giúp cải thiện vận hành và bảo trì tòa nhà một cách hiệu quả.

Việc áp dụng BIM 6D không chỉ giúp tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài mà còn góp phần vào mục tiêu xây dựng các công trình xanh và bền vững.

BIM 7D: Quản lý vòng đời công trình và vận hành hiệu quả

BIM 7D là việc ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) cho giai đoạn quản lý cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng hay quản lý vận hành, bảo trì tòa nhà. Đây là chiều BIM cuối cùng và toàn diện nhất, tập trung vào việc duy trì giá trị và hiệu suất của công trình trong suốt thời gian sử dụng.

Ở cấp độ BIM 7D, các mô hình 3D được gắn rất nhiều thông tin về thông số kỹ thuật như kích thước, vật liệu, hãng sản xuất, mã sản phẩm, thời hạn bảo hành, thông tin bảo trì, hướng dẫn vận hành và các thông tin vật lý khác. Những dữ liệu này không chỉ là mô tả mà còn là cơ sở để kết nối mô hình ảo với phần mềm quản lý vận hành (FM – Facility Management), cho phép theo dõi và lập kế hoạch bảo trì, cải tạo trong nhiều năm.

Lợi ích chính của BIM 7D đối với chủ đầu tư và quản lý vận hành:

• Quản lý tài sản hiệu quả: Việc đẩy nhiều thông tin cần thiết vào mô hình giúp chủ đầu tư có thể quản lý tòa nhà một cách hiệu quả, đặc biệt khi công trình xây dựng đi vào sử dụng sau 10, 20 hay 30 năm.
• Tối ưu hóa bảo trì và sửa chữa: Dữ liệu chi tiết về thông số kỹ thuật, trạng thái tòa nhà, thông tin bảo hành giúp lên kế hoạch bảo trì phòng ngừa, dự báo các sự cố tiềm ẩn và thực hiện sửa chữa nhanh chóng, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và chi phí không cần thiết.
• Giảm chi phí vận hành: Với thông tin đầy đủ về các hệ thống và thiết bị, việc tối ưu hóa hiệu suất vận hành (ví dụ: hệ thống HVAC, chiếu sáng) trở nên dễ dàng hơn, góp phần giảm chi phí năng lượng và nhân công.
• Kéo dài tuổi thọ công trình: Quản lý vận hành chủ động dựa trên dữ liệu BIM 7D giúp duy trì chất lượng công trình, kéo dài tuổi thọ của tài sản và tối đa hóa giá trị đầu tư.
• Cải thiện an toàn và tuân thủ: Dễ dàng theo dõi lịch sử bảo trì, kiểm tra an toàn và đảm bảo tuân thủ các quy định liên quan.

Tuy nhiên, hiện nay tại Việt Nam, khả năng áp dụng BIM 7D còn hạn chế do nhiều yếu tố như chi phí đầu tư ban đầu, yêu cầu về nhân lực có chuyên môn sâu và sự chưa đồng bộ về quy trình. Vì vậy, các công ty có thể tìm hiểu và áp dụng BIM 4D, BIM 5D hoặc BIM 6D trước tiên để từng bước làm quen và khai thác lợi ích của công nghệ này.

Thực trạng và xu hướng áp dụng BIM tại Việt Nam

Việt Nam đang trên đà hội nhập và chuyển đổi số mạnh mẽ trong ngành xây dựng. Nhận thức được những lợi ích to lớn mà BIM mang lại, Chính phủ đã có những bước đi cụ thể để thúc đẩy việc áp dụng công nghệ này.

Lộ trình áp dụng BIM tại Việt Nam:

• Ngày 17/3/2023, Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà đã phê duyệt Quyết định số 258/QĐ-TTg về lộ trình áp dụng BIM trong hoạt động xây dựng (nguồn).
• Giai đoạn 1 (từ năm 2023): Áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp I, cấp đặc biệt của các dự án đầu tư xây dựng mới sử dụng vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công và đầu tư theo phương thức đối tác công tư.
• Giai đoạn 2 (từ năm 2025): Áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp II trở lên thuộc các loại hình dự án tương tự.

Nhà nước cũng khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng mô hình BIM sớm hơn thời gian quy định, hướng tới mục tiêu tăng cường hiệu quả trao đổi thông tin, nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế, xây dựng phương án thi công, quản lý nguồn lực và vận hành công trình hiệu quả hơn.

Những thách thức khi áp dụng BIM tại Việt Nam:
Mặc dù có tiềm năng lớn, việc triển khai Mô hình BIM tại Việt Nam vẫn đối mặt với nhiều rào cản:

• Chi phí đầu tư ban đầu lớn: Bao gồm chi phí phần mềm, phần cứng và đào tạo nhân sự.
• Thiếu nhận thức và đào tạo: Nhiều nhà thầu, chủ đầu tư và chuyên gia vẫn còn hạn chế về nhận thức và kinh nghiệm sử dụng BIM.
• Nguồn nhân lực thiếu hụt: Đặc biệt là nhân lực có kinh nghiệm và năng lực chuyên sâu về BIM.
• Căn cứ pháp lý và tiêu chuẩn chưa hoàn chỉnh: Mặc dù đã có lộ trình, các quy định và hướng dẫn chi tiết về BIM vẫn đang trong quá trình hoàn thiện.
• Thách thức về bảo mật thông tin: Việc chia sẻ và bảo mật dữ liệu trong môi trường BIM là một yếu tố quan trọng cần được giải quyết.

Cơ hội và các dự án BIM tiêu biểu tại Việt Nam:
Bên cạnh thách thức, BIM cũng mở ra nhiều cơ hội lớn cho ngành xây dựng Việt Nam. Việc áp dụng BIM đã mang lại những lợi ích rõ rệt trong các dự án quy mô lớn và phức tạp.

• Dự án Nhà ga hành khách cảng hàng không Quốc tế Phú Bài: Đã ứng dụng BIM để tối ưu hóa thiết kế, giảm thiểu lãng phí tài nguyên và thời gian, sử dụng các phần mềm tiên tiến như Revit, Navisworks và AutoCAD.
• Dự án Nhà máy điện Sinh khối Hậu Giang: Ứng dụng BIM từ giai đoạn lập mô hình thiết kế, thẩm tra, phê duyệt, triển khai bản vẽ, bóc tách khối lượng, ước tính chi phí và hỗ trợ phối hợp thi công.
• Dự án cầu Cửa Đại – Quảng Ngãi: Giảm thiểu rủi ro và đảm bảo chất lượng công trình nhờ mô hình BIM, tiết kiệm khoảng 20% thời gian xác định khối lượng và 30% tiến độ xử lý thay đổi.
• Trụ sở Tập đoàn Viettel: Áp dụng BIM giúp rút ngắn thời gian thi công 4/12 tháng và ước tính giảm 10% số yêu cầu sửa đổi.

Những thành công này cho thấy BIM là một công cụ đắc lực, không chỉ nâng cao chất lượng, tiến độ mà còn cải thiện hiệu quả kinh tế cho các công trình xây dựng tại Việt Nam.

Lợi ích toàn diện khi áp dụng BIM vào các dự án

Tại NexContech, chúng tôi nhận thấy rằng việc ứng dụng Mô hình Thông tin Công trình (BIM) không chỉ là một xu hướng mà còn là một chiến lược then chốt để mang lại giá trị vượt trội cho khách hàng và nâng cao chất lượng dịch vụ. Với kinh nghiệm và chuyên môn sâu rộng, chúng tôi cam kết khai thác tối đa tiềm năng của BIM ở mọi cấp độ, từ BIM 3D đến BIM 7D, trong các dự án của mình.

Việc tích hợp BIM giúp:

• Nâng cao độ chính xác và hiệu quả thiết kế: Với BIM 3D, chúng tôi tạo ra các mô hình trực quan, chi tiết, giúp phát hiện sớm các xung đột và tối ưu hóa thiết kế ngay từ ban đầu.
• Quản lý tiến độ chặt chẽ: Ứng dụng BIM 4D cho phép chúng tôi lập kế hoạch và theo dõi tiến độ dự án một cách chính xác, minh bạch, đảm bảo bàn giao đúng hạn và giảm thiểu rủi ro chậm trễ.
• Kiểm soát chi phí tối ưu: BIM 5D giúp chúng tôi dự toán chi phí một cách khoa học, cập nhật liên tục theo các thay đổi, từ đó tối ưu hóa ngân sách và tránh phát sinh ngoài dự kiến.
• Hướng tới công trình bền vững: Với BIM 6D, chúng tôi tập trung vào các giải pháp thiết kế bền vững, phân tích hiệu quả năng lượng để tạo ra những công trình thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài.
• Quản lý vận hành toàn diện: Đặc biệt, với BIM 7D, chúng tôi luôn chú trọng xây dựng mô hình thông tin giàu dữ liệu, hỗ trợ chủ đầu tư trong việc quản lý vận hành, bảo trì tòa nhà suốt vòng đời, đảm bảo hiệu suất tối ưu và kéo dài tuổi thọ tài sản.

Chúng tôi tin rằng, việc áp dụng BIM một cách bài bản và chuyên nghiệp sẽ là nền tảng vững chắc cho sự thành công của mọi dự án, từ đó mang lại niềm tin và sự hài lòng tuyệt đối cho khách hàng. Để tìm hiểu thêm về cách chúng tôi áp dụng BIM.

Câu hỏi thường gặp (FAQs) về BIM

1. Mô hình BIM là gì?
BIM (Building Information Modeling) là một quy trình quản lý và tạo lập thông tin số hóa về một dự án xây dựng, từ giai đoạn thiết kế, thi công đến vận hành và bảo trì. Nó tích hợp thông tin đa ngành vào một mô hình 3D thông minh.

2. Tại sao BIM lại quan trọng trong ngành xây dựng hiện đại?
BIM quan trọng vì nó giúp tối ưu hóa mọi giai đoạn của dự án, giảm thiểu rủi ro, tiết kiệm chi phí và thời gian, nâng cao chất lượng công trình và cải thiện sự hợp tác giữa các bên liên quan.

3. Sự khác biệt giữa BIM 3D, 4D, 5D, 6D và 7D là gì?

• BIM 3D: Mô hình hình học 3 chiều, trực quan hóa thiết kế.
• BIM 4D: Thêm yếu tố thời gian/tiến độ vào mô hình 3D.
• BIM 5D: Thêm yếu tố chi phí/ngân sách vào mô hình 4D.
• BIM 6D: Thêm thông tin về tính bền vững và hiệu quả năng lượng của công trình.
• BIM 7D: Tập trung vào quản lý vận hành, bảo trì và vòng đời của công trình.

4. BIM có bắt buộc tại Việt Nam không?
Theo Quyết định số 258/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, BIM bắt buộc áp dụng từ năm 2023 đối với các công trình cấp I, cấp đặc biệt (vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công, PPP) và từ năm 2025 đối với công trình cấp II trở lên (nguồn).

5. Các doanh nghiệp có thể bắt đầu áp dụng BIM như thế nào?
Các doanh nghiệp có thể bắt đầu bằng việc tìm hiểu và áp dụng từng chiều BIM phù hợp với năng lực và loại hình dự án, chẳng hạn như BIM 4D, 5D hoặc 6D trước khi tiến tới 7D. Đầu tư vào đào tạo nhân sự và phần mềm phù hợp là rất quan trọng.

Hướng tới tương lai bền vững với BIM

BIM không chỉ là một công nghệ, mà là một tư duy, một phương pháp làm việc toàn diện, mang lại sự thay đổi tích cực cho toàn bộ ngành xây dựng. Từ việc nâng cao hiệu quả trong thiết kế, thi công đến tối ưu hóa quản lý vận hành và bảo trì, BIM là nhân tố không thể thiếu để tạo ra những công trình chất lượng cao, bền vững và hiệu quả trong tương lai.

Việc nắm bắt và ứng dụng BIM một cách hiệu quả sẽ giúp các doanh nghiệp xây dựng tại Việt Nam nâng cao năng lực cạnh tranh, hội nhập với tiêu chuẩn quốc tế và góp phần vào sự phát triển chung của đất nước.

Liên hệ NexContech để được tư vấn về giải pháp BIM toàn diện cho dự án của bạn! Chúng tôi sẵn sàng đồng hành cùng bạn trên hành trình kiến tạo những công trình đột phá và bền vững!