یک مدل BIM واقعاً به چه میزان اطلاعات نیاز دارد؟

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) این امکان را فراهم کرده است که حجم بسیار زیادی از اطلاعات به هر یک از اجزای یک طرح متصل شود. برای مثال، یک دیوار می‌تواند دارای اطلاعاتی درباره رده مقاومت در برابر آتش و گروه هزینه‌ای خود باشد و حتی در مراحل بعد، اطلاعات مربوط به نگهداری و تعمیرات موردنیاز مدیر تأسیسات را نیز در خود جای دهد.

اما همین قابلیت می‌تواند وسوسه‌ای ایجاد کند: اگر مدل ظرفیت نگهداری اطلاعات بیشتری دارد، پس بهتر است اطلاعات بیشتری هم به آن اضافه کنیم. در این میان، ممکن است پرسش مهمی درباره بهره‌وری فراموش شود: آیا پروژه واقعاً به این اطلاعات نیاز دارد؟ و آیا همین حالا به آن‌ها نیازمند است؟

برای معماران، BIM اغلب به‌عنوان «منبع واحد حقیقت» (Single Source of Truth) توصیف می‌شود. بااین‌حال، هر ویژگی اطلاعاتی جدید، به زمان و تلاش بیشتر، هماهنگی و نگهداری نیاز دارد. اطلاعاتی که خیلی زود یا بدون هدف مشخص وارد مدل می‌شوند، ممکن است به‌سرعت اعتبار و به‌روز بودن خود را از دست بدهند.

آنچه اهمیت دارد، در اختیار داشتن اطلاعات مناسب برای تصمیم‌گیری‌های هر مرحله از پروژه است.

شرکت KUBUS360 مستقر در اشتوتگارت آلمان، همین پرسش را به یکی از محورهای اصلی فعالیت خود در طراحی یک مجموعه اداری در ایالت بادن-وورتمبرگ آلمان تبدیل کرده است.

این پروژه از سه ساختمان با سازه ترکیبی چوب و بتن تشکیل شده است. طبقات همکف به فضاهای عمومی اختصاص دارند و در طبقات بالاتر، فضاهای اداری با ظرفیت حدود ۶۳۰ ایستگاه کاری قرار گرفته‌اند.

این شرکت که به رویکرد «۳۶۰ درجه» خود در زمینه برنامه‌ریزی، مدیریت پروژه و مشاوره پایداری شناخته می‌شود، روشی را توسعه داده است که معمار، بیانکا هیرنر، و هماهنگ‌کننده BIM، فردی هارتمان، آن را leanBIM می‌نامند.

آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار Vectorworks Architect تلاش کردند مدلی با جزئیات کافی ایجاد کنند، بدون آنکه حجم و پیچیدگی آن بیش از نیاز واقعی پروژه افزایش یابد.

طراحی اطلاعات پیش از طراحی مدل

برای شرکت KUBUS360، فرایند BIM پیش از ترسیم نخستین خط آغاز می‌شود. از آنجا که کارفرما تجربه محدودی در زمینه BIM داشت، تیم پروژه به‌جای آنکه منتظر دریافت فهرستی طولانی از الزامات اطلاعاتی بماند، در تدوین الزامات اطلاعاتی کارفرما (EIR – Employer's Information Requirements) به او کمک کرد و سپس بر اساس آن‌ها، برنامه اجرایی BIM (BEP – BIM Execution Plan) را تدوین کرد.

هارتمان در این‌باره توضیح می‌دهد:

«هدف اصلی ما این بود که فقط اطلاعاتی را در مدل وارد کنیم که قرار بود در مراحل بعد مورد ارزیابی قرار بگیرند.»

در این مرحله از برنامه‌ریزی، ماتریس سطح نیاز به اطلاعات (LOIN – Level of Information Need) برای پروژه تدوین شد. در این ماتریس، هر یک از اجزای ساختمان به‌عنوان یک موجودیت در استاندارد IFC (Industry Foundation Classes) تعریف شدند و در کنار آن، ویژگی‌های اطلاعاتی موردنیاز هر جزء و همچنین مرحله‌ای از پروژه که باید این اطلاعات به آن اضافه شوند، مشخص شد.

به این ترتیب، اطلاعات هم‌زمان با پیشرفت طراحی و متناسب با نیازهای هر مرحله وارد مدل شدند؛ نه اینکه تمام اطلاعات از همان ابتدا به مدل اضافه شوند.

نتیجه این رویکرد، مدلی سبک‌تر با مسئولیت‌های مشخص‌تر و تعداد کمتری از فیلدهای اطلاعاتی غیرضروری بود که باید مدیریت و به‌روزرسانی می‌شدند.

یک منبع واحد حقیقت، چهار پایگاه داده

سبک نگه‌داشتن مدل تا حد زیادی به این موضوع بستگی دارد که اطلاعات در کجا ذخیره و مدیریت می‌شوند.

شرکت KUBUS360 تقریباً تمام اطلاعات پروژه را در قالب چهار پایگاه داده متمرکز در نرم‌افزار Vectorworks Architect سازمان‌دهی کرد:

پایگاه داده عمومی IFC: برای اطلاعات و ویژگی‌های عمومی و مشترک.

پایگاه داده اجزای ساختمان: برای مشخصات و ویژگی‌های اجزای مختلف ساختمان.

پایگاه داده اختصاصی درها و پنجره‌ها: برای اطلاعات و مشخصات مربوط به این عناصر.

پایگاه داده اطلاعات مدیریت تأسیسات (Facility Management): به‌عنوان بستری برای ثبت اطلاعات موردنیاز در مرحله بهره‌برداری و مدیریت ساختمان.

از طریق ابزار Data Manager در نرم‌افزار Vectorworks، اجزای مدل اطلاعاتی مانند رده مقاومت در برابر آتش و سایر ویژگی‌های مشترک خود را از این مجموعه داده‌ها دریافت می‌کنند. همین مقادیر اطلاعاتی در تهیه تصاویر و خروجی‌های بصری (Visualizations)، جداول و برنامه‌های زمان‌بندی (Schedules) و همچنین خروجی‌های IFC مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هارتمان در این‌باره می‌گوید:

«به لطف تعداد محدود پایگاه‌های داده، می‌توانیم خیلی سریع تشخیص دهیم که اطلاعات در کجا وارد می‌شوند.»

مدل‌سازی آزادانه بدون از دست دادن هوشمندی BIM

بخش عمده‌ای از اجزای پروژه، از راه‌پله‌ها و نرده‌ها گرفته تا عناصر سازه‌ای و درها، با استفاده از ابزارهای بومی نرم‌افزار Vectorworks مدل‌سازی شده‌اند. به گفته شرکت KUBUS360، این ابزارها حدود ۹۵ درصد از فعالیت‌های مدل‌سازی پروژه را پوشش می‌دهند.

اما برای عناصر سفارشی، رویکرد متفاوتی به کار گرفته شده است. KUBUS360 از روش تخصیص مبتنی بر کلاس (Class-based Assignment) استفاده می‌کند؛ به این معنا که هویت IFC و ویژگی‌های اطلاعاتی هر شیء، از کلاس اختصاص‌یافته به آن استخراج می‌شود، نه از ابزاری که برای ترسیم یا مدل‌سازی آن استفاده شده است.

برای مثال:

جان‌پناه بام: می‌توان آن را با استفاده از ابزار سطح سقف مدل‌سازی کرد، اما همچنان هنگام خروجی گرفتن، گروه هزینه‌ای صحیح خود را در اطلاعات IFC حفظ می‌کند.

پیلستر منحنی نما: می‌توان مدل‌سازی آن را با هندسه سه‌بعدی جامد (Solid Geometry) آغاز کرد، سپس آن را به یک شیء Auto Hybrid تبدیل کرد و همان اطلاعات و ویژگی‌هایی را به آن اختصاص داد که یک جزء استاندارد ساختمان دارد.

هارتمان در این‌باره می‌گوید:

«رویکرد مبتنی بر کلاس، یکی از مزیت‌های کلیدی Vectorworks Architect برای ماست؛ زیرا به ما اجازه می‌دهد فرم‌ها را با آزادی عمل کامل طراحی کنیم.»

نمایش اطلاعات به‌جای پنهان ماندن آن‌ها در مدل

اطلاعات زمانی واقعاً کاربردی می‌شوند که معماران بتوانند آن‌ها را به‌صورت بصری بررسی و صحت‌سنجی کنند.

یکی از فرایندهای کاری شرکت KUBUS360 استفاده از قابلیت Data Visualization در نرم‌افزار Vectorworks Architect است. این قابلیت به عناصر مدل، بر اساس اطلاعات ذخیره‌شده در آن‌ها، رنگ‌های مشخصی اختصاص می‌دهد.

به این ترتیب، می‌توان رده‌های مقاومت در برابر آتش و سایر ویژگی‌های اطلاعاتی را به‌سرعت در سراسر ساختمان به‌صورت بصری نمایش داد. این کار باعث می‌شود مغایرت‌ها و ناسازگاری‌های احتمالی به‌راحتی شناسایی شوند، بدون آنکه لازم باشد اطلاعات در جداول و برنامه‌های زمان‌بندی (Schedules) به‌صورت دستی جست‌وجو شوند.

تیم پروژه همچنین یک ابزار داخلی برای کنترل کیفیت با نام Angle Checker توسعه داده است.

از آنجا که هندسه‌های چندضلعی می‌توانند زوایای نامنظم متعددی ایجاد کنند، این ابزار به‌سرعت نشان می‌دهد کدام دیوارها به‌درستی ترسیم شده‌اند.

برای این منظور، از طریق ابزار Data Manager، به هر عنصر یک مقدار ساده درست یا نادرست (True/False) اختصاص داده می‌شود. در نتیجه، هندسه‌های نادرست یا دارای اشکال را می‌توان بلافاصله شناسایی کرد.

اطلاعاتی فراتر از خود ساختمان

پرسش «چه میزان اطلاعات کافی است؟» زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که BIM به داده‌هایی فراتر از محدوده خود ساختمان متصل می‌شود.

نمونه دیگری از کاربرد Vectorworks نشان می‌دهد که چگونه یکپارچه‌سازی با ArcGIS می‌تواند اطلاعات مکانی (Geospatial Information) را حتی پیش از آغاز مدل‌سازی معماری، به پایه و اساس فرایند کاری BIM تبدیل کند.

در این روش، اطلاعات مربوط به قطعات زمین، جاده‌ها و عوارض موجود در سایت پروژه، از طریق ArcGIS Feature Services مستقیماً به پروژه منتقل می‌شوند. به این ترتیب، به‌جای استفاده از فایل‌های واردشده و ثابت، یک مدل مکانی از سایت پروژه بر اساس اطلاعات زنده GIS ایجاد می‌شود.

برای مثال، درختان موجود در سایت که از مجموعه‌داده‌های GIS وارد مدل شده‌اند، می‌توانند اطلاعاتی مانند گونه درخت یا وضعیت سلامت آن را نیز در اختیار داشته باشند. با استفاده از قابلیت Data Visualization می‌توان این درختان را با رنگ‌های مختلف نمایش داد تا مشخص شود کدام درختان باید حفظ، حذف یا جایگزین شوند.

در مقیاس شهری نیز مدل‌های BIM می‌توانند اطلاعات را به محیط‌های GIS منتقل کنند. مدل‌های ساختمان دارای موقعیت جغرافیایی که شامل اطلاعات معماری، محوطه‌سازی و زیرساخت هستند، می‌توانند بخشی از صحنه‌های وب ArcGIS (ArcGIS Web Scenes) شوند؛ محیط‌هایی که برنامه‌ریزان شهری، مهندسان و مدیران تأسیسات از آن‌ها استفاده می‌کنند.

البته همه پروژه‌ها به چنین سطحی از یکپارچگی نیاز ندارند.

اطلاعات BIM زمانی ارزشمند هستند که به تصمیم‌گیری میان رشته‌های مختلف کمک کنند، نه صرفاً به این دلیل که در مدل وجود دارند.

با غنی‌تر شدن مدل‌های BIM از نظر اطلاعات، تصمیم‌گیری درباره اینکه چه داده‌هایی باید در مدل گنجانده شوند، خود به مسئله‌ای در حوزه طراحی و مدیریت پروژه تبدیل شده است.

شرکت KUBUS360 این موضوع را از همان مراحل اولیه مورد توجه قرار داد و BIM را ابزاری برای دستیابی به اهداف پروژه دانست؛ ابزاری که باید استفاده از آن، حداقل میزان تلاش و هزینه را به پروژه تحمیل کند.

این شرکت با کارفرما درباره اطلاعاتی که قرار بود در مراحل بعد مورد ارزیابی قرار گیرند به توافق رسید، سپس در ماتریس LOIN مشخص کرد که هر ویژگی اطلاعاتی در چه مرحله‌ای باید به مدل اضافه شود. همچنین اطلاعات را در تعداد محدودی پایگاه داده متمرکز کرد تا اعضای تیم همواره بدانند هر داده را در کجا پیدا کنند.

همین رویکرد را می‌توان در پروژه‌هایی با هر مقیاسی به کار گرفت:

• - پیش از آغاز مدل‌سازی، اولویت‌های اطلاعاتی پروژه را مشخص کنید.
• - ساختارهای داده را به‌صورت متمرکز سازمان‌دهی کنید.
• - با استفاده از کنترل‌های بصری، هماهنگی و یکپارچگی مدل را هم‌زمان با پیشرفت طراحی حفظ کنید.

در نهایت، هدف BIM تولید مدلی با بیشترین حجم اطلاعات نیست؛ بلکه ایجاد مدلی کارآمد است که اطلاعات موردنیاز را در زمان مناسب و با کمترین پیچیدگی در اختیار عوامل پروژه قرار دهد.