Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong đánh giá công trình xanh

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG<br /> <br /> <br /> ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH (BIM)<br /> TRONG ĐÁNH GIÁ CÔNG TRÌNH XANH<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tóm tắt: Ở mỗi cấp độ “công trình xanh”<br /> khác nhau, dự án lại cần tổng mức đầu tư và<br /> chi phí vận hành khác nhau. Bên cạnh việc<br /> đạt được mục tiêu “Công trình xanh” đề ra,<br /> chủ đầu tư cũng rất quan tâm đến chi phí cho<br /> mỗi cấp độ đó. Các bước ứng dụng BIM trong<br /> đánh giá công trình xanh sẽ giúp tự động hóa<br /> Đào Thị Như*, Vũ Kim Yến**<br /> việc đánh giá sự thay đổi về chi phí cho công Xu hướng Công trình xanh (CTX) và Xây dựng bền vững (XDBV)<br /> trình xanh theo các giải pháp thiết kế khác đang là mục tiêu hướng tới của ngành Xây dựng trong tương lai.<br /> nhau, đồng thời đáp ứng được mục tiêu giá Mục đích chính của XDBV là đạt được các hiệu quả về sinh thái, kinh<br /> trị của dự án như kì vọng của chủ đầu tư và tế, xã hội, cụ thể hơn là sử dụng tiết kiệm nguồn tài nguyên và giảm<br /> các bên hữu quan, ngay từ giai đoạn đầu của thiểu các tác động xấu đến môi trường.<br /> thiết kế. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới, chứng minh<br /> Từ khóa: BIM; công trình xanh; LOTUS, những lợi ích khi ứng dụng Mô hình thông tin công trình - Building<br /> LEED. Information Modeling (viết tắt là BIM) trong quản lý xây dựng, cũng<br /> Abstract: At each different level of “green như những lợi ích mà dự án hướng tới mục tiêu CTX mang lại. Tuy<br /> buildings”, the project needs a different level nhiên, vì những lí do khác nhau, các chủ đầu tư vẫn còn “băn khoăn”<br /> of investment and operating costs. Going trong việc có áp dụng BIM và CTX trong dự án hay không. Do đó,<br /> along with each level of “Green Building”, the cần thiết có những công cụ để đánh giá CTX, ứng dụng mô hình<br /> cost is always considered as an important BIM, để hỗ trợ cho việc ra quyết định của chủ đầu tư ngay từ giai<br /> and strong interest of the investors. The steps đoạn đầu của thiết kế.<br /> of BIM application in green building assess- TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH (BIM)<br /> ment will help to automate the assessment Khái niệm về BIM<br /> of changes in green building cost for different Được chấp nhận nhiều nơi trên thế giới bởi các tổ chức khác<br /> design options, while meeting the project’s nhau, khái niệm BIM được Uỷ ban Tiêu chuẩn BIM tại Mỹ (NBIMS)<br /> value goals as expected by the investors and định nghĩa “Mô hình thông tin công trình là sự biểu diễn bằng số các<br /> stakeholders, right from the beginning phase thuộc tính vật lý và chức năng của công trình, chia sẻ nguồn tri thức<br /> of the design. các thông tin của công trình, tạo một cơ sở đáng tin cậy cho các quyết<br /> Keywords: BIM, green building, LOTUS, định trong suốt vòng đời từ ý tưởng ban đầu cho đến khi dỡ bỏ nó” [2].<br /> LEED. BIM là một quan niệm mới cho phép xây dựng công trình ảo trước.<br /> Nhận ngày 22/12/2017, chỉnh sửa ngày Bằng cách này, các đối tác tham gia dự án có thể xem xét và đánh<br /> 29/12/2017, chấp nhận đăng ngày 5/1/2018 giá hiệu quả trước khi thực hiện. Giải quyết được các vấn đề liên<br /> <br /> * Cục Phát triển đô thị, Bộ Xây dựng<br /> ** Khoa Kinh tế và QLXD, Trường ĐH Xây dựng Số 57-58.2018 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 91<br />  NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG<br /> <br /> quan ngay ở giai đoạn ban đầu của dự án, đạt được kết Nam, khái niệm này mới xuất hiện vài năm trở lại đây,<br /> quả tiết kiệm đáng kể về mặt thời gian, chi phí và năng nhưng bản chất của CTX thì không mới, bởi từ hàng trăm<br /> lượng. Cùng với các khả năng theo dõi kế hoạch, chi phí năm trước, các yếu tố bền vững đã được áp dụng trong<br /> và quản lý được nâng cao, một thế giới hoàn toàn mới thiết kế và xây dựng công trình. Lấy nhà ở dân gian làm<br /> được mở ra cho cơ hội ứng dụng BIM. ví dụ, dạng công trình này mát vào mùa hè và ấm vào<br /> mùa đông, đặc biệt là có thể ứng phó rất uyển chuyển<br /> với thời tiết thay đổi thất thường. Các yếu tố về khí động<br /> học và thông gió cũng được áp dụng hợp lý, nhằm mang<br /> lại một môi trường sống thoải mái mà không dùng đến<br /> năng lượng.<br /> Trào lưu CTX chỉ thực sự bắt đầu cách đây hơn 2 thập<br /> kỷ, kể từ khi Hội đồng CTX của Mỹ (USGBC) được thành<br /> lập năm 1993. Cơ quan này biên soạn ra các nhóm tiêu<br /> chí về tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước, sử dụng vật<br /> liệu thân thiện với môi trường... thể hiện trong tiêu chuẩn<br /> viết tắt là LEED (Leadership in Energy and Environmental<br /> Design).<br /> Hình 1: Sơ đồ tổng quát về BIM CTX hay còn gọi là CTBV, là công trình đảm bảo các<br /> Ưu nhược điểm của mô hình thông tin công trình (BIM) yếu tố [7]: Sử dụng có hiệu quả năng lượng, nước, nguyên<br /> Ưu điểm: Tăng khả năng phối hợp thông tin (tăng sự vật liệu và giảm thiểu ảnh hưởng của quá trình xây dựng<br /> cộng tác giữa các bên có liên quan); Thiết kế dễ hình tới sức khỏe của con người và môi trường; Việc này phải<br /> dung hơn; BIM được sử dụng để đánh giá nhiều phương tiến hành trong suốt một vòng đời của công trình: Tìm<br /> án thiết kế khác nhau, hỗ trợ cho việc xem xét và ra quyết kiếm địa điểm hợp lí, thiết kế, xây dựng, hoạt động, bảo<br /> định được chính xác hơn; Tính linh hoạt; Tính toán chính quản và phá bỏ; Giảm thiểu chất thải, ô nhiễm và những<br /> xác hơn; Giảm chi phí lắp đặt; Lịch sử công trình. nguyên nhân làm suy thoái môi trường.<br /> Nhược điểm: Phí đào tạo và chi phí cho cơ sở hạ tầng LỢI ÍCH VÀ HẠN CHẾ CỦA CÔNG TRÌNH XANH<br /> để triển khai BIM; Thêm nhiều việc phải tiến hành trước Lợi ích<br /> khi công trình được xây dựng; Thay đổi tiến trình đấu + Về mặt môi trường: CTX rất “thân thiện với môi<br /> thầu, mua sắm và xây dựng. trường”, nó làm giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính, giảm<br /> CÔNG TRÌNH XANH VÀ XÂY DỰNG BỀN VỮNG lượng nước và năng lượng tiêu thụ mỗi ngày, xử lý và tái<br /> Khái niệm chế chất thải hợp lý [4-7].<br /> XDBV là một khái niệm mang tính dài hạn nhằm cân + Về mặt tài chính: CTX thường mang lại lợi ích về tài<br /> bằng giữa các mục tiêu kinh tế, tính cân bằng xã hội và chính cho các nhà đầu tư có tầm nhìn dài hạn. Khi đưa<br /> các tác động đối với môi trường [3]. Các thiết kế mang vào sử dụng, các CTX tiết kiệm được trung bình 30% năng<br /> tính bền vững cố gắng để sử dụng các nguồn năng lượng lượng, 35% phát thải carbon, 30-50% nước và 50-90% chi<br /> thiên nhiên sẵn có như năng lượng mặt trời và thông phí cho rác thải [4-7]. Tuy nhiên, đa số nhà đầu tư không<br /> gió tự nhiên để giảm tối đa việc tiêu hao các năng lượng biết trong tổng chi phí đầu tư cho một tòa nhà thương<br /> “nhân tạo” của dự án. Nói cách khác, trong phạm vi các mại (từ thiết kế, xây dựng,vận hành cho tới lúc dỡ bỏ), chi<br /> hoạt động xây dựng, đó là việc thiết kế, xây dựng và vận phí giai đoạn đầu (thiết kế và xây dựng) chỉ chiếm 10-20%<br /> hành các tòa nhà sẽ tận dụng tốt nhất điều kiện sẵn có [4-7]. Như vậy, 80-90% tổng đầu tư được sử dụng trong<br /> với tiến bộ công nghệ mới để giảm thiểu tối đa các tác giai đoạn vận hành. Vòng đời trung bình của các tòa nhà<br /> động xấu đến môi trường (BCA, 2014). thương mại khoảng từ 30-50 năm. Nếu một CTX hoạt<br /> Thuật ngữ Công trình xanh (Green Building) ban đầu động hiệu quả có khả năng tiết kiệm 30% mức sử dụng<br /> được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ, sau này trở thành thuật năng lượng và nước sẽ giúp các nhà đầu tư tiết kiệm một<br /> ngữ phổ thông ở Châu Mỹ, Australia và Đông Á. Tại Việt khoản lớn trong tổng chi phí đầu tư.<br /> <br /> 92 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ<br />  NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG<br /> <br /> + Về mặt năng lượng: Các nghiên cứu phổ biến cho cơ sở vững chắc trong việc xác định và thực hiện các giải<br /> thấy CTX giúp tiết kiệm trung bình 30% năng lượng. pháp “kiến trúc xanh” đạt tiêu chuẩn và khả thi như thiết<br /> Chiếu sáng có thể đem tới hiệu quả tiết kiệm cao, chiếm kế, thi công, vận hành, bảo hành. LEED là một tiêu chuẩn<br /> trung bình 35% tổng năng lượng tiêu thụ của một tòa rất thuyết phục bởi sự linh hoạt vì nó dễ dàng áp dụng<br /> nhà. Hiệu quả CTX khá rõ trong việc cản nhiệt, trồng cây cho tất cả các loại công trình - từ công trình thương mại<br /> với ý thức cải thiện cảnh quan và vi khí hậu. Nó còn giúp cho đến dân cư. Nó hoạt động trong suốt quy trình xây<br /> thiết kế hệ thống điện, nước và hạ tầng một cách hiệu dựng - thiết kế và xây dựng, vận hành, bảo hành, trang<br /> quả và tiết kiệm [4-7]. bị cho con người những sự đổi mới đáng kể. Và LEED mở<br /> + Củng cố thương hiệu: Thương hiệu tòa nhà xanh rộng các lợi ích của mình vượt khỏi những lĩnh vực xây<br /> được sử dụng như một lợi thế cạnh tranh của chủ đầu tư, dựng đặc thù, lạc hậu vào những lĩnh vực có liên quan<br /> thể hiện trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp, nâng cao trong quá trình phát triển [7].<br /> giá trị thương hiệu và giúp định vị khác biệt đối với đối Khi được chứng nhận LEED nghĩa là công trình đó sử<br /> thủ. Chủ đầu tư có thể sử dụng nó cho việc quan hệ công dụng hiệu quả nước và năng lượng, thải ít khí CO2 và tận<br /> chúng và quan hệ Chính phủ [4-7]. dụng tốt các nguồn tài nguyên ở địa phương giúp giảm<br /> + Đem lại lợi ích cho Chính phủ: CTX giúp giảm áp thiểu mức độ sử dụng năng lượng trong quá trình sản<br /> lực lên tài nguyên thiên nhiên, giảm tiêu thụ năng lượng, xuất và vận chuyển.<br /> xử lý chất thải và ô nhiễm... Bên cạnh đó, các CTX cũng ● Hệ thống LOTUS<br /> bảo đảm một môi trường sống đô thị tốt hơn [4-7]. LOTUS (hoặc Bộ Công cụ Đánh giá LOTUS) là một hệ<br /> Hạn chế thống đánh giá mang tính tự nguyện theo định hướng<br /> + Chi phí xây dựng CTX thường cao hơn 20 -30 % so thị trường do Hội đồng CTX Việt Nam xây dựng riêng cho<br /> với chi phí ban đầu nên gặp khó khăn về mặt vốn đầu tư. môi trường xây dựng của Việt Nam [5].<br /> Điều này có thể nhìn thấy rõ từ giai đoạn thiết kế cũng Bộ công cụ đánh giá LOTUS được xây dựng dựa trên<br /> như khi thi công, khi CTX đòi hỏi một số vật liệu chuyên các hệ thống đánh giá CTX quốc tế khác nhau và đặt mục<br /> biệt hay các nội thất thông minh. Điều này làm tăng chi tiêu hướng đến: Thiết lập bộ tiêu chuẩn dành riêng cho<br /> phí sản phẩm và sẽ tốn thêm chi phí quảng bá để bán sản Việt Nam; Định hướng cho ngành Xây dựng trong nước<br /> phẩm để người tiêu dùng có thể chấp nhận mức giá đắt hướng tới sử dụng tiết kiệm các nguồn tài nguyên thiên<br /> hơn đó. nhiên; Giới thiệu và thúc đẩy các hoạt động xây dựng<br /> + Để thiết kế và xây dựng được CTX đòi hỏi phải có thân thiện với môi trường.<br /> một đội ngũ cán bộ thiết kế giàu kinh nghiệm, trình độ LOTUS được xây dựng trên cơ sở quá trình nghiên cứu<br /> chuyên môn cao. CTX phụ thuộc rất nhiều vào con người, lâu dài với những ý kiến chuyên môn của các chuyên gia<br /> từ các bước đào tạo cho đến triển khai đội ngũ thực hiện. trong nước và quốc tế, đặc biệt chú trọng đến các điều<br /> HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ CÔNG TRÌNH XANH ÁP DỤNG kiện tự nhiên và kinh tế của Việt Nam, các quy chuẩn, tiêu<br /> TẠI VIỆT NAM chuẩn và chính sách xây dựng hiện hành của Việt Nam.<br /> ● Hệ thống LEED Hệ thống công cụ LOTUS đánh giá các công trình<br /> LEED là hệ thống tiêu chuẩn quốc tế về kiến trúc xanh, (đang trong giai đoạn thiết kế, giai đoạn hoàn công và giai<br /> được công nhận và thẩm định cho những công trình kiến đoạn vận hành) và xác định tính hiệu quả năng lượng, các<br /> trúc, cung cấp cho bên thứ ba và chứng nhận rằng một tác động đến môi trường và người sử dụng công trình.<br /> tòa nhà hoặc một sở hữu công cộng được thiết kế và xây Nhằm cung cấp một hệ thống công cụ đánh giá cho phần<br /> dựng dựa theo những tiêu chuẩn hướng đến việc cải lớn các loại công trình, bộ công cụ LOTUS được thiết kế<br /> thiện hiệu suất, kết hợp với các tiêu chuẩn về tiết kiệm với 3 công cụ đánh giá gồm: LOTUS cho công trình phi<br /> năng lượng, hiệu quả thoát nước, giảm lượng khí thải nhà ở (LOTUS NR) và LOTUS cho công trình nhà ở (LOTUS R)<br /> C02, nâng cao chất lượng môi trường sống, nâng cao khả để đánh giá các giai đoạn thiết kế và thi công xây dựng<br /> năng quản lý nguồn tài nguyên và khả năng linh hoạt của của công trình trong khi đó công cụ LOTUS BIO lại đánh<br /> công trình trong việc thích ứng với sự thay đổi. LEED cung giá giai đoạn vận hành của một công trình [3].<br /> cấp cho các chủ sở hữu, cũng như các nhà quản lý một<br /> <br /> Số 57-58.2018 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 93<br />  NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG<br /> <br /> Các mức chứng nhận LOTUS: Hệ thống chứng chỉ http://www.pcworld.com.vn/articles/kinh-doanh/giai-<br /> LOTUS gồm ba mức (Chứng nhận, Bạc và Vàng). Căn cứ phap/2011/04/1224098/loi-ich-tu-cong-trinh-xanh/,<br /> vào số điểm công trình đạt được để xét cấp các mức 20/12/2017<br /> chứng chỉ khác nhau cho dự án đó. Nhưng để đạt được 5. Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam, http://vgbc.<br /> Chứng chỉ LOTUS, một công trình phải đáp ứng được tất org.vn/lotus, 20/12/2017<br /> cả các điều kiện tiên quyết và đạt được tối thiểu 40% tổng 6. Nguyễn Việt Hùng (2015), Nghiên cứu xây dựng lộ<br /> điểm. Mỗi công cụ đều có thể tính thêm điểm cho hạng trình áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) nhằm<br /> mục Sáng kiến với tối đa là 8 điểm. nâng cao hiệu quả thiết kế, xây dựng và quản lý công<br /> trình tại Việt Nam, Báo cáo đề tài khoa học cấp Bộ, Viện<br /> Kinh tế Xây dựng, Bộ Xây dựng<br /> 7. Phạm Đức Nguyên (2010), “The Vietnam Green<br /> Building Promotion Program and the Climate Change<br /> Adaptation in the built field”, Repport Conference,<br /> Hình 2: Các mức chứng nhận công trình xanh của LOTUS (Nguồn: [5]) Vietnam<br /> Hạng mục của LOTUS 8. Vũ Hồng Phong (2015),“Thị trường Công trình Xanh<br /> Công cụ LOTUS cho Công trình Phi nhà ở (LOTUS NR) tại Việt Nam: Tiềm năng và cơ hội”, Hội quy hoạch phát<br /> và Công cụ LOTUS cho Công trình Nhà ở (LOTUS R) đều triển đô thị Việt Nam, http://ashui.com/mag/tuongtac/<br /> gồm 9 hạng mục còn Công cụ LOTUS cho Công trình goc-nhin/11876-thi-truong-cong-trinh-xanh-tai-viet-<br /> đang vận hành (LOTUS BIO) gồm 8 hạng mục để đánh nam-tiem-nang-va-co-hoi.html, 20/12/2017<br /> giá các công trình dựa trên cách tính điểm. Các hạng mục 9. Salman Azhar, Justin Brown, Rizwan Farooqui<br /> đều được phát triển phù hợp với các nguyên tắc xây dựng (2013),“BIM-based Sustainability Analysis: An Evaluation<br /> xanh giúp sử dụng năng lượng và nước tiết kiệm và hiệu of Building Performance Analysis Software”, https://www.<br /> quả, thân thiện với môi trường và người sử dụng đồng academia.edu/14724531/BIM-based_Sustainability_<br /> thời giảm thiểu lượng chất thải và ô nhiễm. Mỗi hạng Analysis_An_Evaluation_of_Building_Performance_<br /> mục sẽ có các khoản với các tiêu chí tương ứng. Trong Analysis_Software<br /> đó mỗi tiêu chí đều được ấn định một số điểm nhất định.<br /> Đối với các khoản có các tiêu chí là điều kiện tiên quyết<br /> bắt buộc thì công trình phải đáp ứng được các tiêu chí<br /> đó để được cấp chứng chỉ LOTUS: Năng lượng; Nước; Vật<br /> liệu; Sinh thái; Chất thải & Ô nhiễm; Sức khoẻ & Tiện nghi;<br /> Thích ứng & Giảm nhẹ; Cộng đồng; Quản lý; Sáng kiến.<br /> (Kỳ sau: Ứng dụng BIM trong đánh giá công trình xanh<br /> để đạt mục tiêu bền vững)<br /> <br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> 1. Bộ Xây dựng và USAID (2014), Hội thảo đánh giá<br /> tổng quan 7 Hệ thống cấp chứng nhận công trình xanh<br /> trên thế giới và trong khu vực – Ý nghĩa chính sách cho<br /> Việt Nam, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo, Việt Nam<br /> 2. BuildingSMARTalliance (2010), What is a BIM?, http://<br /> www.buildingsmartalliance.org/index.php/nbims/faq/,<br /> 20/12/2017<br /> 3. Charles J Kibert (2016), Sustainable Construction:<br /> Green Building Design and Delivery, Wiley 4th Edition<br /> 4. Nhị Giang (2011), “Lợi ích từ công trình xanh”,<br /> <br /> 94 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ<br />