BIM – Um Processo integrado de projeto - sinduscon-rio

BIM – Um Processo
integrado de projeto
Metodologia BIM de projeto, planejamento
e controle de obras, com integração com BD
externos
Minimização de riscos de projeto, inclusive
os derivados da NBR 15.575
A GDP — Gerenciamento e Desenvolvimento de
Projetos nasceu da convicção de que o projeto deve
ser o protagonista da obra. Trazemos a experiência
de quarenta anos de projetos, estudos e pesquisas
com foco na melhoria do produto-edifícação, desde
sua concepção a seu processo de produção.
Através da aplicação de tecnologias de informação,
com destaque para o BIM — Building Information
Modelling, nossa metodologia de trabalho articula
os requisitos a serem atendidos com os recursos
disponíveis e a participação de todos os agentes
envolvidos no processo de projeto e na produção,
visando a garantir a otimização de resultados e do
produto final.
GDP – Acervo técnico
• Aproximadamente 90.000 m² de projetos executivos realizados em 6
diferentes projetos.
• Dezenas de estudos de viabilidade baseados na criação de cenários
diferenciados, com metodologia BIM.
• Consultorias para empresas e órgãos públicos, como MDIC, FIESP etc.;
• Participação em pesquisas acadêmicas e desenvolvimento de normas
em Comissões de Estudos da ABNT
• Acervo técnico de 38 anos de prática de projetos de grande porte –
METRO, Estações ferroviárias, vilas de mineração, laboratórios de
segurança biológica, fábricas de vacinas, empreendimentos imobiliários
etc.
3
O que é BIM?
• Building Information Modelling – Modelagem da Informação para
a construção.
• Uma nova tecnologia de processo de projeto, que implica em:
– Novos processos de comunicação entre agentes do projeto;
– Reorganização de fases, agentes e produtos no projeto;
– Visão de ciclo de vida da construção: 70% do custo da construção
ocorre ao longo de sua vida útil...
– Novas exigências de conteúdo nos documentos de projeto
• Está em processo de normalização no Brasil e no exterior
(ABNT/CEE-134 - Modelagem de Informação da Construção,
publicadas a ABNT NBR 15965-2:2012 Sistema de classificação da
informação da construção e ABNT NBR ISO 12006-2:2010
Construção de edificação — Organização de informação da
construção).
4
Aplicativos disponíveis
• Existem diversos
aplicativos para
projetos,
planejamento e
controle de
obras,
gerenciamento
de facilities, de
vários
fornecedores
Fornecedor
Aplicativo
Aplicação
Archimen
Active3D
- Autodesk
AutoCAD Architecture
Architecture
Autodesk
AutoCAD MEP
BuildingServices
Autodesk Revit Architecture
Architecture
Autodesk
Revit MEP
BuildingService
Autodesk
Revit Structure
Structural
Bentley Systems
Bentley Architecture
Architecture
Cad-Quality
CADiE Sähäkkä
BuildingService
Data Design System
DDS-CAD MEP
BuildingService
Design Data
SDS/2
Structural
Gehry Technologies
Digital Project
Architecture
Graphisoft
ArchiCAD
Architecture
Benchmark
BuildingService
Allplan
Architecture
Vectorworks
Architecture
NEMETSCHEK Scia
Scia Engineer
Structural
Plancal
nova
BuildingService
Progman
MagiCad
BuildingService
RIB
Arriba CA3D
Architecture
RIB
iTWO
- Solibri
Solibri Model Checker
- Tekla
Tekla Structures
Structural
VIZELIA
Facility on line
- International Training
Institute ITI
NEMETSCHEK Allplan
NEMETSCHEK Vectorworks, Inc.
(*)
(*)
(*)
(*)
5
BIM: Visão integrada do
empreendimento
6
Um modelo virtual adequado ao
processo de projeto
• A integração no processo de projeto, por exemplo entre o
modelo virtual criado no Revit e as ferramentas de
planejamento e controle de obra, tais como o Project, Primavera
e Navisworks, se inicia com um cuidadoso planejamento da
estrutura dos componentes BIM inseridos no modelo.
• Esta estrutura deve contemplar todas as dimensões a serem
acompanhadas ao longo do ciclo de projeto, até o “as built”.
• A estratégia de execução da obra vai se refletir na organização de
dados no modelo e na nomenclatura de componentes.
• O modelo deve atender às necessidades de dados das diversas
fases a serem integradas.
Estrutura dos componentes no
modelo
Aplicativo de
Orçamento
argamassa
Produtos
Serviço
Equipamentos e
RH
Definido por
Material
Aplicativo de
Planejamento
Atividade (s)
Múltiplas informações de cada
elemento ou componente
9
Visões diferenciadas do mesmo modelo
Global V6 engine plant for General Motors – Flint, MI (Courtesy: GHAFARI Associates)
Arquitetura de processo – Incepção
20.000,00
18.000,00
16.000,00
KBTU/ano
14.000,00
12.000,00
Incidência
10.000,00
Absorção
8.000,00
6.000,00
4.000,00
2.000,00
0,00
GDP Gerenciamento
e Desenvolvimento
de EM "U"
2 PAVIMENTOS
BLOCO ÚNICO
BLOCO
Projetos
BLOCO EM "L"
11
Arquitetura de processo – Viabilidade
12
Arquitetura de processo – Estudos
preliminares
GDP Gerenciamento e Desenvolvimento de
Projetos
13
Estudos preliminares
• Nesta Fase o
modelo ainda está
baseado em
soluções genéricas
de materiais e
componentes, mas
já é possível
termos
renderizações,
estudos de custos,
energéticos, de
fluxos de pessoas
etc.
14
Arquitetura de processo – projeto
básico
15
Projeto básico
• A partir do modelo será extraída a
documentação para licenciamento.
• Recursos disponíveis:
– Automação de cálculos de áreas;
– Automação de quadro de portas e esquadrias;
– Avaliação de desempenho energético;
– Quantitativos de elementos e componentes etc.
16
Arquitetura de processo – projetos
para produção
GDP Gerenciamento e Desenvolvimento de
Projetos
17
Projetos para produção
• O modelo virtual da construção permite
extração de toda documentação necessária
(folhas de representação de detalhes,
quantitativos, especificações etc.) ao
processo de execução da obra e serviços de
apoio.
• É uma base para coordenação e
compatibilização de projetos e sistemas de
planejamento e controle de obras.
18
Montagem imediata de variantes de
quantitativos
19
Integração nD
• O modelo nD pode ser integrado com:
– Aplicativos de orçamentos (VOLARE etc.)
– Aplicativos de planejamento (PROJECT,
PRIMAVERA etc);
– Bases de dados externas (ERP).
– Sistemas de suprimentos e logística.
– Simuladores de desempenho acústico,
energético, de sustentabilidade etc.
20
Simulação para minimizar riscos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4.2 Segurança
segurança estrutural;
Aplicativos de cálculo
segurança contra o fogo;
segurança no uso e na operação.
P.Ex. Simulação de fluxos e
4.3 Habitabilidade
processos - ARENA
estanqueidade;
P.Ex. Energy Plus, Design Builder, IES, Ecotect
desempenho térmico;
desempenho acústico;
P.Ex. Bastian, INSUL
desempenho lumínico;
P.Ex. Design Builder, IES, Ecotect
saúde, higiene e qualidade do ar;
funcionalidade e acessibilidade;
conforto tátil e antropodinâmico.
4.4 Sustentabilidade
durabilidade;
P.Ex. EPIQR ( método MEDIC)
manutenibilidade;
impacto ambiental.
P.Ex. Green Building Studio
21
Simulação - Desempenho térmico
Softwares validados pela ASHRAE 140 (2001) – Algoritmos do
Energy Plus (Exigência ABNT NBR 15575)
Design Builder
IES - Integrated Environmental
Solutions
22
Simulação - Desempenho térmico
ECOTECT
Não é validado pela ASHRAE 140, mas pode ser útil nas análises preliminares
23
Simulação - Desempenho lumínico
IES - Iluminação Natural e Artificial
Design Builder
Iluminação Natural
ECOTECT - Iluminação Natural e Artificial
24
Simulação – Desempenho Acústico
INSUL
BASTIAN
Critérios da ABNT NBR 15575
Ln,w - Nível de pressão sonora de impacto padrão ponderado
Rw - Índice de Redução Sonora Ponderado
D nT,w - Diferença padronizada de nível ponderada
25
Simulação – Impacto Ambiental
(Componentes)
SolidWorks Sustainability Xpress
26
REVIT 2013 – ANÁLISE ENERGÉTICA
“Conceptual Energy Analysis”
Ferramenta de análise energética para ajudar a tomada de decisão
nas etapas iniciais de projeto.
27
Requisitos para simulação com BIM
Base de dados confiável de
materiais e de sistemas
construtivos
Interoperabilidade
28
Interoperabilidade
Ex: Possibilidade de Exportação em Gbxml do Revit para o IES Integrated Environmental Solutions, Design Builder e ECOTECT
29
BIM, desempenho e sustentabilidade
• Maior facilidade para análises:
–
–
–
–
–
Soluções construtivas
Absorção de radiação solar;
Desempenho energético,
Sustentabilidade,
Adequação aos requisitos legais etc
• Maior precisão e confiabilidade no projeto
• Como resultados:
– Menores perdas de recursos naturais,
– Menor impacto da obra
– Mais sustentabilidade!
30
10
Integração com Planejamento e
Controle -Fluxograma básico
Slide 31
10
Criar novo slide, explicando melhor o ciclo pdca.
Thais; 08/08/2012
Desenvolvimento dos componentes e
elementos
A partir dos projetos de
arquitetura, estruturas e
instalações são
desenvolvidas as famílias
de componentes 3D.
Inserir figura
32
Interface REVIT x PRIMAVERA
Deve ser aplicada uma
metodologia que garanta a
interface entre os softwares.
Isto vai garantir a
interoperabilidade
entre os aplicativos!
Regras de
interface
33
Extração de dados do modelo 3D
O modelo 3D é uma
“construção virtual” e seus
componentes devem estar
coerentes com a solução
construtiva adotada.
Todos os elementos
construtivos do projeto devem
ser representados
individualmente no modelo,
para que seja exportados para
os aplicativos de
planejamento.
34
11
Planejamento Tático
Com base na codificação
criada, será elaborado o
planejamento tático do
projeto, considerando todas
as fases do projeto e todos os
elementos construtivos.
Deste modo teremos a visão
ao longo do tempo da
“construção virtual”.
35
Slide 35
11
Como serão representados os processos antes da C&M?
Processos como Engenharia e Suprimentos podem ser trabalhados?
O planejamento precisa ser revisto quantas vezes forem necessárias até que seja encontrada a melhor maneira, mais eficaz, de executar a
montagem.
Thais; 08/08/2012
Planejamento Tático
O planejamento deverá anteceder à
própria engenharia e prosseguir
além desta. Isto significa que o
modelo 4D demonstrará não
somente em que estágio se
Inserir figura
encontra um determinado
elemento na construção, mas
também sua posição na fabricação,
na aquisição ou até mesmo na
engenharia.
Porém, este nível de
planejamento não está
demonstrado neste modelo.
36
Validação do modelo de projeto
Análise de consistência do
modelo 3D com auxilio de
ferramentas específicas ,
como clash detection, para
verificar se existem
sobreposições, espaçamentos
ou dimensões indevidas.
Também é possível verificar
se a solução atendeu aos
requisitos de projeto.
Inserir figura
37
Planejamento Operacional
O planejamento define as
atividades e as sequencias
lógicas de execução, e valida
seu relacionamento com os
elementos do modelo. Após
validação o cronograma é
exportado para o modelo.
A exportação respeita a
codificação de
elementos.
38
Importação e Atualização
Com base nas regras de
codificação criadas a
importação do cronograma
para o NAVISWORKS
ocorrerá facilmente,
evitando retrabalho. Esta
importação deverá ser feita
tantas vezes quantas forem
as atualizações/mudanças
do planejamento.
Inserir figura
39
12
Simulação 4D
A simulação 4D permite verificar eventuais incorreções,
tais como clearances de montagem, deslocamento de
equipamentos etc.
40
Slide 40
12
criar novo modelo corrigindo as inconsistencia apresentadas no mmodelo atual.
Thais; 08/08/2012
Simulação 4D – Análise de Risco
A simulação 4D permite também a
realização da análise de riscos do
projeto, possibilitando a análise
sistêmica e integrada de todo o
processo construtivo pelo qual o
projeto passa durante sua
implementação. Tais análises devem
ser com a participação de equipes
interdisciplinares responsáveis pela
execução do projeto.
Análise de
Prioridade
Análise de
Falha
Análise de
Decisão
Análise de
Risco41
Desdobramentos
O modelo 4D pode ser
associado a outros
indicadores de desempenho,
tais como kg de aço ou m³
de concreto movimentados
por dia, ou custos
acumulados por períodos,
de modo a propiciar uma
visão acurada do
andamento do
empreendimento.
Inserir figura de
elemento com
campos de
propriedade e,
talvez, trecho de
planilha exemplo
42
Apoio a suprimentos e a logística
• Os modelos 3D fornecem quantitativos
precisos, que podem ser vinculados a
especificações e cronograma de compras,
facilitando a tarefa de suprimentos.
• Permitem imprimir etiquetas de
identificação de componentes, facilitando o
transporte, almoxarifado e posicionamento
na obra.
43
Usos no controle de obra
A partir do modelo 4D é possível
termos sistemas de
acompanhamento e controle de
obra mais apurados e com
interfaces gráficas amigáveis,
inclusive com uso de tablets na
obra.
O modelo pode ainda ser base para
sistemas de controle por realidade
aumentada, que permitem
visualizar as diferenças entre o
planejado e o realizado.
44
Painel de controle
• Os elementos críticos e seus quantitativos podem ser a
base para indicadores de avanço de obra, comparandose o previsto e o realizado, tanto no nível
individualizado destes elementos críticos ou como
indicador geral, através da ponderação destes sobre o
esforço geral.
• Exemplos de indicadores de avanço
projetado/realizado (%)
– ton. de estrutura metálica – m³ de concreto
– m² de revestimentos...
45
Centralização em sistemas de BI
Os dados originários de sistemas BIM
são facilmente integrados a sistemas de
BI – Business Intelligence
46
Indicador de velocidade de obra
• O conjunto ponderado dos indicadores
derivados dos elementos críticos gera o
indicador de velocidade de obra que
compara o que estava projetado com o
realizado
=1, a velocidade é a prevista,
<1 , está atrasada
47
Exemplo de ponderação
Item
estrutura de concreto
alvenarias
Quant. Unid.
900
m³
3000
m²
valor orçado
peso prazo - dias peso
R$ 90.000,00 60%
40
40%
R$ 60.000,00 40%
60
60%
R$ 150.000,00
100
simulação - 20º dia
realizado previsto
estrutura de concreto
500
450
alvenarias
500
1000
velocidade ponderada (prazo)
velocidade ponderada (custo)
velocidade
1,11
0,50
0,87
0,74
% realiz.
56%
17%
Os itens de avaliação de andamento variam
conforme as características de cada obra, seu
caminho crítico e as prioridades definidas.
48
Caso da Universidade Rural - RJ
• Licitação de projeto básico –
14 prédios, sendo 12 similares.
• Análise de alternativas de
solução e otimização de
projeto
• Alternativas consideradas:
– Proposta de projeto:
construção convencional
– Alvenaria estrutural
– Alvenaria e estrutura
modular
49
Análise Preliminar de Custos
Alternativa 0: convencional
Formas/ escoramento
Concreto c/armação etc
alvenarias 19 cm
alvenarias 13 cm
m²
m³
m²
m²
Alternativa 1: alvenaria estrutural
22% a
alvenarias de 14 cm
m²
menos
alvenarias de 19 cm
m²
Grout / armação
m³
custo unitário custo total
557,34
26,42
14724,92
41,41
319,38
13225,53
954,91
33,07
31579,02
97,8
31,09
3040,89
Custo total R$
62.570,36
97,8
884,18
54,2
Alternativa 2: alv. Modular e estrutura simplificada
Formas
m2
436,53
Concreto c/armação etc
m³
41,41
alvenarias bloco concreto não estrutural
m²
19 cm 884,18
alvenarias bloco concreto não estrutural
m²
9 cm
97,8
58,33
7% a 69,18
menos254,06
Custo total R$
5704,33
61170,69
13770,05
80.645,07
26,42
319,38
34,25
24,09
Custo total R$
13225,53
30285,64
2356,00
55.044,29
12% a
11533,12menos
50
Outros benefícios
• Redução de volume de
aterro através da análise de
implantação e eliminação de
laje sobre aterro, de 54.000
m³para 6.000m³.(-89%!)
• Menor prazo de obra, pois o
sistema construtivos é mais
simples;
• Resolução antecipada de
conflitos ( estrutura vs
esquadrias, por exemplo).
Uma obra mais sustentável!
51
Pesquisa sobre riscos associados à
ABNT NBR 15575
Requisitos
Segurança estrutural
Segurança contra o fogo
Segurança no uso e na operação
Estanqueidade
Desempenho térmico
Desempenho acústico
Desempenho lumínico
Saúde, higiene e qualidade do ar
Funcionalidade e acessibilidade
Conforto tátil e antropodinâmico
Durabilidade
Manutenibilidade
Impacto ambiental
a) Possibilidade de ocorrência
de não conformidade
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
√
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
b) Severidade dos danos em
caso de não conformidade
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Proposta de criação de um fórum
para discussão da tecnologia, troca
de experiências e
acompanhamento do processo
normativo.
52
GT BIM no SINDUSCON-RIO
53