تصميم وإدارة مبنى سكني باستخدام تقنية البيم (BIM)
مشروع تخرج هندسة مدني
عمل المهندسات : أسيل عبد اللطيف – مرح المقيد – هديل أبو صلاح – هيلانة زيارة – ياسمين أبو مدللة
اشراف د. م. نبيل ابراهيم الصوالحي- الجامعة الإسلامية بغزة
أسيل عبد اللطيف
مرح المقيد
إنه لشرفٌ عظيم أن كنا من السبّاقين في هذا المجال في الوطن العربي، ولا شك أنه سيصبح واقع المهندسين وفرضاً عليهم خلال سنوات قليلة مقبلة كما الأتوكاد الآن، حيث سيتم العمل الهندسي جميعه بكافة تخصصاته تحت إطار برنامج واحد معمارياً وانشائياً، كهربائياً وميكانيكياً. بدءاً من مرحلة التخطيط إلى التصميم والتنفيذ والصيانة .
نأمل أن يكون ما سنسرده عن مشروعنا هنا في هذه المجلة دليل ومرجع لأي مهندس يريد أن يخوض في مجال البيم .
قبل كل شيء وإيضاحاً للبيم الذي هو بمفهومه البسيط تقنية ونمط هندسي شامل وليس برنامج كما يظنه المعظم، حيث أن هناك عدداً لا بأس به من البرامج الهندسية التي من الممكن لها أن تطبق هذه التقنية والتي نتاجها مبنى ثلاثي الأبعاد منمذج بكل عنصر، إنشائي معماري كهربائي ميكانيكي حيث هذا المبنى في البرنامج المستخدم لهذه التقنية ليس كأي مبنى في أي برنامج غير تابع للبيم ، خاصة من برامج العمارة الموفرة لشكل ثلاثي الأبعاد للمباني ؛ فالاختلاف في البرنامج المستخدم في البيم ولنفرض الريفت (Revit) الذي تم استخدامه في مشروعنا مثلاً يكون المبنى فيه ثلاثي الأبعاد ليس مجرد شكل و مظهر فقط وإنما مبنى منمذج أكثر ذكاء، حيث أن الشكل ثلاثي الأبعاد في البيم هو مبنى في حين في غيره من البرامج مجرد شكل أي أننا لو قمنا بالتأشير بالفأرة على أي عنصر من المبنى يتم التعرف عليه بكافة خصائصه من الاسم الانشائي والمادة المستخدمة في بنائه وأبعاده وحجمه وموقعه وتسليحه وتكلفته وغيرها من الخصائص، وعلى سبيل المثال في مخطط القواعد في البيم يتعرف على القاعدة على أنها عنصر إنشائي تسمى قاعدة (footing) لها خصائصها كاملة، أما في البرامج الأخرى مثل الأتوكاد فإن في مخطط القواعد فالقاعدة عبارة عن مستطيل وخطوط لا تحمل أي معنى في إطار البرنامج .
وتكمن الفائدة العظمى في البيم أنه يظهر التعارضات (clashes) بين التخصصات المختلفة في المبنى قبل تنفيذه على أرض الواقع مما يقلل من التكاليف والخسائر، على عكس ما هو متعارف عليه أنه في الغالب يتم اكتشاف التعارضات في المباني خلال مرحلة التنفيذ أو بعدها، وعلى سبيل المثال يُظهِر البرنامج التداخلات ما بين خطوط الصرف الصحي والأحزمة إن وُجِدت.
كما أنه من السهل جداً عمل مخططات تنفيذية (shop Drawings) لأي عنصر في المبنى في أي وقت، تحديداً بمرحلة التنفيذ وما قبلها ، خاصة إذا كان العنصر مبهماً في تصميمه أو شكله وذلك بأخذ مقاطع عدة باختلاف أماكن القص لإظهار التفاصيل ولا يستغرق الأمر إلا مدة دقيقة واحدة ما يفضَ الكثير من الخلاف ويجنّب من الوقوع في أخطاء جسيمة كانت ستحدث نتيجة الإبهام وعدم الوضوح للمخططات .
ولأننا قمنا بتطبيق التقنية على مبنى سكني مسبق التصميم على الأتوكاد فقمنا بربط الأتوكاد بالريفت وهذه ستكون الانطلاقة لكافة المهندسين للبيم فلا شيء يبدأ من الصفر وأن أغلب التصميمات الانشائية موجودة على برامج الكاد إلى أن يصبح البيم أمراً مألوفاً وواقعاً في النطاق الهندسي فيتم التصميم من البداية على برامجه بدل الكاد وغيره من البرامج المستخدمة في التصميم .
والخطوات التالية توضح أهم مراحل نمذجة مبنى سكني وإنشاء جدولة زمنية :
أولا على برنامج الريفيت
1- تحديد مناسيب المبنى (Levels) بدءاً من منسوب الحفر والقواعد ومنسوب الطابق الأرضي إلى منسوب كل طابق إلى آخر منسوب في المبنى وتسمية المناسيب .
(المناسيب)
2- ربط الريفت بالاوتوكاد وذلك بتصدير مخطط الأعمدة والقواعد الموجود في الأوتوكاد إلى الريفت بالتحديد في منسوب القواعد وتثبيت المخطط .
3- تعريف جميع عناصر المبنى الإنشائية من أحزمة و قواعد وأعمدة بأبعاد كل عنصر وتسميتها ليسهل الرسم .
4- رسم رقبات الأعمدة في منسوب القواعد وذلك فوق مخطط الأوتوكاد الذي قمنا باستيراده الى الريفيت وتثبيته كما ذكر في خطوة 2 واختيار مقاطع الأعمدة التي قمنا بتعريفها في خطوة 3 ورسم كل عمود في مكانه حسب نوعه بحيث يتطابق مقطع العمود المعرف على الريفت بمخطط الكاد بنفس المقاييس والحجم وتحديد المنسوب في قائمة الخصائص للرقبات من منسوب الحفر للقواعد للمنسوب الأرضي .
5- بعد الانتهاء من شبكة الأعمدة (grids) يتم رسم القواعد التي تم تعريفها فوق الأعمدة الموجودة على المخطط في منسوب القواعد .
6- ولاختلاف سماكة القواعد سيتشكل اختلاف بسيط بين المناسيب من أسفل القواعد حيث أنها ليست على نفس المستوى فيتم تزويد فرق الارتفاع بين سماكات القواعد الى جميع رقبات الأعمدة المتصلة بالقواعد عدا رقبات الأعمدة المتصلة بأكبر سماكة قواعد وهنا جميع القواعد تكون بنفس المستوى
7- رسم الأحزمة الأرضية المعرفة على الريفت مسبقاً بين رقبات الأعمدة في منسوب الأرضي كما هي متواجدة في أماكنها فوق مخطط الاوتوكاد .
8- استيراد مخطط الأعمدة للطابق الأول ورسم الأعمدة في أماكنها كما هو الحال في رقاب الأعمدة وتحديد منسوبها من الأرضي إلى الأول .
9- رسم الأحزمة في الطابق الأول ورسم السقف سواء كان بلاطة مصمتة (solid slab) أو حجر ريب (ribbed slab) وكلٌ له طريقته في الرسم .
10- إظهار المبنى على شكل (3D) فيتم نسخ الطابق الأول من أعمدة وأحزمة وسقف وتكراره بعدد الطوابق المتكررة في المبنى.
(شكل ثلاثي الأبعاد للمبنى)
11-رسم السلالم في الطابق الأرضي فوق مخطط الأوتوكاد الموجود بنفس عدد السلالم .
12- تكرار السلالم بعدد الطوابق و هكذا نحصل على مبنى منمذج من خرسانة .
13- تسليح كل عنصر في المبنى كما هو موضح في التصميم .
14- حساب كميات المبنى لكل عنصر إنشائي ويتم تحديد الأعمدة المراد إظهارها في جداول الكميات مثل الحجم السعر النوع الاسم وغيرها فبذلك نحصل على جدول كميات دقيق للمبنى لكل عنصر انشائي يتضمن جدول كميات للأعمدة و للأحزمة والقواعد والأسقف والسلالم.
15- أخد مقاطع (sections) لعدد من العناصر الانشائية في المبنى.
(مقاطع للعناصر الإنشائية في الريفت)
16-عمل فيديو على الريفيت لمحاكاة الواقع للمبنى بدخوله والتجول داخله والطيران حوله.
ثانيا برنامج الNavisworks
17- ولعمل جدولة زمنية ومحاكاة لطريقة البناء للمبنى متزامنة مع الجدول الزمني يتم تصدير المبنى من الريفت إلى برنامج النافس وورك Navisworks وهما برنامجان متكاملان بحيث لو تم تعديل في الريفت يقابله تعديل في النافس وررك إذا أردنا.
18- يتم تحديد العناصر في كل منسوب في النافس وورك وحفظ التحديد وإعادة تسميته بدءاً من المدة الأرضية والقواعد الى آخر عنصر إنشائي في المبنى .
19-يتم تحديد الفترة الزمنية لبناء كل مرحلة وكانت الفترة الزمنية بناء على جدول انتاجية لفرقتين عمالية.
20- عمل فيديو ليحاكي البناء متزامناً مع الفترة الزمنية وذلك بأخذ لقطات عدة للمبنى في النافس وربطه بالمحاكاة .
21- تصدير الفيديو خارج البرنامج .