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AULA 3 FERRAMENTAS BIM EM GESTÃO DE PROJETOS Prof. Norimar Ferraro 2 INTRODUÇÃO Nesta aula iremos nos aprofundar em aspectos mais específicos do BIM, que se relacionam aos objetos e informações que são trabalhados nas ferramentas, bem como particularidades dos softwares BIM e a maneira como se integram e permitem o trabalho colaborativo. TEMA 1 – TIPOS DE OBJETOS BIM Nos sistemas CAD, haviam determinados elementos de desenho denominados “blocos”, que eram conjuntos de informações geométricas, compostos de agrupamentos de linhas e outros elementos de desenho. Nesses sistemas, essas eram as informações possíveis de serem combinadas a um objeto de desenho. A revolução dos sistemas BIM foi justamente extrapolar a limitação dos sistemas CAD, em relações à sua geometria apenas, e poder integrar outras informações que pudessem ser manipuladas de outras formas, até mesmo em base de dados externas ao software. As informações são a base do BIM, podem se referir às informações 3D e 2D do objeto, mas também aos materiais, valores UV, marca, códigos, etc. Figura 1 – Segundo a Câmara Brasileira da Indústria da Construção, somente 20% das informações do objeto BIM se referem à geometria e propriedades matérias do objeto GEOMETRIA 3D 20% MATERIAS E TEXTURAS PROJEÇÕES BIDIMENSIONAIS (2D) MARCA 80% DADOS UV INFORMAÇÃO DO PRODUTO EMISSÃO CO2 PARÂMETROS CONFIGURÁVEIS LOGÍSTICA CARACTERÍSTICAS E COMPORTAMENTOS CÓDIGO SKU (NO. DO PRODUTO) URL'S (LINKS) Fonte: Elaborado pelo autor. 3 Mesmo em relação apenas à sua geometria, as informações contidas nos objetos BIM vão muito além do que possuíam nos blocos CAD. Além de suas medidas geométricas, ponto de inserção e precisão, elas possuem informações como graus ou níveis de detalhamento (LOD), que veremos no tema seguinte, conexão com outros objetos e propriedades dos materiais. Em relação às informações paramétricas, os parâmetros e regras que eles possuem permitem variações de dimensões, restrições e vínculos, bem como adaptação ou reação a outros objetos, quando o software identifica as interferências. Os objetos BIM possuem também informações relativas às suas especificações, que permitem a análise e a manipulação em outros softwares, por exemplo, parâmetro de custos, variáveis em relação às suas propriedades físicas para serem utilizados em análises e simulações (por exemplo, nos cálculos de iluminação). É preciso também que os objetos BIM sejam capazes de ser representados na documentação 2D, e assim eles devem possuir informações adicionais além da mera projeção de sua geometria 3D. Em relação à sua parametricidade, os objetos BIM também podem ser classificados como fixos, semiparamétricos ou paramétricos. Como os termos sugerem, alguns não podem ser manipulados em seus parâmetros (como dimensões, por exemplo), e outros podem ser parcialmente ou totalmente manipuláveis. Figura 2 – Um objeto BIM de um vaso sanitário. Possui informações geométricas tridimensionais, com a indicação dos pontos de conexão de água e esgoto, regras para como devem ser colocados em paredes, bem como a representação 2D em planta baixa no exemplo 4 Fonte: Elaborado pelo autor. Figura 3 – A figura mostra as informações adicionais do vaso sanitário da figura 2, onde se pode ver a marca, o modelo e o fabricante, os raios das tubulações de água e esgoto para conexões, site do fabricante, códigos e outras especificações, inclusive as normas atendidas 5 Fonte: Elaborado pelo autor. TEMA 2 – COMPREENSÃO DOS NÍVEIS DE DESENVOLVIMENTO DOS OBJETOS (LOD) O modelo virtual BIM não é o mesmo nas diferentes fases do ciclo de vida das edificações. Na verdade, ele irá crescendo em complexidade à medida que se aproxima da construção e conclusão da obra. Isso ocorre porque o desenvolvimento de projeto e construção é um processo de tomada de decisões, que só ocorrem com a sucessão de análises e reflexões, que conduzem ao objeto edificado. Dessa forma, nas fases iniciais, o modelo BIM é mais simplificado e ficará mais complexo nas fases posteriores. Assim, criou-se uma classificação dos modelos BIM em relação ao seu nível de complexidade, que inicialmente se denominou nível de detalhamento, ou seja, a quantidade de detalhes incluídos nos modelos. Posteriormente, e hoje prefere-se utilizar o termo nível de desenvolvimento (LOD), que indica o nível de confiança que os usuários podem ter nas informações incorporadas ao modelo. Nas fases iniciais, geralmente se trabalha com objetos e modelos mais genéricos, que irão se tornando cada vez mais específicos. É preciso então que se possa identificar o nível de desenvolvimento do modelo, para que os usuários, que trabalham em um ambiente colaborativo, possam saber o que e de que forma foi estudado e definido com precisão no modelo. Dessa forma, o LOD (nível de desenvolvimento) tem como objetivo servir de referência à equipe sobre o que foi claramente definido, demonstrando o nível de confiabilidade do modelo, bem como servindo de padrão para contratos e trabalhos em BIM. O LOD tem uma classificação numérica de 100 a 500, com intervalo de 100, com algumas variações, conforme o país. No Brasil, podemos utilizar a seguinte ordem: 6 Figura 4 – LOD 100 Fonte: Who is Danny/Shutterstock. • LOD 100: corresponde a um modelo básico conceitual das primeiras fases do projeto arquitetônico. Permite alguns cálculos de custos por valor baseado em metragem quadrada, análises de implantação e partido arquitetônico. Informações não geométricas, ou seja, de parâmetros ou regras estão praticamente ausentes. Equivale ao estudo de viabilidade ou preliminar. Figura 5 – LOD 200 Fonte: Givina/Shutterstock. 7 • LOD 200: ainda é um modelo genérico, porém pode conter objetos com mais informações de quantidades, tamanhos, sistemas construtivos, e estimativas de custos agora baseadas em quantidades e tipos de elementos. Também permite definir as etapas de construção da edificação. Informações não gráficas já podem ser incorporadas ao modelo. No Brasil, corresponderia ao anteprojeto. Figura 6 – LOD 300 Fonte: JL661227/Shutterstock. • LOD 300: é o modelo que corresponde à construção de forma geral e permite gerar a documentação tradicional para a construção e contratação. Análises e simulações podem ser feitas de modo genérico. A estimativa de custos pode ser orçada por meio de quantitativos mais precisos e base de dados e custos genéricos. Equivale ao projeto legal no Brasil. • LOD 350: encontra-se também essa classificação em alguns autores, a qual teria como base o modelo LOD 300, porém com a interação e interface com outros sistemas da edificação. O modelo virtual deve facilitar melhores avaliações em relação aos sistemas construtivos, métodos de construção e prazos. Corresponderia no Brasil a um projeto básico para a obra. Figura 7 – LOD 400 8 Fonte: Krauchanka Henadz/Shutterstock. • LOD 400: o modelo virtual corresponde à edificação construída, por meio de representações ou bibliotecas de fornecedores. As estimativas de custos podem ser feitas com base em valores de venda. A obra pode ser claramente planejada em suas fases, propiciando o estudo da montagem, fabricação e instalação dos elementos construtivos e o canteiro de obras. Seria, no Brasil, o correspondente ao projeto executivo. Figura 8 – LOD 500 Fonte: Mike Mareen/Shutterstock. • LOD 500: corresponde ao que exatamente foi construído na obra (modelo “as built”), e que servirá para a gestão e manutenção da edificação. 9 Deve-se observar também que, durante o desenvolvimento do projeto, alguns elementos construtivos ou sistemas prediais podem ter LOD em diferentes estágios. TEMA 3 – O TRABALHO COLABORATIVO EM BIM (COMPLEMENTAÇÃO) Projetar e construir sempreforam tarefas coletivas. Como já sabemos, historicamente não se faz arquitetura e construção de forma isolada, e a troca de informações é condição fundamental para a realização de uma boa construção. Antes da criação da tecnologia BIM, nos sistemas CAD, o trabalho colaborativo era realizado pela troca de arquivos de documentação (projetos). Com base no trabalho do arquiteto, os demais projetistas das diferentes disciplinas desenvolvem seus próprios projetos, e a troca de informações geralmente é feita por meio de e-mails ou de reuniões de coordenação, documentadas em atas. Na etapa da construção, o mesmo ocorre entre o construtor e os projetistas, que eventualmente revisam seus projetos e fazem as devidas correções ou atualizações Figura 9 – O trabalho colaborativo é fundamental. Com o BIM, as reuniões de trabalho continuarão a existir, porém, o trabalho integrado também ocorrerá de forma intensa entre as reuniões Fonte: Rawpixel.com/Shutterstock. Para que uma integração produtiva da equipe de trabalho ocorra, é necessário, entretanto, que haja uma organização diferenciada das equipes de 10 trabalhos. É necessário que se definam regras, responsabilidades e limites de atuação, para que se possa garantir um trabalho harmonioso. Podemos classificar alguns grupos de regras e especificações que são necessárias, antes do início do trabalho ou implementação BIM em uma empresa, de maneira a se viabilizar o trabalho: • Planejamento de implementação BIM: é crucial para o sucesso do trabalho fazer a definição do escopo do trabalho, sua abrangência e as responsabilidades. Compreende-se aqui determinar qual fase do ciclo de vida da edificação o modelo BIM irá abranger. Também é necessário determinar as equipes de trabalhos, entendendo o nível de experiência em BIM dos envolvidos, e determinar papéis e responsabilidades aos membros da equipe. É preciso, ademais, determinar-se, de antemão, qual nível de desenvolvimento BIM (LOD) deverá ser alcançado pela equipe, definindo- se de forma clara o que será preciso obter na forma de objetos, bibliotecas, especificações etc.; • Gestão do projeto BIM: refere-se à maneira pela qual o processo de trabalho do projeto BIM será gerenciado. É necessária a contratação de um gerente BIM, que irá controlar o andamento do trabalho, o fluxo das informações e irá elaborar um manual de entrega, que definirá o que cada membro da equipe irá entregar e a que nível de desenvolvimento; • Infraestrutura de implementação do projeto BIM: é necessário que se defina de antemão os softwares necessários para o projeto, bem como a infraestrutura física de hardware e rede. Também se determina a forma como os dados irão ser armazenados, transmitidos (nuvem, rede etc.) e controlados (segurança). Para o bom andamento do trabalho, também é necessário garantir o suporte técnico para software e hardware; • Especificações técnicas: refere-se às informações do modelo BIM, quanto à sua classificação, templates, formatos de arquivos, nível de desenvolvimento (LOD), prazos de entrega e metas a serem atingidas nas etapas; • Aspectos legais do projeto: define-se as modalidades e regimes de contratação, propriedade intelectual dos modelos e responsabilidades civis e legais . 11 Saiba mais Um template é um modelo a ser seguido, com uma estrutura predefinida que facilita o desenvolvimento e criação do conteúdo com base em algo construído a priori. Um dos pontos que pode causar alguma barreira ao uso do BIM é o compartilhamento de bibliotecas e modelos. Para que haja um trabalho realmente colaborativo, é necessário que os modelos sejam compartilhados. Com isso, aqueles objetos e famílias que foram desenvolvidos dentro das empresas, de alguma forma serão compartilhados. Essa é uma questão que as empresas e os profissionais devem refletir antes de iniciarem o trabalho colaborativo, para que não haja algum problema maior durante o desenvolvimento do trabalho. Entretanto, pelo que se percebe na atualidade, a comunidade BIM encara o compartilhamento de seus próprios objetos e modelos como algo natural e necessário, numa mudança de paradigma em relação aos antigos sistemas CAD. TEMA 4 – INTEROPERABILIDADE E CONCEITO IFC Obviamente, nem todos os profissionais irão utilizar uma única plataforma e ferramenta BIM. É preciso que, de alguma forma, os softwares consigam se comunicar entre si, compartilhando informações que sejam reconhecidas e padronizadas. Este é o conceito da interoperabilidade. É a capacidade de diferentes softwares e plataformas de trocar e compreender informações. Considerando que os sistemas BIM trabalham com modelos virtuais e objetos que representam os sistemas construtivos, é fundamental que os softwares possuam a capacidade de exportar e importar arquivos em formatos que carreguem tais informações. Por exemplo, um objeto ou família que represente uma parede em um determinado software deverão ser lidos e interpretados como uma parede em outro software. Dessa necessidade nasceu o conceito IFC (Industry Foundation Classes), que é um formato neutro de arquivo, que busca padronizar as informações nos sistemas BIM. Ele foi criado por uma associação internacional chamada BuildingSMART (conhecida também como IAI – International Alliance for Interoperability). O IFC é um formato livre e aberto aos desenvolvedores de softwares BIM, tem sido ajustado para se adaptar à tecnologia, como também tem sido exigido 12 como padrão em alguns países. Ele contém informações não só de arquitetura, porém de todas as diferentes disciplinas envolvidas (estrutura, hidráulica, elétrica etc.). O formato IFC chega a um nível de sofisticação que permite identificar em um modelo suas várias versões, mostrando elementos apagados, modificados ou novos. Saiba mais BUILDING SMART. Disponível em: <http://www.buildingsmart-tech.org/>. Acesso em: 11 jun. 2019. Algumas empresas desenvolvedoras dos sistemas BIM também fornecem softwares de visualizações dos modelos IFC. Saiba mais A seguir, alguns exemplos de softwares de visualizações dos modelos IFC: 1. Tekla BIMsight: TRIMBLE. Tekla BIMsight evolves to the next level - Trimble Connect for Desktop. Trimble, S.d. Disponível em: <https://www.tekla.com/tekla-bimsight/>. Acesso em: 11 jun. 2019. 2. Solibri Model Viewer: SOLIBRI. Disponível em: <https://www.solibri.com/>. Acesso em: 11 jun. 2019. 3. DDS-CAD Viewer: DATA DESIGN SYSTEM – DDS. Disponível em: <http://www.dds-cad.net>. Acesso em: 11 jun. 2019. 4. IFC Engine Viewer: RDF. ICV Viewer. RDF, S.d. Disponível em: <http://ifcviewer.com/>. Acesso em: 11 jun. 2019. Outro formato de comunicação BIM importante a ser mencionado é o BCF (bim collaboration format). Ele permite a visualização de interferências entre os elementos e sistemas construtivos, sendo um padrão aberto de comunicação entre os softwares, atualmente desenvolvido também pela BuildingSMART. 13 Saiba mais Acesse o link a seguir e assista a um vídeo em que se demonstra o fluxo de trabalho com o auxílio do BCF: BIM Collaboration Format BCF explanation. Building Smart International, 28 nov. 2016. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=yrm5SrEfSvE>. Acesso em: 11 jun. 2019. Para encerrar o tema, ressaltamos outros formatos relevantes no que se refere à interoperabilidade: • OpenBIM, outro formato aberto, que muitos desenvolvedores BIM preferem optar pela utilização; • DWG, formato original do AutoCAD (Autodesk) e que tem servido de referência de comunicação entre os softwares CAD; • PDF, formato de impressão e visualização da ADOBE, também padrão nessa utilização; • DWF, também da Autodesk é um formato de informações 2D e 3D comprimido, que serve para transmissão através da web; • ODBC (Open Database Connectivity), concebido para fazer a conexão com bancos de dados externos,é de propriedade da Microsoft. • JPG, formato de imagens rasterizadas com compressão, comumente utilizado para fotografias e imagens renderizadas. TEMA 5 – OS SOFTWARES BIM Para que uma ferramenta se qualifique como BIM, é necessário que possua algumas características importantes. Como já sabemos, somente ter a capacidade de modelagem e visualização 3D não é condição suficiente para ser BIM. É necessário que, quando feita uma alteração no modelo, todos os desenhos e vistas gerados se atualizem automaticamente. Também deve possuir a capacidade de parametrização e produção de objetos paramétricos. Deve também, para ser BIM, possibilitar que o modelo virtual da edificação produzido seja compartilhado e elaborado na forma de trabalho colaborativo. Por fim, as ferramentas BIM devem propiciar o trabalho em todas as fases do ciclo de vida da edificação. 14 Normalmente, nesse último caso, a ferramenta pode ser composta de módulos ou aplicativos extras, ou a empresa desenvolvedora disponibiliza diversos aplicativos que são perfeitamente interoperáveis entre si. Alguns aplicativos, entretanto, como no caso dos bancos de dados e planilhas, operam somente nas fases que lhes são próprias para análises e estimativas. Podemos classificar os programas BIM dentre as seguintes dimensões, adotadas para referência ao ciclo de vida do empreendimento: • 3D: programas para a fase de projetos, tanto de arquitetura, estrutura como complementares (elétrico, hidráulico, etc.). Para arquitetura e urbanismo: 1. Autodesk Revit Architecture; 2. Graphisoft Archicad; 3. Nemetschek Allplan Architecture; 4. Gehry Tecnologies – Digital Project Designer; 5. Nemetschek Vectorworks Architect. Para estruturas: 1. Autodesk Revit Structure; 2. Bentley Structural Modeler; 3. Bentley RAM, STAAD and ProSteel; 4. Tekla Structures. Para projetos complementares: 1. Autodesk Revit MEP; 2. Bentley Hevacomp Mechanical Designer; 3. Gehry Tecnologies – Digital Project MEP systems routing. • 4D/5D: programas para a fase de construção, compreendendo o planejamento da obra e custos: 1. Autodesk Navisworks; 2. Solibri Model Checker; 3. Vico Office Suite; 4. Bentley construcSim. • 6D: programas relacionados às análises de sustentabilidade (energética, iluminação, etc.): 15 1. Autodesk Ecotect Analysis; 2. Autodesk Green Building studio; 3. Ghaphisoft EcoDesigner; 4. Bentley Tas simulator e Hevacomp. • 7D: programas relacionados à fase pós-obra, como manutenção, renovação, etc. (facilities management): 1. Bentley Facilities; 2. Fm: Systems e FM:Interact; 3. Vintocon ArchiFM (para Archicad). No Brasil, as ferramentas BIM mais conhecidas e líderes do mercado são o Revit, da empresa Autodesk, e o software Archicad, da empresa Nemetschek. O Revit, foi introduzido ao mercado em 2002, após ser adquirido de uma empresa menor, e é composto de vários produtos em uma mesma ferramenta – inclui o Revit Architecture, Revit Structure (sem fazer os cálculos estruturais) e o Revit MEP, onde podem ser desenvolvidos os projetos complementares. Também possui uma interface gbXML para simulação de análise de energia e cargas, bem como interface para análise de cargas. Permite também a importação de modelos e desenhos provenientes de outros programas 3D, como Sketchup e Rhino, e 2D, dos programas Autocad e Microstation. Uma interessante ferramenta que se integra ao Revit é o FormIt, da Autodesk, que possibilita modelagem rápida e conceitual, análises climáticas e integração com Google Maps, Sketchup e a linguagem Dynamo. Saiba mais Acesse o link a seguir e assista a um vídeo de demonstração do programa FormIt, para modelagem conceitual. FORMIT 360 for iPad Pro and Apple Pencil. Formit, 28 mar. 2016. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=Ce5LFy5KxN8&feature=youtu.be>. Acesso em: 11 jun. 2019. O Revit possui como ponto forte sua preferência no mercado, o que o torna interessante pela facilidade de intercâmbio de arquivos, e uma vasta biblioteca de arquivos e templates disponíveis. Como pontos fracos, é compatível com o sistema iOS, somente através da emulação do Windows, e, por trabalhar com 16 arquivos na memória do computador, isso o tornaria mais lento para projetos maiores. O Archicad é a ferramenta BIM mais antiga, disponível desde 1980, da empresa Graphisoft de origem húngara, que foi comprada pela Nemetschek, grande empresa alemã de softwares para arquitetura. Considera-se que sua interface é mais intuitiva e fácil de usar, como também possui uma vasta biblioteca de objetos disponíveis. Sua capacidade de integração com modeladores 3D, como o Maxon e Skecthup, é muito boa. Exportações para análises e bancos de dados também se apresentam de forma suficiente. Como ponto fraco, afirma-se que tem certa limitação na capacidade de modelagem paramétrica e operações booleanas. Trabalha de igual forma que o Revit, com arquivos na memória do computador, mas consegue repartir os arquivos em módulos para que se possa gerenciar projetos maiores. Saiba mais Acesse o link a seguir para assistir a um vídeo do Archicad, demonstrando a capacidade de modelagem de fachadas cortina e interface intuitiva. ARCHICAD 22 - Curtain Wall – Overview. Archicad, 2 maio 2018. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=WStsHtOFWX8>. Acesso em: 11 jun. 2019. FINALIZANDO Esta aula nos trouxe uma visão geral dos objetos BIM com mais profundidade. Pudemos compreender os níveis de desenvolvimento dos objetos e aprofundar o conceito de trabalho colaborativo. Também abordamos os softwares BIM e sua capacidade de comunicação entre si. 17 REFERÊNCIAS CÂMARA BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO. Implementação BIM – Partes 1 a 5: Implementação do BIM para Construtoras e Incorporadoras. Brasília: CBIC, 2016 CAMPOS NETTO, C. Autodesk Revit Architecture 2016: conceitos e aplicações. São Paulo: Érica, 2016. EASTMAN, C; SACKS, R. A guide to building information modeling for owners, managers, engineers and contractors. Hoboken, N.J.: John Wiley and Sons Inc., 2011. MANZIONE, L. Proposição de uma estrutura conceitual de gestão de processo de projeto colaborativo com o uso de BIM. Tese (Doutorado em engenharia) – Universidade de São Paulo. São Paulo, 2013. Disponível em: <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-08072014- 124306/publico/TESE_LEONARDO_MANZIONE.pdf>. Acesso em: 11 jun. 2019. THE FUTURE of BIM Will Not Be BIM—and It's Coming Faster than You Think, Autodesk University, 23 nov. 2016. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=xq6yKyauu-o>. Acesso em: 11 jun. 2019.
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