40

3.5 Aplicação do BIM

A indústria da Construção civil, mais precisamente a área de AEC – Arquitetura,

Engenharia e Construção são consideradas ineficientes e cheias de desperdícios, e

ainda agravada por fatores tais como:

- Designers e construtores adotam novas tecnologias lentamente;

- Práticas antiquadas e desacreditadas;

- Produtividade em AEC declinou apesar dos ganhos de manufatura.

Os computadores são pouco utilizados nas fases da construção e quando são

utilizados:

- utiliza-se CAD 2D, simulando o desenho em prancheta;

- não há esforço para melhorar práticas e padrões.

Deseja-se:

- o uso do CAD 3D e tecnologias WEB;

- integração de ferramentas WEB com o processo de projeto, construção e

documentação.

Com o BIM:

- adotar práticas e ferramentas 3D em sua totalidade;

- modificar todo o processo da construção interferindo até na fabricação;

- banco de dados e informações confiáveis no ciclo de vida da edificação.

41

Pré-requisitos do BIM:

a) DIGITAL – permite simulações no projeto e na construção, não é uma mera

representação gráfica;

b) ESPACIAL – três dimensões para representar todos os componentes da

edificação, permitindo simulações e processos complexos;

c) COMENSURÁVEL – Dimensões, quantidades e totalização;

d) COMPREENSÍVEL – Propósito do design, aspectos de desempenho dos

sistemas da edificação, construtibilidade no espaço e tempo, composição de

custos;

e) ACESSO – de toda a equipe AEC, proprietários e usuários, interoperabilidade

entre as plataformas de hardware e software, simples e interface intuitiva

possibilitando uma gama de representações e mídias para visualização dos

dados;

f) DURÁVEL – Projeto e planejamento, fabricação e construção, operação e

manutenção.

Poucas são as empresas que seguem os seis itens considerados essenciais para a

mudança de paradigma na indústria da construção. Esses critérios foram

apresentados no Web3D 2007 Symposium, de 15 a 18 de Abril de 2007,

Universidade de Perugia, Umbria, Itália.

42

O BIM utiliza:

3.5.1 Visualização de todo o Projeto

Utilizado por designers e construtores para comunicação do foco do projeto:

- Dentro da equipe de projeto;

- Para proprietários e usuários finais;

- Para divulgação.

A visualização do projeto é histórica, desde o papel, quadros com pinturas, maquetes

e mais recentemente por simulações digitais em computador que permitem “andar”

pela edificação.

Hoje, técnicas como a projeção estereoscópica entra na realidade virtual, ou seja, por

meio de óculos e luvas especiais, tem-se a sensação de estar efetivamente “dentro”

do projeto.

Figura 3.12 Edifício Vitality comercializado pela Lopes. Acesso em 2/12/2008, disponível em; http://www.lopes.com.br/ficha-imovel-lancamento/lps/klabin-segall-s-a/sp/sao-paulo/leste/vila-prudente/apartamento/vitality/255 Figura 3.13

Realidade virtual Acesso em 2/12/2008, disponível em: http://www.barco.com/VirtualReality/en/stereoscopic/passive.asp

43

3.5.2 Projeto Assistido e Inspeção

- Análise e testes de métodos e processos;

- Garantia de construção de acordo com o planejamento e os custos;

- Erros na omissão da documentação de projeto – no BIM não ocorre;

- Alternativas, preservando o propósito do projeto.

Fornecedores devem estabelecer regras de colocação e inspeção de seus produtos

e serviços, de forma a preservar a qualidade de todo o empreendimento.

A documentação do projeto não é constituída apenas por desenhos e memoriais

descritivos, deverá incluir também manuais de instalação, ensaios necessários e

folhas de medição e inspeção após o término do serviço.

A qualidade do empreendimento como um todo é proporcional a qualidade de cada

item nele inserido.

Figura 3.14 Metrô Vila Sônia, ensaios de estanqueidade da caixilharia Acesso em 3/12/2008, disponível em: http://www.arcoweb.com.br/tecnologia/tecnologia84.asp

44

3.5.3 Planejamento do canteiro de obra e utilização do espaço

Toda a área do terreno que irá receber a edificação deverá ser utilizada obedecendo

a critérios de segurança, facilitando o trânsito em seu interior bem como no entorno e

divulgando previamente situações temporárias como perigo ou obstrução de via.

Construtora:

- facilidades propostas e existentes;

- acesso ao canteiro de obras;

- segurança e saídas de emergência;

- escavações;

- escoramento;

- Retirada de água;

- Guindastes e gruas;

- zonas de descarga de materiais.

Preocupação com o entorno:

- divulgação de situações perigosas ou incômodas;

- prevenir trabalhos subterrâneos sem segurança;

- manter o planejamento em dia.

Figura 3.15 Modelo de canteiro de obras feito no SketchUp Google armazém 3D

45

3.5.4 4D Planejamento e seqüência da construção

O projeto arquitetônico 3D deverá incluir a previsão de início e término de cada

atividade em forma de cronograma, possibilitando:

- visualizar o planejado;

- identificar falhas;

- otimizar o espaço do canteiro de obras;

- trocar operários que não se informam do planejamento.

O modelo 4D é assim denominado por incluir o modelo 3D e a 4ª dimensão: o tempo.

3.5.5 5D Estimativa de custos

A estimativa de custos, a 5ª dimensão, associada ao projeto interligado ao banco de

dados de custos de componentes e serviços. Permite:

- BIM mais estimativa de custos;

- modelo permite pesquisa de quantidade de material e componentes;

- quantidades ligadas direto ao banco de dados de custos;

- custos envolvidos em mudança de projeto podem ser identificados

imediatamente.

Rápida previsão de discrepâncias e despesas imprevistas.

Figura 3.16 Acesso em 3/12/2008, disponível em: HTTP://www.veja.abril.com.br

46

3.5.6 Integração de subcontratos e fornecedores

Os Subcontratados e fornecedores contribuem com detalhes no modelo:

- Dados do produto;

- Detalhes de fabricação;

- métodos de instalação;

- dados do modelo altamente detalhado.

Desse modo é possível prever treinamento, minimizando custos com perdas ou

instalações impróprias.

3.5.7 Coordenação dos sistemas

Como o BIM precisa de todos os dados, relativos ao planejamento e custos dos

componentes e serviços, muitas situações serão visualizadas ainda em projeto,

possibilitando alterações ou correções. Haverá:

- Detecção de discrepâncias: equipamento, fixações, tubulações, fiações,

conduítes, componentes estruturais, detalhes arquitetônicos;

- BIM checa uma gama de conflitos antes da instalação em campo;

- Redução de 80% das questões e conflitos em campo.

47

3.5.8 Layout e trabalhos de campo

O BIM permite a obtenção de qualquer desenho de apoio, conforme necessidades de

visualização:

- uso do modelo para assistência no layout;

- desenhos de apoio: extração de vistas ou cortes 2D, detalhados e

dimensionados, com qualidade e confiabilidade;

- vistoria automática: cotas e coordenadas norte e leste aplicadas diretamente

nos equipamentos de inspeção.

Agiliza investigação de problemas e/ou dúvidas de campo.

3.5.9 Pré-fabricação

Esta tendência ocorre cada vez mais em países desenvolvidos. A pré-fabricação visa

a qualidade e uniformidade dos materiais e componentes bem como a rapidez na

execução. O layout do canteiro de obra também é otimizado: planejamento de

entrega e colocação de itens pré-fabricados. São:

- elementos repetitivos;

- com menos conexões, trabalho e programação;

- maior qualidade e consistência.

Figuras 3.17, 3.18, 3.19 Nova geração de pré-fabricados Acesso em 3/12/2008, disponível em: http://www.arcoweb.com.br/tecnologia/tecnologia11.asp

48

3.5.10 Operação e manutenção

A operação e manutenção de uma edificação após sua entrega deverá ter acesso ao

BIM pois nele se encontram todas as informações necessárias a perfeita utilização e

manutenção das facilidades do edifício. Também deverá prever:

- A atualização do BIM durante a construção criando “as-built”;

- geometria ligada a texto e informações no equipamento e manuais de

manutenção;

- o modelo fica sendo referência para o gerenciamento da edificação.

O acesso aos manuais e procedimentos de operação e manutenção dos

componentes da edificação , também irão permitir o treinamento de pessoal incluso

neste tipo de atividade.

Fonte: Web3D 2007 Symposium, de 15 a 18 de Abril de 2007, Universidade de Perugia, Umbria Itália.

Figura 3.20 Operação e Manutenção de Edifícios. Acesso em 8/12/2008, disponível em: http://gw3-al.com.br

49

3.6 Projeto Colaborativo Digital

O projeto de uma edificação entra, atualmente, na fase da documentação da

construção (CD – Construction Documentation). Existe uma equipe de diferentes

disciplinas de projeto, trabalhando simultaneamente na concepção de uma edificação,

a partir da concepção inicial gerada pelo projeto arquitetônico. Empresas vão se

associando a outras, cada qual em sua área de eficácia, para atingir um único

objetivo: uma edificação de qualidade, eficiente e que preserve o meio ambiente,

construída durante o período planejado e com custos previstos.

Várias atividades correm paralelamente no planejamento. A partir do building model

gerado pelo arquiteto, o engenheiro de instalações e o de estruturas iniciarão seus

respectivos detalhamentos simultaneamente, enquanto por outro lado o proprietário

inicia a documentação necessária para a liberação da construção, estabelece

concorrências para cada item necessário, locação de equipamentos, sem esquecer a

estimativa de tempo e custos. Como esse volume de informação sendo gerado, é

necessário um sistema que atenda essa demanda com confiabilidade e rapidez. Se

levarmos em consideração que todas essas informações irão transitar pela internet,

teremos que nos preocupar com a segurança destes dados, a permissão de acesso

de cada um, bem como essa complexa comunicação que crescerá

exponencialmente.

50

Quadro 1- BIM multi-disciplinas no projeto colaborativo.

Autodesk e associados.

51

Soluções para o Gerenciamento de Projeto colaborativo (COM – Collaborative Project

Management) procuram melhorar a comunicação permitindo a distribuição da

informação orientada e confiável que vem do BIM, disponibilizando-a de forma

apropriada aos participantes no processo da edificação.

Apropriada, porque nem todos terão que acessar as mesmas informações com os

mesmos formatos. Se um grupo utiliza o REVIT para acessar o BIM, não

necessariamente todos deverão acessá-lo com o REVIT. Um arquivo DXF (data

Exchange file - AutoDESK) por exemplo, é uma forma de distribuir informação de um

projeto para qualquer pessoa que necessite ver, imprimir, ou acessar por qualquer

propósito – sem perda de informação e sem a necessidade de conhecer ou mesmo

ter disponível o software com o qual o BIM foi construído.

Essa característica é essencial nos dias de hoje já que nem todas as equipes que

fazem parte das atividades da edificação se encontram próximas.

Para que o BIM funcione perfeitamente é necessário INTEROPERABILIDADE.

52

“Interoperabilidade” – Interoperability

Definição

(computer science) the ability to exchange and use information (usually in

a large heterogeneous network made up of several local area networks);

(computação) habilidade de trocar e utilizar informações (geralmente em

grandes redes heterogêneas com várias redes locais (LAN‟s)). Em

português essa palavra é considerada um neologismo.

Ao se adotar a tecnologia BIM, utilizando softwares como o Revit, Bentley, ADT etc.,

a maior preocupação é com a troca de informações entre os participantes. Quanto

maior for a inteligência do modelo virtual, mais importantes se tornam os dados que

serão intercambiáveis entre todos os envolvidos. Desde a concepção, até após a

construção, na operação e manutenção da edificação, esses dados serão utilizados

por um grande número de pessoas. Ver quadro 2.

No passado, a troca de dados entre diferentes sistemas CAD era feita gravando-se

arquivos no formato .DXF (data Exchange file-Autodesk), essa era a forma usual de

troca de dados. Outra opção era o IGES (Initial Graphic Exchange Specification),

inicialmente, utilizado somente em sistemas CAD baseado em Workstation RISC.

53

Quadro 2 – Fatores que influenciam informações no banco de dados da Edificação.

Desenvolvido pela parceria buildingSmartalliance, NIBS e IAI para National BIM Standard. Deke Smith, para o Dr. Francois Grobler, Washington DC, 2007

54

Quadro 3 – Influências x custos Desenvolvido pela parceria buildingSmartalliance, NIBS e IAI para National BIM Standard. Deke Smith, para o Dr. Francois Grobler, Washington DC, 2007

55

Padrões de Interoperabilidade aberta

Com a globalização, empresas de várias partes do mundo se associam para

desenvolverem empreendimentos internacionais. A adoção do BIM em projeto

colaborativo internacional implica na criação de normas de trabalho a serem seguidas

de forma a compatibilizar informações. Esse “dicionário de projeto” pode ser traduzido

pela IFC e IFC-BIM. Organizações internacionais se uniram para criarem essas

padrões de informação: AIA, IAI, Erabuild, NBIMS estão trabalhando num dicionário

universal: o IFD – International Framework Dictionary, compatível com IFC.

São padrões de interoperabilidade aberta: IFC, IFC BIM, NBIMS, Omniclasses®, ISO,

BuildingSmart®.

Omniclass®

A OmniClass Construction Classification System (Omniclass ou OCCS) é um novo

sistema de classificação para a indústria da construção. É utilizado em muitas

aplicações, da organização, biblioteca de materiais, literatura de produtos e

informações de projeto, até prover uma estrutura de classificação para um banco de

dados eletrônico. Incorpora outros sistemas e um só como base para muitas de suas

tabelas: MasterFormat™ para resultados de trabalhos, Uniformar para elementos e

EPIC (Electronic Product Information Cooperation) para estrutura de produtos.

56

Características da OmniClass:

Sistema de classificação multifacetas.

Conjunto de tabelas inter relacionadas para classificar objetos que descrevem

ambientes construtivos de vários pontos de vista.

Entradas nas tabelas podem ser combinadas umas com as outras para

adicionar uma específica à classificação de um objeto.

IFC modelling / XML

Omniclass é constituído por 15 tabelas:

11 Entidades de Construção (por função)

12 Entidades de Construção (por forma)

13 Espaços (por função)

14 Espaços (por forma)

21 Elemento

22 Resultados de trabalho

23 Produtos

31 Estágios

32 Serviços

33 Disciplinas

34 Papel da organização

35 Auxílio aos Processos

41 Informação

42 Materiais

49 Propriedades

57

Exemplo: Tabela 11 – Entidades de construção por função

Definição: Significativa, unidades definidas do ambiente da construção constituída de

espaços inter-relacionados e caracterizados por função.

Sistemas herdados:

IBC, BOCA, UBC, e outras classificações de código de ocupação da

edificação;

ISO IS 12006-2:

Tabela 4.2 – Entidades da construção (por função ou atividade do usuário);

Tabela 4.6 – Edificações (construções complexas, entidades da construção e

espaços por função e atividade do usuário);

Uniclass Tabela D – Edificações.

Padrões ISO seguidos

Normas ISO desenvolvidas para construção e novas normas criadas para troca de

informações de projeto da construção civil:

ISO TC59/SC13/WG2 (1988)

ISO Technical Report 14177 (1994) Organization of Information about

Construction Works

ISO/IS 12006-2 Framework for Classification of Information

ISO/PAS 12006-3 Framework for Object-Oriented Information Exchange

58

Problemas com a Interoperabilidade

O que pode dificultar a interoperabilidade:

• Utilização do BIM em tempo real e interoperabilidade;

• Profissionais de AEC obcecados com a integridade dos dados;

• Inúmeros formatos de arquivos proprietário (desenvolvido para o proprietário).

Funções da International Alliance for Interoperability (IAI)

Building Smart Mission

IAI é uma aliança de organizações dedicadas a tornar real uma mudança coordenada

para aumentar a produtividade e eficiência na construção bem como facilitar o

gerenciamento da indústria (Building Smart). Seus membros se engajam em

programas da indústria nacional que objetam mudar a organização, o processo e a

tecnologia da indústria.

Organizações desta aliança são membros de CAPTERS (Clubes) regionais.

Atualmente, IAI tem Chapters servindo a Austrália, China, países de língua francesa e

alemã, Países Ibéricos, Itália, Japão, Coréia, America do Norte, Países nórdicos,

Singapura e Inglaterra.

59

Seus objetivos:

• Patrocinar missão “Building Smart”, coordenando:

Mudanças;

Aumento de produtividade;

Eficiência em AEC.

• Industry Foundation Classes (IFC e IFCxml)

Open source (fonte aberta);

Endossada pela ISO como especificação pública;

Suportada pela maioria de aplicações CAD/BIM.

• Proprietários esclarecidos estão pedindo interoperabilidade e IFC.

Nos EUA - US General Services Administration (GSA)

Responsável por todos os prédios públicos federais (Casa branca etc.)

Responsável pelo programa National BIM: IFC in 2007.

60

Troca de Informações / Mensagem

A troca de mensagem implica num conceito com significado, formato (norma STEP) e

informação a ser trocado através de um meio.

Quadro 4 – Interoperabilidade – mensagem

Desenvolvido pela parceria de buildingSmartalliance, NIBS e IAI para National BIM Standard.

Deke Smith, para o Dr. Francois Grobler, Washington DC, 2007

61

IFC – Industry Foundation Classes

“Virtual building pieces”

Quadro 5 – Item IFC Desenvolvido pela parceria de buildingSmartalliance, NIBS e IAI para National BIM Standard. Deke Smith, para o Dr. Francois Grobler, Washington DC, 2007

62

Como é utilizado o IFC:

• IFCs não são visualizáveis por usuários de software. Usuários devem saber

como trabalhar com IFC-BIM, ex. Saber como um determinado dado do projeto

deve ser montado. Esse conhecimento é um importante resultado para o

projeto.

• O dado IFC do modelo é utilizado pela indústria da tecnologia da informação e

desenvolvedores de software para implementar e desenvolver compatibilidade

de software, ferramentas e sistemas com IFC.

• Aplicações de software que suportam modelos IFC podem trocar e

compartilhar dados com outras aplicações que também suportam modelos IFC.

• O escopo de troca é definido por um “Model View”; uma subcategoria do

modelo IFC relevante para a troca. Ex: Um software de modelamento estrutural

trocando dados com um software de analise não necessita saber como trocar

dados sobre simulação de energia.

63

3.7 Benefícios do BIM

3.7.1 Antes da construção (proprietário)

Facilita o planejamento da edificação e estimativa de custos; aumenta a

qualidade e desempenho da edificação através de simulações e análise prévia.

3.7.2 Benefícios do Projeto:

- Visualização do projeto antecipada;

- Correção automática de todo o modelo quando um item é corrigido;

- Possibilidades de geração de desenhos 2D a qualquer momento em qualquer

vista conforme necessidade de visualização;

- Colaboração antecipada de múltiplas disciplinas;

- Estimativa de custos antecipada, durante o projeto;

- Melhoria na eficiência energética e sustentabilidade.

3.7.3 Benefícios na Construção e fabricação:

- Sincronizar projeto e planejamento da construção – 4D-CAD requer ligação

com objetos 3D do projeto, assim sendo é possível simular qualquer fase da

obra num dado tempo;

- “Clash Detection” Erros e omissões antes da construção, conflitos são

identificados antes de ocorrerem em campo;

64

- Reação rápida a mudanças no projeto ou de campo;

- O design model é utilizado para fabricação de componentes (shop model),

representação precisa dos objetos a serem fabricados ou construídos;

- Melhor implementação e técnicas de construção mais enxutas. Como o BIM

fornece um modelo preciso da edificação, a quantificação de material e o

planejamento também ficam precisos, no que se refere ao Just-in-time, ou

seja, material, mão-de-obra e equipamentos chegam à obra na data certa para

sua execução;

- Sincronização do sistema de compra de materiais e serviços.

3.7.4 Benefícios após a Construção

- Gerenciamento e operação da edificação são otimizados. O building model

traz uma série de informações gráficas e não gráficas disponíveis por toda vida

da edificação;

- Integração entre a operação e o gerenciamento de sistemas. Com o BIM,

toda a documentação técnica da edificação, gráfica ou não gráfica, que for

corretamente atualizada durante a construção, se torna uma ferramenta

poderosa para todas as atividades exercidas na edificação.

Referência: EASTMAN, Chuck. BIM Handbook, capítulo 1.6.

65

3.8 Softwares BIM

Todos os softwares de CAD tradicionais têm em seu contexto de AEC aplicações que

suportam BIM. Abaixo, encontra-se uma lista dos softwares que, atualmente,

dominam esse mercado.

Arquitetura

- ArchiCAD

- AutoCAD Architecture

- Revit Architecture 2008

- Gehry Digital Project

- Vectorworks Architect (Nemetschek)

- Bentley Architecture

- DDS-CAD House Partner

Estrutura

- Tekla Structures

- Bentley Structural

- Allplan (Nemetschek)

- StruCAD

- ScaleCAD

- ProSteel 3D

66

- Autodesk Revit Structure 2008

Sistemas - Building Services

Mecânico, HVAC

- Carrier E20-II HVAC System Design

- MagiCAD

- AutoCAD MEP

- Bentley Building Mechanical System

- DDS HVAC

- Vectorworks Architect

- ADT Building Systems

- Autodesk Revit MEP

Elétrica

- Bentley Building Electrical System

- DDS-CAD Electrical

- Autodesk Revit MEP

- Vectorworks Architect

Tubulação (piping)

- Vectorworks

- ProCAD 3D Smart

- Quickpen Pipedesigner 3D

- Autodesk Revit MEP

67

Elevadores e escadas

- Elevator 6.0

Planejamento (Site Planning)

- Autodesk Civil 3D

- Bentley Power Civil

- Eagle Point‟s Landscape & Irrigation Design

Construção

- ArchiCAD Constructor and Estimator

- DDS-CAD Building

Materiais e Componentes

- ERP systems

Gerenciamento – Facility Management

- Bentley Facilities

- ArchiFM

- FMDesktop

- Rambyg

68

Para aplicações como custo e planejamento, existe um grande número de aplicações,

geralmente em um mercado muito menor e com funcionalidades específicas de cada

País.

Uma pesquisa feita, em Junho de 2007, com um grupo internacional de 5486

assinantes da AECbytes, na internet, 651 responderam como utilizam e avaliam

soluções de BIM. Essa pesquisa foi patrocinada pela BENTLEY SYSTEMS, mas as

questões foram neutras e elaboradas pelo autor do relatório. Desse total, 46% eram

arquitetos, 9% engenheiros e 17% Gerentes de CAD/IT. Os assinantes são

internacionais e interessados nas soluções BIM, como mostra a figura abaixo. Os três

importantes critérios para a escolha da ferramenta BIM foram:

- suporte total para produzir documentos da construção de forma que outra

aplicação não seja necessária;

- Objetos inteligentes os quais mantêm associatividade, conectividade e relação

com outros objetos;

- Disponibilidade de biblioteca de objetos.

69

Quadro 6: Utilização de Soluções BIM

Avaliação dos assinantes internacionais do site AECbytes (Khemlani, 2007).

Atualmente, dentro todos os softwares que contemplam BIM, o REVIT é o mais

utilizado, quase 70%, seguido do ArchiCAD, 30%. Essa pesquisa foi elaboradas por

usuários e assinantes internacionais da AECbytes, em 2007. O REVIT tem a

vantagem de ser uma SUITE: Arquitetura, MEP (instalações) e estrutura e ainda um

gerenciador de dados, trata-se de uma solução completa desenvolvida pela

AutoDESK, EUA.

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Soluções BIM

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