70
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ FELIPE ALVES DE PAULA LEANDRO BRITO DE GOUVÊA PEDRO CALDAS LORENZI ANÁLISE DE FERRAMENTAS DE MODELAGEM NA ELABORAÇÃO DE UM MODELO BIM 5D CURITIBA 2013

Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

  • Upload
    haxuyen

  • View
    265

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

FELIPE ALVES DE PAULA

LEANDRO BRITO DE GOUVÊA

PEDRO CALDAS LORENZI

ANÁLISE DE FERRAMENTAS DE MODELAGEM NA

ELABORAÇÃO DE UM MODELO BIM 5D

CURITIBA

2013

Page 2: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

II

FELIPE ALVES DE PAULA

LEANDRO BRITO DE GOUVÊA

PEDRO CALDAS LORENZI

ANÁLISE DE FERRAMENTAS DE MODELAGEM NA

ELABORAÇÃO DE UM MODELO BIM 5D

Trabalho apresentado para

conclusão do Curso de Engenharia

Civil da Universidade Federal do

Paraná.

Orientador: Prof. Dr. Sérgio Scheer

CURITIBA

2013

Page 3: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

III

Resumo

A indústria da construção civil apresenta diversas falhas relacionadas ao

desenvolvimento de projetos e planejamento das obras. Entretanto, existem

recursos e ferramentas disponíveis, capazes de auxiliar e melhorar estes processos.

Buscando a inovação no desenvolvimento de ambientes de projeto e

acompanhamento da construção de empreendimentos de construção civil, o

presente trabalho tem por objetivo a elaboração, análise e realização de simulações

de um modelo BIM 5D. Para tanto foi selecionado como pesquisa ação o projeto de

uma obra composta por duas residências localizada no município de Fazenda Rio

Grande no estado do Paraná. A fim de realizar o estudo da obra foi utilizado um

projeto 2D composto da implantação e plantas de cada unidade. Em seguida foi

desenvolvido um modelo 3D utilizando o software Revit da Autodesk. A fim de

introduzir o conceito BIM (Building Information Modeling) ao projeto, foram inseridas

informações, elementos e componentes construtivos no modelo que possibilitam

visualização de cada unidade em 3D com essas informações podendo então

elaborar cronogramas e orçamentos. Tendo em mãos os quantitativos se torna

possível introduzir taxas de produção, dividir o canteiro em locações lógicas e aplicar

custos unitários para materiais, equipamentos e mão-de-obra para desenvolver um

Modelo 5D. Porém o presente trabalho se limitará apenas à geração automatizada

de quantitativos e cronogramas oriundos do modelo desenvolvido. Tendo essas

informações integradas ao modelo pode-se, por fim, desenvolver um modelo BIM 5D

que possibilita que o cliente tenha uma nova gama de informações e visualização do

projeto em um modelo totalmente integrado de modo que conheça bem o

empreendimento sendo analisado.

Palavras-chave: BIM, Modelagem, 4D/5D, Modelo integrado de informação

Page 4: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

IV

AGRADECIMENTOS

Page 5: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

V

“BIM is beginning to change the way buildings look, the way they function, and the ways in which they are built.”

Eastman et al., 2008.

Page 6: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

VI

Sumário

Resumo .......................................................................................................... 3

Tabela de Siglas ............................................................................................. 8

1. Introdução ................................................................................................ 1

1.1. Visão geral ......................................... Erro! Indicador não definido.

1.2. Justificativa ......................................... Erro! Indicador não definido.

1.3. Objetivo ............................................................................................. 2

1.3.1. Objetivo Principal .......................................................................... 2

1.3.2. Objetivos Específicos ................................................................... 2

2. BIM – Building Information Modeling ....................................................... 3

2.1. Histórico ............................................................................................ 6

3. Projeto do empreendimento .................................................................... 8

3.1. Projeto de Arquitetura e Engenharia ............................................... 10

3.2. BIM para projetos de arquitetura e engenharia ............................... 10

3.3. Planejamento de prazo ................................................................... 12

3.4. BIM para Planejamento De Prazo ................................................... 17

3.5. Planejamento de Custos ................................................................. 19

3.6. BIM para planejamento de custos ................................................... 22

4. Métodos e Materiais .............................................................................. 24

4.1. Elaboração dos modelos ................................................................. 25

4.1.1. Arquitetônico............................................................................... 28

4.1.2. Estrutural .................................................................................... 30

4.1.3. Instalações Hidráulicas ............................................................... 31

4.2. Estimativa de Custos ...................................................................... 32

4.3. Levantamento de custos ................................................................. 33

4.4. Elaboração do planejamento de prazo ............................................ 35

4.5. Associação do prazo e custo .......................................................... 35

Page 7: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

VII

4.6. Simulação 5D (Prazo + Custo) ........................................................ 36

5. Resultados ............................................................................................. 40

5.1. Modelo 3D ....................................................................................... 40

5.2. Tabela de quantitativos ................................................................... 42

5.3. Orçamento ...................................................................................... 44

5.4. planejamento de prazo .................................................................... 44

5.5. Simulação 5D .................................................................................. 44

6. Conclusões ............................................................................................ 46

7. Bibliografia ............................................................................................. 48

8. Anexos ...................................................... Erro! Indicador não definido.

8.1. Anexo 1 - A-01 - Planta baixa e Implantação .................................. 52

8.2. Anexo 2 - A-02 - Cortes, elevações e 3D ........................................ 53

8.3. Anexo 3 - E-01 – Estrutural ............................................................. 54

8.4. Anexo 4 - H-01 - Isometrico – Banheiro .......................................... 55

8.5. Anexo 5 - H-02 - Planta e elevação ................................................ 56

8.6. Anexo 6 - PDF 3D ARQ – EST ....................................................... 57

8.7. Anexo 7 - PDF 3D INST .................................................................. 58

8.8. Anexo 8 - Levantamento de quantitativos ....................................... 59

8.9. Anexo 9 - Simulação 5D.................................................................. 60

Page 8: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

VIII

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Ciclo de Planejamento.................................................................. 13

Figura 2 - Hierarquização do processo do controle de planejamento ........... 16

Figura 3 - Diferenças entre o orçamento convencional e o orçamento

executivo. .................................................................................................................. 21

Figura 4 - Localização do terreno ................................................................. 24

Figura 5 - Projeto modelo ............................................................................. 26

Figura 6 - Interface do Autodesk Revit ......................................................... 26

Figura 7 - Definição das unidades ................................................................ 27

Figura 8 - Estrutura de objetos e propriedades dos materiais ...................... 28

Figura 9 - Evolução do modelo arquitetônico ............................................... 29

Figura 10 - Evolução do modelo estrutural ................................................... 31

Figura 11 - Etapas do modelo de instalações hidráulicas ............................. 32

Figura 12 - Exemplo de extração por tabelas do Revit ................................. 33

Figura 13 - Exemplo de composição do SINAPI ........................................... 33

Figura 14 - Tabela extraída do Revit em formato .txt.................................... 34

Figura 15 - Levantamento de custo .............................................................. 34

Figura 16 - Planilha de planejamento ........................................................... 35

Figura 17 - Demonstração de códigos associados ao elemento .................. 36

Figura 18 - Tabelas do Revit ........................................................................ 37

Figura 19 - Tabela final de quantitativos ....................................................... 37

Figura 20 - Planejamento com o custo associado ........................................ 38

Figura 21 - Simulação 5D ............................................................................. 39

Figura 22 - Modelo 3D .................................................................................. 41

Figura 23 – Modelo 3D seccionado .............................................................. 42

Figura 24 - Tabela de quantitativos ordenada .............................................. 43

Figura 25 - Composição da estrutura do telhado .......................................... 43

Figura 26 - Extração do madeiramento ........................................................ 44

Page 9: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

IX

TABELA DE SIGLAS

AEC Arquitetura, Engenharia e Construção

BIM Building Information Modeling

CAD Computer-Aided Design

CFD Computer Flow Design

COM Método do Caminho Crítico

CUB Custo Unitário Básico

EAP Estrutura Analítica de Projetos

FEA Análise por Elementos Finitos

IFC Industry Foundation Classes

NIBS National Institute of Building Sciences

SINAPI Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil

TIC Tecnologia da Informação e Comunicação

Page 10: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

1

1. INTRODUÇÃO

As tecnologias usualmente utilizadas para a gestão do processo de

construção revelam-se insuficientes para enfrentar a crescente complexidade dos

edifícios e um mercado incessante à procura de prazos mais curtos (AZEVEDO,

2009). Segundo a revista The Economist, trinta por cento do processo de construção

é repetido, sessenta por cento do esforço de trabalho é desperdiçado e, ainda, há

uma perda de dez devido aos materiais desperdiçados. Isso se dá principalmente

devido à falta de integração entre os profissionais envolvidos na indústria AEC –

arquitetura, engenharia e construção - e a ineficiente troca de informações entre

eles.

Apesar de problemas bastante enraizados, acredita-se que existem

conceitos e recursos disponíveis no mercado, capazes de suprir e orientar os

profissionais na busca pela melhoria e eficiência dos processos. A elaboração de um

bom projeto, capaz de fornecer informações suficientes para um bom planejamento

de prazo e custo, faz parte da busca pela melhoria na indústria da construção civil.

Building Information Modeling (BIM) é uma filosofia de trabalho que integra

arquitetos, engenheiros e construtores (AEC) na elaboração de um modelo virtual

preciso, o qual gera um banco de dados que contém informações topológicas,

subsídios para orçamento, cálculo energético e previsão das fases de construção

entre outras atividades (Menezes, 2011).

O conceito BIM – Building Information Modeling foi analisado, ao longo

deste trabalho, pois, acredita-se que suas características de criação e análise de

projeto digital, parametricidade, agrupamento da informação e interoperabilidade,

sejam ferramentas importantes para suprir a as falhas de planejamento e altas

demandas do mercado atual. Voltadas para a área de construção civil.

Para isso, utilizaram-se quatro diferentes softwares: AutoDesk Revit,

MSExcel, MSProjet e NavisWorks. Cada um desses softwares trabalha e é utilizado

para diferente finalidade, porém completam-se na elaboração de um modelo virtual

de projeto. Neste caso, foi elaborado um modelo 5D, ou seja, a construção de um

edifício em 3D, acrescido das dimensões tempo e custo, sendo o software AutoDesk

Revit responsável pela elaboração do modelo 3D e extração de informações que

complementarão o MSExcel na elaboração do custo e o MSProject na elaboração do

Page 11: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

2

planejamento de prazo. Finalmente todas as informações serão consolidadas

através do NavisWorks, permitindo a visualização completa de todo o modelo 5D.

1.1. OBJETIVO

1.1.1. Objetivo Principal

Desenvolver um modelo BIM 5D para analisar e avaliar os benefícios

práticos da utilização de ferramentas BIM na elaboração e condução de projetos.

1.1.2. Objetivos Específicos

Especificamente visou-se:

1- Utilizar a metodologia BIM na elaboração de um modelo arquitetônico,

estrutural e de instalações hidráulicas.

2- Extrair as informações disponíveis nesse modelo a fim de desenvolver o

planejamento de prazo e custo para a edificação, integrando-os em uma

simulação BIM 5D.

Page 12: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

3

2. BIM – BUILDING INFORMATION MODELING

Building Information Modeling (BIM) é uma filosofia de trabalho que integra

arquitetos, engenheiros e construtores (AEC) na elaboração de um modelo virtual

preciso, o qual gera um banco de dados que contém informações topológicas,

subsídios para orçamento, cálculo energético e previsão das fases de construção

entre outras atividades (Menezes, 2011). Pode ser definida também como o

processo de concepção, análise, integração e documentação do ciclo de vida do

edifício, através do desenvolvimento de um protótipo virtual inteligente usando um

banco de dados de informação (Leicht, et al., 2007). Para (Eastman, et al., 2008)

BIM é a Tecnologia de modelagem associada a um conjunto de processos para

produzir, comunicar e analisar modelos de construção.

A utilização dessa tecnologia possibilita a criação de um modelo digital

integrado de todas as especialidades, e que abrange todo o ciclo de vida da

edificação. A modelagem 3D paramétrica e a interoperabilidade são características

essenciais que dão suporte a esse conceito. BIM é a criação paramétrica, ou

inteligente, de modelos em perspectiva 3D em vez de desenhos 2D “não

inteligentes”. O BIM opera sobre uma base de dados digital e qualquer alteração

feita na base reflete em todas as peças desenhadas que compõem o projeto. Isto

permite que os envolvidos no ciclo de vida de um empreendimento - arquitetos,

engenheiros, empreiteiros, proprietários e outros possam visualizar o modelo de

modo diferente, conseguindo facilmente compartilhar e sincronizar informações.

Serve como um conhecimento compartilhado de recursos para obter informações

sobre uma edificação formando uma base sólida para as decisões desde os

primeiros desenhos de concepção, até o final da vida útil e eventual desconstrução

ou demolição (Azevedo, 2009).

Os sistemas baseados na tecnologia BIM podem ser considerados uma

nova evolução dos sistemas CAD (Computer-Aided Design), pois gerenciam a

informação no ciclo de vida completo de um empreendimento de construção, através

de um banco de informações inerentes a um projeto, integrado à modelagem em

três dimensões. Nos sistemas Computer-Aided Design (CAD), a geometria é

baseada em coordenadas para o desenvolvimento de entidades gráficas, formando

elementos de representação (paredes, portas, lajes, etc.). A alteração de um projeto

Page 13: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

4

desenvolvido em CAD (2D e 3D) implica em diversas modificações “manuais” dos

objetos representados. Os sistemas BIM adotam modelos paramétricos dos

elementos construtivos de uma edificação e permitem o desenvolvimento de

alterações dinâmicas no modelo gráfico, que refletem em todas as pranchas de

desenho associadas, bem como nas tabelas de orçamento e especificações

(Coelho, et al., 2008).

Para (Azevedo, 2009), a elaboração de um modelo BIM deve possuir

seguintes características:

Criação e análise de projeto digital. De acordo com o National

Institute of Building Sciences (NIBS), "O Building Information Model

(Modelo) é uma representação digital das características físicas e

funcionais de uma edificação. Como tal, serve como um conhecimento

compartilhado de recursos para obter informações sobre uma

instalação formando uma base sólida para as decisões desde o início

do seu ciclo de vida em diante".

Parametricidade. Objetos paramétricos são aqueles que se ajustam

automaticamente a outros objetos num modelo, tal que, se uma

alteração é feita para o modelo que afeta o tamanho, localização ou o

afastamento do objeto, ele move-se e ajusta-se de acordo.

Agrupamento da informação. Para além da representação física de

um objeto, os dados funcionais (por exemplo, especificações, garantia,

fabrico, etc.) associados a esse objeto são incorporados ou vinculados

ao objeto BIM e facilmente acessíveis e legíveis.

Interoperabilidade é a capacidade de dois ou mais sistemas ou

componentes trocarem informações e usar as informações que foram

trocadas.

BIM é um conceito amplo que não pode ser utilizado para descrever um tipo

de software. Esse seria o mesmo erro cometido durante a disseminação do conceito

CAD, que ficou mais relacionado às aplicações de desenho bidimensional do que ao

processo de projeto auxiliado pelo computador. Tampouco se pode contemplar a

sua totalidade pela utilização de um único software, porque não há aplicações que

abranjam todo o ciclo de vida de um edifício. Sistemas dessa natureza seriam

complexos e rígidos demais para serem úteis ao processo de modelagem. Ao

contrário, o desenvolvimento para a BIM deve continuar orientado para a criação de

Page 14: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

5

aplicações específicas para as várias disciplinas envolvidas na construção (Ayres

Filho, 2009). Esse conceito oferece uma tecnologia potencialmente transformadora

pela sua capacidade de fornecer um recurso compartilhado digital para todos os

participantes na gestão do ciclo de vida de um edifício, desde o desenho preliminar,

até a gestão de instalações (Santos, et al., 2009).

Segundo Florio (2007), o Building Information Modeling e o processo

colaborativo aplicado na metodologia de projeto podem:

1. Melhorar a visualização dos dados e informações sobre o projeto,

assim como tornar claras as exigências do cliente já nas fases iniciais

do projeto, permitindo compreender e participar ativamente do

processo;

2. Contribuir para melhorar a eficiência e qualidade da construção civil,

com intenção de reduzir custos e desperdícios de materiais e melhorar

o aproveitamento de mão-de-obra;

3. Aprimorar a coordenação dos documentos compartilhados da

construção a fim de promover tanto a rápida troca de informações,

como aumentar a produtividade e melhorar os prazos de entrega dos

projetos destinados à execução da obra;

4. Proporcionar uma gestão de projetos que incorpore e compartilhe

informações e distribua responsabilidades, riscos e recompensas entre

os participantes do projeto;

5. Incorporar e disseminar informações oriundas de fabricantes dos

materiais para quantificar e estimar custos.

Para Tobin (2008) existem três gerações de adoção do BIM, nomeando‐as

de BIM 1.0, 2.0 e 3.0. Para o autor, o BIM 1.0 é caracterizado pela substituição do

desenvolvimento de projetos em CAD bidimensionais por modelos 3D

parametrizados. Nesta fase, entretanto, o desenvolvimento do modelo é um

processo individualizado, restrito aos projetistas, sem o envolvimento e colaboração

de profissionais de outras áreas.

O BIM 2.0 expande o modelo a outros profissionais, além dos envolvidos no

desenvolvimento dos projetos de arquitetura, estrutura e instalações prediais. Nesta

fase, modelos associando informações, tais como o tempo (4D), dados financeiros

(5D) e análise de eficiência energética, dentre outros (nD), são associados ao

sistema. Para tal, é necessária a cooperação entre os projetistas, consultores,

Page 15: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

6

empreendedores e construtores, com as devidas preocupações quanto à

interoperabilidade dos dados, tendo em vista permitir o intercâmbio das informações

entre os diversos participantes. A adoção efetiva do BIM 2.0 já é realidade em

empreendimentos na América do Norte, Ásia e Europa (TOBIN, 2008).

A era pós‐interoperabilidade (BIM 3.0) é considerada a terceira geração da

adoção do BIM. No BIM 3.0, o intercâmbio das informações entre os profissionais

envolvidos no desenvolvimento de um projeto é realizado através de protocolos

abertos, tais como o IFC - industry foundation classes - e os protocolos elaborados

pela organização buildingSMART, que permitem aos profissionais o

desenvolvimento colaborativo de um modelo de dados que pode ser considerado um

protótipo completo da construção do edifício. O autor também especula que o

modelo do BIM 3.0 estará disponível através de um banco de dados acessível

através da internet, onde os modelos BIM serão construídos colaborativamente em

um ambiente 3D.

A adoção de sistemas BIM e a evolução do BIM 1.0 ao BIM 3.0 não se

limitam a uma implantação de nova tecnologia, mas referem‐se à adoção de novos

fluxos de trabalho envolvendo ambiente colaborativo e planejamento nas fases

iniciais do projeto. O novo modelo de colaboração envolve recursos avançados de

visualização, aliados à transferência contínua de conhecimento entre os diversos

agentes participantes do processo de projeto (projetistas, construtores, contratantes,

consultores, etc.) (Tobin, 2008).

2.1. HISTÓRICO

No prefácio de Jerry Laiserin (Eastman, et al., 2008) é apontado que os

conceitos, abordagens e metodologias que hoje são identificados como pertencentes

ao BIM podem ser datados de cerca de 30 anos. Já a terminologia building

information modeling, está em circulação há, pelo menos, 15 anos. O documento

mais antigo encontrado para o conceito que conhecemos hoje em dia como BIM foi

um protótipo em desenvolvimento “Building Description System”, publicado no AIA

Journal de Charles M. “Chuck” Eastman, na época em Carnegie-Mellon University

em 1975. Esse trabalho incluiu noções de BIM, hoje em dia rotineiras, tais como

“definir elementos interativamente, derivar seções, planos isométricos ou

perspectivas pela mesma descrição de elementos. Todas alterações de arranjos e

Page 16: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

7

disposições teriam que ser feitas apenas uma vez para que todos desenhos

derivados sejam atualizados automaticamente e de modo consistente. Qualquer tipo

de análise quantitativa pode ser pareada diretamente com a descrição de materiais

utilizados durante a elaboração do projeto, podendo assim gerar, estimativas de

custos e quantitativos de materiais, providenciando uma base de dados simples e

integrada para análises visuais e quantitativas. Gerar um código automatizado para

checagem da edificação na prefeitura ou escritórios de arquitetura. Empreiteiros de

grandes projetos consideram essa representação vantajosa para cronogramas e

planejamentos de entrega de materiais” (Eastman, 1975).

Pesquisas e trabalhos similares foram desenvolvidos no final dos anos 1970

e início dos anos 1980 na Europa. Enquanto nos EUA o termo usado era “Building

Product Models”, na Europa, especialmente na Finlândia, utilizavam “Product

Information Models”. Com o tempo, esses dois termos foram se fundindo e foi

desenvolvido o termo “Building Information Model”. O primeiro documento publicado

usando o termo “Building Modeling”, no mesmo sentido em que usamos “Building

Information Modeling” hoje, é de Robert Aish em 1986, no qual definiu todos

argumentos para o que conhecemos como BIM e a tecnologia para implementá-lo,

incluindo modelagem 3D, extração automática de desenhos, componentes

paramétricos inteligentes, bases de dados relacionadas, planejamento temporal das

fases de construção, entre outros. O termo “Building Information Model” apareceu

pela primeira vez em 1992 no artigo “Automation in Construction” de G.A van

Nederveen e F. Tolman.

Paralelamente com a evolução da nomenclatura e os esforços da academia

voltados para pesquisa e desenvolvimento, produtos comerciais também possuem

uma longa história implementando a metodologia BIM. Softwares como AllPlan,

Archicad, Autodesk Revit, Bentley Building, DigitalProject ou VectorWorks foram

também os objetivos de design oriundos dos esforços dos softwares comerciais

pioneiros1.

1 Softwares comerciais como a linhagem britânica desde RUCAPS até Sonata e Reflex. Outra linhagem Britânica de Oxsys até BDS e GDS, na linhagem francesa incluia Cheops e Archtrion. O sistema bélgico Brics e o americano Bausch e Lomb, entre outros sistemas de modelagem que foram pioneiros para o desenvolvimento de sistemas e ferramentas BIM.

Page 17: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

8

3. PROJETO DO EMPREENDIMENTO

Os edifícios, produtos gerados pela indústria de construção imobiliária, são

sem dúvida caracterizados por sua singularidade. O grande tamanho, o elevado

valor, a longa vida útil, a importância social e econômica, a variabilidade do mercado

consumidor, a inserção urbana e cultural das edificações conferem a estes produtos

um caráter único e particular dentro das estruturas produtivas e de consumo da

sociedade (Fabricio, 2002).

Um empreendimento de construção civil é um conjunto de atividades inter-

relacionadas e interativas, e que contam com a participação de diversos agentes. É

composto por várias fases que são os estudos de viabilidade, prospecção de

terrenos, fabricação de materiais e componentes, projetos de diversas

especialidades e construção, até as operações de uso e ocupação do edifício

(Bertezini, 2006).

São quatro as principais fases de um empreendimento: a montagem, onde

são realizados os estudos preliminares e o programa do empreendimento; o

desenvolvimento do projeto e escolha das empresas construtoras; a organização e a

execução dos serviços, onde se destacam as fases de preparação da execução de

obras e a gestão da sua e, por fim, a entrega da obra e a gestão do empreendimento

(Melhado, 2001).

Tradicionalmente, a concepção de novos empreendimentos de construção é

associada aos projetos de arquitetura e engenharia que representam o

desenvolvimento espacial e tecnológico dos edifícios (Fabricio, 2002).

O projeto de empreendimento é a fase onde ocorre a concepção do produto,

baseado na identificação das necessidades dos clientes, em termos de desempenho

e custos. A qualidade do projeto determinará a qualidade final do produto, e

condicionará o nível de satisfação do usuário. Esta qualidade depende, ainda, do

nível de descrição da solução adotada, resultante da clareza e da precisão do

projeto executivo, dos memoriais de cálculo e dimensionamento, das especificações

técnicas (Andrade Jr., 2003), do planejamento de prazo e custos.

Normalmente, no processo de projeto tradicional, os representantes de

várias equipes de projetos independentes se reúnem temporariamente para

estabelecer parâmetros e compatibilizar os diferentes projetos necessários para a

Page 18: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

9

execução de um mesmo edifício. A intenção é minimizar ou eliminar possíveis

conflitos entre os diversos projetos e melhorá-los em cada área de competência

(Andrade Jr., 2003).

O problema nesse processo sequencial centralizado é que as decisões

acabam sendo hierárquicas entre os profissionais, com um único líder assumindo a

responsabilidade de coordenar o desenvolvimento do processo e compatibilizar os

projetos. Esse processo centralizado acarreta o risco tanto de diminuir o

desempenho do produto como de reduzir possíveis contribuições e compromissos

dos outros participantes, pois estes acabam percebendo sua menor influência nos

processos decisórios. Consequentemente, essa compartimentação das

responsabilidades desestimula a participação e as possíveis e preciosas

contribuições que reside nos conhecimentos e experiências de cada profissional

(Florio, 2007).

Surgiu a necessidade de revisão da forma tradicional de projeto, feita de

forma sequencial e com atividades isoladas, a qual leva sempre a atrasos através

das atividades de reprojeto e adaptações na fase de produção. Procura-se assim,

adicionar novos métodos de projeto, tentando evitar estas perdas e aumentar

produtividade (Andrade Jr., 2003).

A TIC – tecnologia da informação e comunicação - alterou o paradigma

fordista-taylorista, apoiados pela divisão social do trabalho, especialização e

fragmentação do conhecimento, por um paradigma baseado na rapidez de acesso e

do fluxo de informações, na produção e compartilhamento do conhecimento e no

uso de computadores e comunicações eletrônicas. Com os recentes avanços na TIC

e dos programas BIM tem crescido as experiências com os denominados projetos

colaborativos. O rápido aumento da velocidade e acesso às informações oferecido

pela TIC agilizou a troca de idéias e tomada de decisões em prazos mais curtos.

Segundo Yehuda Kalay, a facilidade de comunicação à distância via Internet tem

acelerado a troca de informações e tem estimulado profissionais a trocar e

compartilhar conhecimentos e experiências, de modo confiável e seguro. Isso tem

afetado também o modo com que as equipes de projeto relacionadas a área de AEC

tem trabalhado (Florio, 2007).

Colaboração exige que os profissionais trabalhem juntos, extraindo o

máximo de seu potencial de conhecimentos e experiências. No projeto colaborativo

em rede, os profissionais podem trocar informações sobre seus respectivos projetos

Page 19: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

10

de um modo mais ágil em prazos menores. O controlador hierárquico é substituído

por um facilitador que recebe e transmite informações, cujo papel passa a ser de

certificar que as contribuições individuais sejam acatadas, enriquecendo a solução

do produto a partir dos conhecimentos e sugestões de todos os participantes do

processo. No projeto colaborativo as responsabilidades, riscos e sucessos são

distribuídos por todos os participantes (Florio, 2007).

3.1. PROJETO DE ARQUITETURA E ENGENHARIA

Na indústria da construção civil o projeto de Arquitetura e Engenharia é um

conjunto de informações (desenhos, especificações, etc.) que instruem a

implantação de um empreendimento (Nascimento, et al., 2001).

A elaboração de projeto de edificação se entende como a determinação e

representação prévias dos atributos funcionais, formais e técnicos de elementos de

edificação a construir, a pré-fabricar, a montar, a ampliar, etc., abrangendo os

ambientes exteriores e interiores e os projetos de elementos da edificação e das

instalações prediais (Nascimento, et al., 2001).

Uma característica do processo de projeto é o uso de diferentes tipos de

desenhos, que são associados com diferentes estágios do processo (Ito, 2007).

Ao longo do processo de projeto, vários projetistas, consultores e agentes do

empreendimento são mobilizados para contribuir no projeto. Cada agente participa

com os seus interesses e conhecimentos de forma a desenvolver uma parte das

decisões e formulações projetuais. Estas decisões são condicionadas por

cronogramas, legislações e normas, disponibilidades econômicas e financeiras,

possibilidades tecnológicas e construtivas, etc. (Fabricio, 2002).

A ineficiente troca de informações no processo atual entre as diversas

disciplinas acarreta erros e retrabalho. Utilizando como exemplo a elaboração dos

projetos de instalações que não possuem uma visualização adequada do projeto

estrutural. Frequentemente ocorrem conflitos espaciais, corrigidos muitas vezes

apenas na execução da obra.

3.2. BIM PARA PROJETOS DE ARQUITETURA E ENGENHARIA

Page 20: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

11

A confiança em modelos digitais de projetos tem sido uma prática comum na

indústria da manufatura por décadas. Times de projeto de companhias como Boeing

e Toyota colocaram o modelo digital como o núcleo do processo de projeto

colaborativo, utilizando eles para o suporte de todo o ciclo de vida do projeto –

desde o projeto e documentação até a fabricação e suporte de campo (Autodesk®,

2011).

BIM ajuda provedores de serviços de arquitetura, engenharia e construção

(AEC) a aplicar a mesma abordagem em projetos de edifícios e infraestrutura.

Diferentemente do CAD, que usa as ferramentas do software para gerar desenhos

digitais 2D e 3D, o BIM facilita uma nova maneira de trabalhar: criando projetos com

objetos inteligentes. Independentemente de quantas vezes se mude o projeto – ou

quem faz essas alterações – os dados continuam consistentes, coordenados e

precisos para todos os interessados. Equipes multifuncionais de projetos nas

indústrias de construção e infraestrutura usam estes projetos baseados em modelos

como base para fluxos mais eficientes de trabalho colaborativos que dão a todos os

interessados uma visão mais clara do projeto e aumenta a capacidade de tomar

decisões melhores e mais rápidas. Modelos criados usando softwares que permitem

BIM são inteligentes porque são construídas automaticamente as relações e

informações dentro do modelo. Os componentes do modelo sabem como interagir.

Um quarto, por exemplo, é mais do que um conceito abstrato. É um único espaço

contido por outros componentes da construção (como paredes, pisos e forros) que

definem os limites do quarto. Com o BIM o modelo é, na verdade, um banco de

dados complexo e o quarto é um elemento do banco de dados que contém

informações geométricas e dados não gráficos (Autodesk®, 2011). Desse banco de

dados, diferentes tipos de informações podem ser geradas automaticamente, como

vistas, plantas, elevações, cortes e cronogramas. Caso haja alteração no modelo

BIM, as alterações refletem automaticamente nos documentos derivados do mesmo

banco de dados central, garantindo um conjunto completo e consistente de

documentação (Biotto, 2012).

Times de projeto também podem usar a informação contida no modelo para

realizar uma variedade de tarefas complementares incluindo análise de energia ou

ambiental, visualização, simulação da construção, melhorar a precisão da

documentação (Autodesk®, 2011).

Page 21: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

12

3.3. PLANEJAMENTO DE PRAZO

A quantidade de conceitos para definir o termo planejamento, na literatura, é

tão extensa quanto o número de autores que o definem (Bernardes, 1996)

.MENDES JR (1999) adota a definição que planejamento é considerado o processo

de tomada de decisão resultando num conjunto de ações necessárias para

transformar o estágio inicial de um empreendimento em um desejado estágio final.

Essas ações fixam padrões de desempenho contra o qual o progresso do

empreendimento é mensurado e analisado no controle durante a fase de construção.

Entretanto, este conceito não se refere ao controle como parte do processo de

planejamento (Bernardes, 2001). Outra definição similar é que planejamento pode

ser definido como o conjunto de atividades estruturadas e medidas destinadas a

resultar num produto especificado para um determinado cliente ou mercado, sendo

este, o processo de tomada de decisão realizado para antecipar uma desejada ação

futura, utilizando para isso meios eficazes para concretizá-lo (BERNARDES, 1996).

Laufer e Tucker (1987) apontam como objetivos do planejamento da

produção, as seguintes atividades:

1. Assistir o gerente na direção da empresa;

2. Coordenar as várias entidades envolvidas na construção do empreendimento;

3. Possibilitar o controle da construção;

4. Possibilitar a comparação de alternativas, facilitando, assim a tomada de

decisão.

O planejamento e controle da produção podem ser representados por meio

de duas dimensões básicas: a horizontal e a vertical. A primeira se refere às etapas

pelas quais o processo de planejamento e controle é realizado. A segunda define

como as etapas são vinculadas entre diferentes níveis gerenciais de uma

organização (Zen, 2006).

Segundo Laufer e Tucker (1987), a dimensão horizontal do processo de

planejamento compreende as seguintes etapas:

1. Preparação do processo de planejamento;

2. Coleta de informações;

3. Preparação de planos;

4. Difusão da informação;

5. Avaliação do processo de planejamento.

Page 22: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

13

Figura 1 - Ciclo de Planejamento (Laufer, et al., 1987)

Na Figura 1 verifica-se a existência de dois ciclos: um intermitente e o outro

contínuo. A primeira e última etapas têm um caráter intermitente e ocorrem em

períodos específicos na empresa construtora. Antes do início da construção, no

término da mesma ou em alguma etapa importante durante a realização do

empreendimento. Já as outras etapas formam um ciclo contínuo, no qual é realizado

durante toda a execução do empreendimento e inclui a coleta de informações, a

preparação de planos e a difusão da informação (Villas-Bôas, 2004).

Na etapa de preparação do processo de planejamento, são tomadas

decisões relativas ao planejamento que será efetuado: seu horizonte, nível de

detalhamento, freqüência de replanejamento e grau de controle a ser efetuado. O

horizonte de planejamento é definido como o intervalo de tempo compreendido entre

a geração dos planos e a realização da ação inerente às metas fixadas naquele

plano (Zen, 2006).

Na segunda etapa são coletadas, processadas e avaliadas as diversas

fontes de dados, com o objetivo de fornecer subsídios à tomada de decisão.

Geralmente, estas informações incluem contratos, plantas, especificações técnicas,

condições do canteiro, tecnologias construtivas, disponibilidade de recursos internos

e externos, produtividade da mão-de-obra e dos equipamentos, além de metas

estabelecidas pelos vários níveis gerenciais. A partir do início da construção, o

processo de reunião de informações continua, mas com ênfase nos recursos

consumidos e metas alcançadas (Zen, 2006).

A etapa de preparação dos planos tem tradicionalmente recebido maior

atenção por parte de gerentes e pesquisadores e se baseia fundamentalmente na

Page 23: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

14

tomada de decisão a partir da avaliação das informações coletadas na fase anterior

(Laufer, et al., 1987). Geralmente, são utilizadas técnicas de planejamento e

programação de recursos, baseadas no Método do Caminho Crítico (COM), devido

ao grande número de programas computacionais disponíveis no mercado para o seu

processamento (Mendes Jr, 1999). Outra técnica que também é utilizada nesta

etapa é a Linha de Balanceamento. Ela procura explicitar os ritmos de produção e os

fluxos de trabalho, conferindo, assim, maior visibilidade ao processo produtivo

(Villas-Bôas, 2004).

Quando ocorre a difusão de informações, são levadas em conta as

diferentes necessidades de informação e os formatos associados a cada nível

gerencial. A informação deve ser preparada de acordo com as necessidades das

pessoas que irão utilizá-las. O responsável por difundir a informação deve, com o

auxílio dos usuários da mesma, identificar aquelas que são pertinentes em seus

processos decisórios (Villas-Bôas, 2004).

A última fase corresponde à avaliação de todo o processo de planejamento,

que serve de base para o desenvolvimento deste processo nos próximos

empreendimentos. A utilização de indicadores globais, como, a relação entre os

custos orçados e os custos reais, acompanhados através de relatórios de controle

operacionais, pode ajudar na análise dessa fase (Zen, 2006).

A dimensão vertical está relacionada com a idéia de hierarquia na

elaboração e execução dos planos (Villas-Bôas, 2004) demonstrada na figura 2. O

gerenciamento é normalmente desenvolvido por diversas pessoas, cada uma com

um distinto nível de especificidade na abordagem do problema. Os diferentes níveis

de gerenciamento para quais planos são elaborados definem a dimensão vertical do

processo de planejamento (Formoso, 1991).

Segundo a dimensão vertical, o planejamento se divide em três níveis

gerenciais: estratégico (longo prazo); tático (médio prazo); e operacional e controle

(curto prazo) (Laufer, et al., 1987). Devido à incerteza presente no processo

construtivo, é importante que os planos sejam preparados em cada nível com um

grau de detalhe apropriado (Formoso, 1991).

No nível estratégico são definidos o escopo e as metas do empreendimento

a serem alcançadas em determinado intervalo de tempo. No nível tático enumeram-

se os recursos e suas limitações para que essas metas sejam alcançadas, incluindo-

se a organização destes recursos e estruturação do trabalho. Finalmente o nível

Page 24: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

15

operacional refere-se à seleção dos cursos de ações através das quais as metas

são alcançadas. O planejamento operacional está relacionado com as decisões a

serem tomadas a curto prazo referentes as operações de produção da empresa

(Zen, 2006).

O plano de longo prazo, também conhecido como plano mestre, é realizado

no início da fase de construção do empreendimento e se dá identificando os

objetivos principais do empreendimento através do estabelecimento de metas

gerais. Ele deve ser executado com baixo grau de detalhes devido à incerteza

existente no ambiente produtivo. O planejamento de longo prazo fornece um padrão

de comparação para o monitoramento do desempenho do empreendimento, além da

orientação dos demais níveis de planejamento, que por sua vez retroalimentarão

este plano (Biotto, 2012).

Também chamado de lookahead planning, o planejamento de médio prazo

analisa o horizonte de algumas semanas a frente para identificar e remover

restrições das atividades, garantindo a sua execução nas datas planejadas. Esse

plano tem como objetivo a modelagem da taxa e sequência do fluxo de trabalho,

igualando-o com sua capacidade produtiva. Decompor as atividades de longo prazo

em pacotes de trabalho e operações e detalhar os métodos de execução do trabalho

a fim de manter pacotes de trabalhos prontos para o curto prazo (Biotto, 2012).

Também chamado de commitment planning, o planejamento de curto prazo

é realizado fracionando as atividades programadas no médio prazo em pacotes

menores e se inicia listando as atividades com recursos disponíveis para sua

execução. Os pacotes de trabalho semanal são chamados de tarefas e devem

conter definições de ação (natureza da tarefa executada), elemento (componente

físico da ação) e local (onde a tarefa será realizada (Biotto, 2012).

Page 25: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

16

Figura 2 - Hierarquização do processo do controle de planejamento (Biotto 2012)

Villas-Bôas (2004), apresenta o funcionamento do planejamento de uma

obra. Embora este seja um estudo de caso de uma empresa e empreendimento

específico, retrata bem a realidade brasileira atual, tendo apenas algumas

especificidades em relação ao método de planejamento adotado.

Inicialmente quando é entregue a proposta de preços já existe um

cronograma de longo prazo, traçado com o engenheiro da obra e o diretor da

empresa. Assinado o contrato, é realizada uma reunião na central da empresa para

definir como a obra será executada, com quantas frentes de serviço e qual número

de funcionários iniciais.

O cronograma de médio prazo é então traçado pelo engenheiro da obra, a

partir do cronograma de longo prazo. Depois de realizado o plano de médio prazo, o

engenheiro de obra se reúne com os empreiteiros contratados para determinar as

metas para um mês de trabalho. Estes, ao serem contratados, já sabem quanto

deve ser cumprido de serviços por mês e ficam conhecendo o método de

planejamento adotado pela empresa. O médio prazo é realizado para um período de

4 semanas e só é revisto após 3 semanas. Inicialmente a empresa tentou ir

reprogramando o médio prazo à medida que passava uma semana de curto prazo,

mas achou que estava dando muito trabalho e não estava sendo aproveitado.

Page 26: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

17

Reuniões semanais são realizadas para montagem do cronograma de curto

prazo. O engenheiro leva pronto um planejamento com suas idéias para a próxima

semana, que ele retira do médio prazo. E durante a reunião conversa com o mestre-

de-obras e empreiteiros para saber qual a possibilidade de se cumprir este

cronograma. Nesta mesma reunião ajustes são feitos, caso seja necessário.

Durante a semana, o engenheiro da obra vai verificando quais serviços

estão sendo realizados e quais não irão cumprir o planejamento da semana em

questão. Durante a reunião semanal ele faz o relacionamento das tarefas não

cumpridas e o motivo pelos quais isto aconteceu.

Nas tarefas programadas não são anotados o número de funcionários

necessários para realização do serviço. Os próprios empreiteiros se responsabilizam

em colocar um número suficiente de funcionários para o cumprimento do planejado,

assim como é o empreiteiro que faz a divulgação entre os funcionários de quais

serviços deverão ser realizados na próxima semana. Mas o mestre-de-obras verifica

a freqüência dos funcionários e anota em quais serviços os mesmos estão

trabalhando.

3.4. BIM PARA PLANEJAMENTO DE PRAZO

Modelos e ferramentas 4D foram inicialmente desenvolvidas no final dos

anos 1980 por grandes organizações envolvidas na construção de projetos

complexos de infraestrutura e energia, nos quais erros de planejamento impactavam

diretamente no custo (Eastman, et al., 2008). Nos Estados Unidos da América,

Finlândia e Brasil, o conceito de modelagem 4D entrou em discussão apenas no

final da década de 1990. Com a introdução dos fatores tempo e custo na

modelagem de informações do edifício (ou Building Information Modeling – BIM), os

construtores puderam gerenciar e simular as etapas da construção, assim como

analisar melhor a construtibilidade antes da execução (Florio, 2007).

Planejamento 4D pode ser definido como o processo de planejamento de um

empreendimento e visualização do mesmo a nível espacial conforme o planejado, ou

seja, consiste em visualizar o andamento da obra em terceira dimensão (3D) ao

longo do tempo, sendo este último (o tempo) a quarta dimensão (Witicovski, 2011).

Modelagem 4D (modelo 3D + custos) consiste basicamente de modelos

tridimensionais ligados ao tempo que pode ser o tempo real, planejados de

Page 27: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

18

processos ou da conclusão de seus elementos (Biotto, 2012). Tendo em mãos um

cronograma de execução, pode-se então realizar a simulação esquemática da

sequência de execução. Isso torna mais fácil a visualização de todo o processo

construtivo e permite a consideração de alternativas para sequenciamento,

implantação no canteiro, posicionamento de gruas, entre outras. Os componentes do

modelo também podem conter informações referentes às taxas de produtividade,

podendo assim, analisar um planejamento da linha de balanço. Essa abordagem

permite um refinamento de atividades baseadas no seu posicionamento no projeto e

taxas de produtividade e ajuda a eliminar ciclos de início e fim dentre tarefas

(Kymmell, 2008). Uma vez importado, o modelo 3D tem seus objetos conectados à

uma ou mais tarefas, e uma certa tarefa pode ser conectada a um ou mais objetos.

Os softwares e ferramentas especializados em 4D provém conexão direta com o

cronograma e o modelo da construção (Biotto, 2012).

Eastman (2008) aponta os benefícios da modelagem 4D como:

Comunicação: O modelo 4D pode capturar aspectos temporais e espaciais

do planejamento. Portanto planejadores podem exibir para as partes

interessadas o cronograma de construção com muito mais eficiência do que o

tradicional gráfico de Gantt.

Input de múltiplas partes interessadas: Modelos 4D são utilizados em

fóruns para demonstrar como um projeto poderia afetar transito, acesso a um

hospital ou outras preocupações da população

Logistica de canteiro: Planejadores conseguem gerenciar acessos, locação

de equipamentos e instalações provisórias, etc, através de simulações.

Coordenação de transações: Planejadores podem coordenar os fluxos de

tempo e espaço de transações no canteiro além da coordenação de tarefas

em pequenos espaços

Comparação de cronogramas e verificação do progresso de construção:

Gerentes de projeto podem facilmente comparar diversos cronogramas e

rapidamente verificar se a produção está atrasada ou conforme o planejado.

A aplicação do BIM no projeto colaborativo pode contribuir tanto para

aprimorar o processo de obtenção das quantificações dos elementos desenhados a

partir do modelo digital 4D, como para o levantamento de custos e prazos para a

execução (Florio, 2007). O uso de BIM para apoiar a gestão da construção pode

Page 28: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

19

reduzir o desperdício de materiais no canteiro de obras. Uma melhor gestão de

materiais e programação de obras através da eliminação de erros no levantamento

de quantitativos e cronogramas de obras mais precisos obtidos com 4D CAD/BIM,

este processo obtido com suporte (Witicovski, 2011).

Um projeto utilizando o conceito de modelagem 4D possibilita visualizar o

andamento de uma obra num programa de visualização gráfica segundo um

cronograma e permite também a interação e comunicação entre os vários

participantes do projeto através de um único meio durante o desenvolvimento do

modelo e pode ser utilizado para realizar análises adicionais relacionadas ao

planejamento. Os modelos 4D constituem uma contribuição positiva no apoio a

decisões sobre o estabelecimento de estratégias de planejamento. A devida

compreensão do planejamento apoiado no CAD4D/BIM proporciona simulações de

atividades críticas antes da execução (Witicovski, 2011).

3.5. PLANEJAMENTO DE CUSTOS

Todo e qualquer empreendimento, nos dias atuais, tendo em vista um

mercado cada vez mais competitivo e um consumidor bastante exigente, requer um

estudo de viabilidade econômica, um orçamento detalhado e um rigoroso

acompanhamento físico-financeiro da obra (Santos, et al., 2009).

Diversos métodos são usados para dar conta de todas as quantidades e os

custos associados a um projeto de construção. Um orçamentista deve considerar os

planos de construção, especificações, as condições do local, custos, inflação

provável, lucros potenciais, o tempo, especiais situações, jurídicas, municipais,

administrativas e questões de segurança. Corretamente, quantificar cada um desses

itens, pode ser desafiador e demorado (Alder, 2006).

Dentre os métodos de estimativas existentes, encontra-se o orçamento

discriminado, fundamentado em características geométricas definitivas, como os

métodos mais complexos. Já outros se fundamentam em características mais

simples e oferecem uma maior velocidade no processamento dos resultados,

embora menos precisos. Mesmo que a precisão de uma estimativa de custo esteja

diretamente relacionada à quantidade de informações disponíveis sobre um

determinado projeto, nota-se que diferentes tipos de informações afetam

distintamente tal precisão, sendo que aqueles dados de caráter mais geral

Page 29: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

20

apresentam-se como os mais relevantes e, desta forma, as informações gerais

concentram um conhecimento suficiente para a tomada de decisão e somente após

a conclusão do orçamento pode-se determinar a viabilidade técnico-econômica do

empreendimento, o cronograma físico-financeiro da obra, o cronograma detalhado

do empreendimento e os relatórios para acompanhamento físico-financeiro. (Santos,

et al., 2009).

Santos (2009) ressalta que existem muitos tipos de orçamento de produto

utilizados na construção civil. Como exemplo, pode-se destacar o orçamento

convencional, o executivo, o paramétrico, por características geométricas, processo

de correlação, dentre outros

a) Convencional: é feito a partir de composições de custo, dividindo os

serviços em partes e orçando por unidade de serviço.

b) Executivo: este tipo de orçamento preocupa-se com todos os detalhes de

como a obra será executada, modelando os custos de acordo com a forma que eles

ocorrem na obra ao longo do tempo.

c) Paramétrico: é um orçamento aproximado, utilizado em estudos de

viabilidade ou consulta rápidas de clientes. Está baseado na determinação de

constantes de consumo dos insumos por unidade de serviço.

d) Método pelas características geométricas: baseia-se na análise de

custos por elementos de construção de edifícios do mesmo tipo e com alguma

semelhança relativa do elemento analisado no edifício de estudo.

e) Processo de correlação: o custo é correlacionado com uma ou mais

variáveis de mensuração, podendo ser uma correlação simples (produtos

semelhantes) ou uma correlação múltipla (o projeto é decomposto em partes ou

itens).

No caso de obras de edificações, um indicador bastante usado é o custo do

metro quadrado construído. Inúmeras são as fontes de referência desse parâmetro,

sendo o Custo Unitário Básico (CUB) o mais utilizado. Os critérios e normas para o

cálculo do CUB estão estabelecidos na norma brasileira NBR 12.721/2006 que

descreve um método de avaliação de custos unitários de construção e incorporação

imobiliária e outras disposições de condomínios de edifícios, sendo responsabilidade

dos sindicatos da construção civil, estaduais, calcular e divulgar este índice

paramétrico.

Page 30: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

21

Os orçamentos tradicionais geralmente dividem os custos da obra em custos

diretos e indiretos. Consideram como custos diretos todos aqueles referentes aos

insumos da obra, como, por exemplo, os custos de materiais, equipamentos, mão-

de-obra e encargos sociais, sendo os custos indiretos aqueles referentes à

administração, ao financiamento e aos impostos (Santos, et al., 2009).

Para evitar gastar recursos significativos de cada mudança no projeto,

orçamentistas precisam de ferramentas que possibilitam ajustar rapidamente a

estimativa dos custos do projeto (Alder, 2006).

O orçamento convencional não reflete a maneira pela qual o trabalho é

conduzido no canteiro, pois os itens são agrupados por equipes, independentemente

de onde o trabalho ocorre ou da dificuldade de construção. Comparando o

orçamento executivo, com o convencional, percebe-se que a maior distinção está no

fator tempo. No orçamento convencional, os custos são obtidos para cada serviço.

No orçamento executivo, os custos são obtidos para cada operação. Nessa

abordagem parte-se de uma programação prévia, analisando detalhadamente todo o

processo construtivo para se chegar a uma estimativa de custo detalhada Apenas o

custo dos materiais é proporcional à quantidade produzida, enquanto os custos de

mão-de-obra e equipamentos são proporcionais ao tempo (Santos, et al., 2009).

Figura 3 - Diferenças entre o orçamento convencional e o orçamento executivo. (Santos, et al., 2009)

O levantamento de quantitativos pode ser realizado tanto manualmente

quanto eletronicamente, dependendo da preferência e das ferramentas disponíveis

Page 31: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

22

pelo orçamentista. Os métodos tradicionais de se realizar um levantamento incluem

a medição e todos os elementos de um edifício, utilizando-se da escala. Este

método pode ser bastante tedioso, especialmente a transferências de medições para

um arquivo, sendo que estas devem ser verificadas cuidadosamente para assegurar

a exatidão (Alder, 2006).

Na lógica do orçamento executivo, a forma de levantamento de quantitativos

vai ao encontro à estratégia de execução do empreendimento. Desta forma, o

orçamento pode ser elaborado para cada período desejado (semanas, quinzenas,

meses), gerando listas de materiais mensais de acordo com os serviços

programados para serem executados em tal período (Santos, et al., 2009).

3.6. BIM PARA PLANEJAMENTO DE CUSTOS

A principal vantagem da modelagem 5D (modelação + tempo + custos) para

os construtores é o aumento da precisão durante a construção, com menos

desperdício de tempo, de materiais e de redução de alterações durante a execução

das obras. Pode-se controlar tanto as atividades críticas que se sobrepõem durante

a execução, compreender através de imagem virtual o projeto final, existindo uma

maior conciliação das especialidades. Esse tipo de modelagem pode ser utilizado

para várias necessidades de visualização, algumas invisíveis, tais como a simulação

dos esforços estruturais (análise por elementos finitos - FEA), do movimento de ar

dentro de um ambiente (CFD), ou visualizar a acústica e distribuição do som

(Azevedo, 2009).

O enfoque da modelagem 5D são os custos e portanto é necessário traçar

um paralelo a estimativas de custos e orçamentos, que juntos ao quantitativo

fornecido por ferramentas BIM possível atingir mais precisão e economia em

orçamentos e cronogramas físico-financeiros. Os orçamentos para obras de

construção civil compreendem o levantamento da quantidade de serviços, seus

respectivos preços unitários e os preços globais do investimento; que devem ser

apresentados numa planilha onde consta a descrição dos serviços com suas

respectivas unidades de medidas e quantidades, composição dos preços unitários

envolvendo mão-de-obra e materiais, preço unitário de cada serviço e,

preferencialmente, o valor total por item e o valor global da obra. Orçamento é

definido como a determinação dos gastos necessários para a realização de um

Page 32: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

23

projeto. A preparação de um orçamento é imprescindível, para um bom

planejamento, pois é com base nele que advém o sucesso de qualquer

empreendimento de construção predial. Somente após a conclusão do orçamento

pode-se determinar a viabilidade técnico-econômica do empreendimento, o

cronograma físico-financeiro da obra, o cronograma detalhado do empreendimento e

os relatórios para acompanhamento físico-financeiro (Santos, et al., 2009).

Com o orçamento tradicional preconizam-se os custos e quantidades totais

dos serviços; isso resulta na necessidade de se fazer um novo levantamento de

quantitativo cada vez que se tem um ajuste no projeto original. A falta de

comunicação entre setores resulta também na realização de nova quantificação de

serviço, seja por não confiar no dado do orçamento, seja por ter havido modificações

de projeto sem que as mesmas fossem consideradas no cálculo de quantitativo do

orçamento. Em geral, a entrega do projeto integrado resultará em maior intensidade

com maior envolvimento da equipe de orçamento nas fases iniciais do projeto

(Santos, et al., 2009). Todas as ferramentas BIM fornecem recursos para extração

de quantitativos de componentes, quantidades de material, área e volume dos

espaços. Esses recursos também incluem ferramentas para exportação de dados

quantitativos em uma planilha ou uma base de dados externa (Eastman, et al.,

2008)

Referindo-se ao 5D-BIM, a empresa norte-americana VICO Softwares

apresenta como potencialidades da plataforma: fornecer cronograma de custos;

mostrar ao proprietário o que acontece com o cronograma e o orçamento quando é

feita uma alteração no projeto; organizar seu banco de dados com custos e preços

de informação, taxas de produtividade do trabalho, dados de composição da equipe

e subKPIs (detalhamento do key performance indicator, ou indicador-chave de

desempenho, que mede o nível de desempenho do processo, focando no “como” e

indicando quão bem os processos de tecnologia da informação permitem que o

objetivo seja alcançado); proporcionar múltiplas e iterativas evoluções de

estimativas, para que o proprietário possa rapidamente fazer comparações com o

custo-alvo (Menezes, 2011).

Page 33: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

24

4. MÉTODOS E MATERIAIS

O presente capítulo descreve os materiais e métodos aplicados na pesquisa,

as ferramentas utilizadas e as técnicas adotadas para a criação de um modelo BIM

para habitação de interesse social.

Para possibilitar a elaboração de um projeto de empreendimento utilizando a

metodologia BIM, foi selecionado como objeto de estudo um lote com condições de

serem executadas duas unidades de habitação de interesse social.

O lote escolhido se encontra no município de Fazenda Rio Grande, PR,

região metropolitana de Curitiba. Possuindo 12 metros de testada e 30 metros de

profundidade totalizando 360 m². Na figura abaixo é apresentada a localização do

terreno no mapa e uma vista da frente do terreno.

Figura 4 - Localização do terreno Fonte: Google Maps, 2013

Page 34: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

25

A concepção e metodologia de projetos utilizando um modelo BIM não

segue os mesmos moldes e padrões utilizados hoje em dia. Visto que ainda não há

um processo de modelagem consolidada no mercado atualmente, os projetos ainda

são feitos do modo tradicional e a partir deles feito um modelo tridimensional. Apesar

dos autores discordarem do método, neste trabalho foi adotada a mesma

abordagem devido à carência em relação a fundamentos técnicos para a elaboração

de projetos. Através de um processo colaborativo de projetos, compostos por

profissionais das disciplinas interessadas, é possível suprir escassez do

conhecimento técnico necessário para a realização de um projeto realizado

integralmente em BIM.

4.1. ELABORAÇÃO DOS MODELOS

Para a elaboração do modelo BIM 5D foram realizadas as seguintes etapas:

1. Modelo arquitetônico

2. Modelo estrutural

3. Modelo de Instalações Hidráulicas

4. Extração de quantitativos

5. Levantamento de custos

6. Elaboração do planejamento de prazo

7. Associação do prazo e custo

8. Simulação 5D (Prazo + Custo)

O projeto arquitetônico utilizado como base para a elaboração do modelo

tem as seguintes características:

60,45 m² de área construída

3 dormitórios

1 cozinha

1 banheiro

1 sala

Na figura x é apresentado o projeto sobre o qual o modelo foi desenvolvido.

Page 35: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

26

Figura 5 - Projeto modelo Fonte: Os autores, 2013

O software utilizado para a modelagem foi o Autodesk® Revit. O principal

motivo para a escolha foi a familiaridade com a interface, pois os autores já

possuíam conhecimento nesta ferramenta de modelagem.

Figura 6 - Interface do Autodesk Revit Fonte: Autodesk, 2011

Primeiramente ocorreu a interpretação de todas as informações

representadas no projeto em CAD, como, disposição dos cômodos, medidas, cotas,

posições de janelas e portas, entre outras. Os autores verificaram que para a

elaboração de um modelo virtual preciso, teriam que ocorrer diversas definições de

projeto. Com isso são agregadas as informações necessárias para um entendimento

Page 36: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

27

pleno da edificação, como materiais utilizados, espessuras de camadas dos

elementos de pisos e paredes, métodos construtivos, entre outras.

Iniciou-se a modelagem pela adaptação das unidades que seriam utilizadas

ao longo trabalho, seguindo os padrões brasileiros.

Uma vez definidas as medidas, os autores decidiram criar as propriedades

referentes a cada um dos materiais que seriam inseridos nos elementos

construtivos. Isso foi determinado já pensando no método construtivo e nos

materiais aplicados. Cada elemento do projeto apresenta uma composição de

materiais distintos. Estes por sua vez são criados de maneira independente e podem

ser selecionados numa base de dados de materiais, conforme sua necessidade.

Podem ser inseridas informações gráficas, físicas, térmicas, entre outras. Na Figura

8 é apresentada, como exemplo, a composição de uma parede, a biblioteca de

materiais e o editor do material em questão. Nesse caso foi utilizada a parede

nomeada “15cm Sala-Quarto” e a partir dela definida a estrutura de sua composição

e quais materiais serão utilizados em cada fase dessa estrutura (alvenaria, chapisco,

reboco, massa corrida e tinta). Um dos materiais editados foi o bloco cerâmico,

criado a partir dos materiais disponíveis na biblioteca e personalizado de acordo com

a necessidade do projeto e com o disponível no mercado.

Figura 7 - Definição das unidades Fonte: Os autores, 2013

Page 37: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

28

A plataforma Revit permite a importação direta de arquivos DWG, o que

facilita e agiliza a transformação das linhas que compõe o projeto em elementos

paramétricos. Entretanto, como neste caso, possuía-se apenas o projeto em papel, a

modelagem do empreendimento ocorreu inteira e diretamente no Revit.

Após a definição e criação de todos os materiais e elementos que seriam

utilizados ao longo do processo de modelagem, foi dado início à transformação de

representações bidimensionais em um modelo BIM. É importante ressaltar que,

devido à parametricidade, o processo de modelagem não precisa seguir nem existe

uma sequência, dita correta para a criação de um modelo.

4.1.1. Arquitetônico

A modelagem da edificação estudada seguiu uma sequência de passos,

metodologia de projeto, definida pelos autores.

1. Paredes: No lançamento das paredes, num primeiro momento, não

houve uma preocupação com as medidas exatas de cada elemento,

apenas desenhando de maneira que a forma fique parecida com o

resultado desejado. Uma vez que todos os elementos estejam

Figura 8 - Estrutura de objetos e propriedades dos materiais Fonte: Os autores, 2013

Page 38: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

29

lançados definiu-se a medida de cada um de acordo com o projeto em

questão.

2. Portas e janelas: Foram inseridas a partir de componentes da própria

biblioteca do software. Ao posicioná-los nas paredes os recortes são

feitos de maneira automatizada, impedindo que haja conflito de

componentes distintos no mesmo espaço.

3. Pisos: Definidos no projeto arquitetônico comportam o material de

acabamento. Sendo assim foram delimitados os perímetros dos pisos

em cada cômodo, sua espessura e composição a partir da laje.

4. Forros: São automaticamente desenhados a partir das faces da

parede, reconhecendo os limites e sendo fixadas na altura

estabelecida em projeto.

5. Madeiramento e telhas: Utilizado o tutorial elaborado por Eron

Costin (2011), no qual são criados 4 elementos de telhado e

customizados para a realização do madeiramento e telhas.

6. Implantação: Inseriu-se pontos com elevações distintas da qual foi

criada a superfície. Para a diferenciação das superfícies foi criada

subregiões e modificado seu material dando o acabamento desejado.

Figura 9 - Evolução do modelo arquitetônico Fonte: Os autores, 2013

Page 39: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

30

4.1.2. Estrutural

O estudo de caso não possuía um projeto estrutural. Para a avaliação da

metodologia BIM em projetos de estrutura os autores o desenvolveram sem o intuito

de dimensionar ou calcular a estrutura. Foi feito apenas o lançamento e modelagem

3D da estrutura.

O modelo estrutural seguiu a seguinte metodologia de projeto:

1. Baldrames: O lançamento da viga baldrame foi feito automaticamente

pelo software apenas selecionando as paredes das quais a viga seria a

base. Os autores definiram apenas seção da viga de 15x30cm

2. Piso alicerce: Utilizando as delimitações do baldrame são criados os

pisos alicerces, com espessura de 7cm.

3. Blocos de fundação: Os blocos foram posicionados nas interseções das

vigas, após estabelecida uma dimensão padrão de 40x40x40cm.

4. Estacas: Em cada bloco foi inserida uma estaca com 20cm de diamêtro

e 6m de profundidade.

5. Vigas: O lançamento das vigas utilizou o traçado das paredes.

Diferentemente das vigas baldrame, estas não são lançadas

automaticamente, tendo que desenhar a linha do eixo ou face. A seção

destas vigas são de 9x20cm.

6. Pilares: Utilizando um método similar ao dos blocos, são determinadas

as intersecções mais apropriadas. Considerando o método construtivo

usual para este tipo de edificação foi escolhida uma seção de 9x9cm

para os pilares.

Page 40: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

31

Figura 10 - Evolução do modelo estrutural Fonte: Os autores, 2013

4.1.3. Instalações Hidráulicas

Considerando as limitações do software em relação à biblioteca de

componentes e a grande discrepância nos padrões utilizados no Brasil e o país de

origem do software, foi estabelecido que a modelagem compreenderia apenas as

instalações hidráulicas de um banheiro.

Page 41: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

32

Primeiramente posicionaram-se os equipamentos hidraúlicos (bacia

sanitária, lavatório, chuveiro e caixa d’água) para definir o ponto de conexão destes

com os tubos. Em seguida foram traçados os tubos das instalações de água fria e

esgoto. As conexões são inseridas de maneira automatizada. A Figura 11 apresenta

o modelo de instalações nas duas fases.

4.2. ESTIMATIVA DE CUSTOS

O software utilizado para a elaboração do modelo apresenta um recurso que

permite a extração de diversas tabelas, como quantitativos de materiais ou até

mesmo tabelas de diversos elementos (esquadrias, portas). Os quantitativos

gerados podem ser customizados, tanto para definir as unidades ou dimensões dos

elementos, quanto para estabelecer a própria formatação das tabelas. Porém, as

informações extraídas dessa maneira, resultam em tabelas segregadas para cada

categoria de elementos. Isso ocorre por uma limitação da ferramenta utilizada. Para

ilustrar o processo de extração de informações foi gerada uma tabela com o

quantitativo dos materiais que compõem as paredes da edificação. Cada material

presente na Figura 12 foi criado ou customizado no início da modelagem, adaptando

suas principais características para a realidade brasileira. O mesmo procedimento foi

Figura 11 - Etapas do modelo de instalações hidráulicas Fonte: Os autores, 2013

Page 42: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

33

repetido para cada elemento modelado que foi verificada a necessidade de

quantificar.

Figura 12 - Exemplo de extração por tabelas do Revit Fonte: Os autores, 2013

4.3. LEVANTAMENTO DE CUSTOS

Devido à indisponibilidade de um software comercial com a finalidade de

realizar a integração do modelo 3D com a dimensão custo, os autores optaram pela

utilização de uma pasta de trabalho, já elaborada, através de programação VBA do

software Microsoft Excel. Mensalmente esta pasta de trabalho é atualizada com

informações oriundas dos Relatórios de Serviços e Insumos do SINAPI (Sistema

Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil). Relacionando este

banco de dados com os dados extraídos do modelo, obtém-se uma estimativa de

custo.

Cada item do relatório de serviços possui um código que representa uma

composição de insumos e suas quantidades para realizar uma quantidade unitária

do serviço. A Figura 13 apresenta a composição do código 5999 – Azulejo 2a 15x15

cm fixado com argamassa colante, juntas a prumo, rejuntamento com cimento

branco.

Figura 13 - Exemplo de composição do SINAPI Fonte: Os autores, 2013

Page 43: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

34

A Figura 14 ilustra a tabela extraída do modelo, exportada em .txt,

contemplando o elemento geométrico com código equivalente ao da planilha do

SINAPI e sua quantidade.

Figura 14 - Tabela extraída do Revit em formato .txt

Associando os dados extraídos do modelo com este banco de dados, obtém-

se uma estimativa de custo na pasta de trabalho utilizada. A Figura 15 apresenta o

resultado da combinação desses dados para o custo do item 5999- Azulejo 2a 15x15

cm fixado com argamassa colante, juntas a prumo, rejuntamento com cimento

branco. Este procedimento é realizado automaticamente para cada elemento

modelado que possui um código e sua quantidade.

Figura 15 - Levantamento de custo Fonte: Os autores, 2013

Page 44: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

35

4.4. ELABORAÇÃO DO PLANEJAMENTO DE PRAZO

O planejamento de prazo foi elaborado com a finalidade de estudar a

integração do modelo 3D com a dimensão tempo. No entanto, não foi realizado um

planejamento detalhado da execução da obra, mas o suficiente para atribuir

atividades para cada elemento modelado. A ferramenta utilizada para o

desenvolvimento dessa etapa foi o Microsoft Project. A fim de realizar a integração

das informações extraídas do modelo com o planejamento foi adotado seguinte

método. A cada atividade representada no planejamento do empreendimento, está

atribuída um código da EAP (Estrutura Analítica de Projetos). Para todo elemento

modelado existe uma atividade descrita no planejamento de prazo. Associando o

código da EAP para cada elemento do modelo é possível fazer a relação entre o

modelo 3D e o que foi planejado. A Figura 16 ilustra uma parte do planejamento

desenvolvido e o gráfico de Gantt para as respectivas atividades.

4.5. ASSOCIAÇÃO DO PRAZO E CUSTO

A solução desenvolvida para possibilitar a simulação 5D do empreendimento

foi de agregar a cada elemento ou material dois novos códigos. Estes, são criados

utilizando a ferramenta de parâmetros compartilhados do software. Com a finalidade

de associar o modelo com o prazo, atribui-se um código da EAP do planejamento

Figura 16 - Planilha de planejamento Fonte: Os autores, 2013

Page 45: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

36

para cada elemento ou material modelado. Já para a associação dos componentes

do modelo com o levantamento de custos foram agregados a aqueles um código da

composição, retirados da planilha do SINAPI. A figura x mostra o elemento estaca

com os respectivos códigos.

Figura 17 - Demonstração de códigos associados ao elemento Fonte: Os autores, 2013

4.6. SIMULAÇÃO 5D (PRAZO + CUSTO)

Por fim, foi realizada a simulação 5D (3D + prazo + custo). O software

escolhido para fazer a compilação de todas as informações do modelo e gerar a

simulação foi o Autodesk Navisworks. O início dessa etapa se deu reunindo todos os

quantitativos extraídos do Revit em uma única planilha. A Figura 18 evidência a

necessidade dessa organização das tabelas, a fim de deixar todos os elementos

modelados com códigos na ordem do planejamento.

Page 46: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

37

Figura 18 - Tabelas do Revit Fonte: Os autores, 2013

Como o Revit levanta os quantitativos separando os elementos por

categorias, a ordenação deve ser feita manualmente. A Figura 19 apresenta uma

parte da planilha organizada e composta por todos elementos modelados, contendo

o código da EAP, código da composição e a quantidade.

Figura 19 - Tabela final de quantitativos Fonte: Os autores, 2013

Tendo em mãos o levantamento de custos elaborado anteriormente pode-se

então inserir esses custos no planejamento de prazo. Assim, tem-se para cada

Page 47: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

38

elemento modelado uma atividade e um custo para sua realização. A Figura 20

mostra exemplos do custo inserido no planejamento da edificação.

Figura 20 - Planejamento com o custo associado Fonte: Os autores, 2013

Apesar dessa etapa ser realizada manualmente, esse foi o método

encontrado pelos autores para conseguir adaptar as ferramentas utilizadas e poder

executar a simulação 5D. O software Navisworks importa o arquivo criado em

Microsoft Project e é a partir da ligação do modelo 3D com o planejamento que se

faz a simulação da construção. É por esse motivo que os custos são inseridos nesse

arquivo. A Figura 21 mostra a simulação da edificação mostrando que o andamento

da construção para uma definida data e o custo da obra até então.

Page 48: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

39

Figura 21 - Simulação 5D Fonte: Os autores, 2013

Page 49: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

40

5. RESULTADOS

O presente capítulo contém uma análise dos resultados obtidos ao longo do

desenvolvimento do trabalho. Os resultados foram os seguintes:

Modelo 3D, contendo informações de projeto arquitetônico, estrutural

e instalações hidráulicas de um banheiro da residência.

Tabela de quantitativos extraída automaticamente

Orçamento

Planejamento de prazo

Simulação 5D

5.1. MODELO 3D

O modelo 3D elaborado possibilitou a criação automática de pranchas de

plantas, elevações e cortes. No apêndices de 1 a 5 são apresentadas as pranchas

do projeto arquitetônico, estrutural e hidráulico, respectivamente. Além das pranchas

também foi extraído do modelo dois PDFs 3D (apêndices 6 e 7), possibilitando a

visualização tridimensonal em um formato altamente acessível. A qualidade no

detalhamento e normatização das pranchas estão diretamente ligadas à qualidade e

nível de detalhe do modelo, além de uma customização dos padrões

disponibilizados pelo software. As pranchas desenvolvidas apresentam apenas as

vistas selecionadas pelos autores para melhor visualização dos projetos e um

carimbo no qual foram alterados apenas os campos já pré-definidos pelo padrão do

Revit. O modelo 3D possibilitou uma visualização e entendimento facilitado do

projeto. A realização dos projetos de estrutura e instalações hidráulicas a partir do

modelo arquitetônico possibilitaram uma compatibilização praticamente imediata dos

projetos.

A modelagem BIM permitiu um entendimento mais abrangente da edificação

e seus projetos. Mas, simultaneamente levantou questionamentos a respeito dos

métodos construtivos, materiais a serem empregados, entre outros. Isso implicou na

tomada de decisões que hoje em dia seriam feitas no canteiro de obras, nas fases

iniciais do projeto.

Page 50: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

41

Figura 22 - Modelo 3D Fonte: Os autores, 2013

Ocorreu um ganho de produtividade, devido à parametricidade, visto que ao

sofrerem alguma alteração, os elementos se adaptam sem ser necessário atualizá-lo

na representação gráfica.

Os desenhos extraídos a partir do modelo facilitaram a coordenação e

prevenção de erros de projeto. Os projetos complementares foram desenvolvidos

desde o início, considerando as características geométricas dos elementos e as

limitações físicas do projeto, diminuindo consideravelmente a margem para erros.

A maior dificuldade encontrada na modelagem foi a falta de bibliotecas de

elementos e uma restrita base de dados do software. A criação desses elementos

necessita de um grande conhecimento da ferramenta, tornando complicada o

desenvolvimento por usuários com pouca experiência. O nível de detalhe que uma

modelagem complexa demanda é alto, mesmo em fases iniciais do projeto. A

modelagem BIM exige um grande investimento, tanto em softwares, quanto em

hardware, para poder usufruir de todas os seus benefícios.

Page 51: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

42

Figura 23 – Modelo 3D seccionado Fonte: Os autores, 2013

5.2. TABELA DE QUANTITATIVOS

A extração dos quantitativos gerou como resultado uma tabela em .txt, que

pode ser lido no software Excel. A Figura 24 apresenta a tabela de quantitativos

ordenada.

Page 52: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

43

Figura 24 - Tabela de quantitativos ordenada Fonte: Os autores, 2013

A partir da modelagem da edificação, foi realizada a extração dos

quantitativos como demonstrado no capitulo 4. Na maioria dos elementos modelados

a extração aconteceu sem nenhum problema porém em alguns elementos não foi

possível devido a característica da modelagem. Por exemplo só existem

composições de custo por m², Figura 25, e.a extração da estrutura do telhado é feita

com metro linear dos elementos, Figura 26.

Figura 25 - Composição da estrutura do telhado

Fonte: Os autores, 2013

Page 53: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

44

Para elaborar o levantamento de custos usando a base de dados, foram

necessárias adaptações de elementos que não são possíveis as extrações no

formato correto e também ordenamento manual da EAP.

5.3. ORÇAMENTO

Utilizando a tabela extraída e ordenada na macro criada no software Excel

foram levantados todos os insumos e custos para cada item da EAP do projeto. No

apêndice 8 encontra-se o orçamento completo.

5.4. PLANEJAMENTO DE PRAZO

A elaboração do planejamento de prazo, foi realizada apenas para

demonstrar o funcionamento do simulação 5D. O custo obtido para cada atividade

no orçamento já está incorporado no planejamento da obra. No apêndice 9 encontra-

se o planejamento completo com os custos.

5.5. SIMULAÇÃO 5D

A simulação 5D fornece diversos tipos de visualização. Obtivemos como

resultado esta visualização tanto no próprio software como também uma animação e

seus respectivos frames separados em imagens. Como o resultado final é

Figura 26 - Extração do madeiramento Fonte: Os autores, 2013

Page 54: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

45

constituido por uma animação na qual é apresentada o desenvolvimento da obra nas

dimensões 3D, tempo e custo, foi decidido apresentar como resultado as imagens a

cada 5 dias. No apêndice 10 temos imagens que compõe a simulação.

Page 55: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

46

6. CONCLUSÕES

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo BIM 5D para

analisar e avaliar os benefícios práticos da utilização de ferramentas BIM na

elaboração e condução de projetos. Este modelo teve como base o estudo de um

único empreendimento. Este teve como início a modelagem tridimensional das

disciplinas de arquitetura, estrutura e instalações hidráulicas. Seguido pela extração

das informações que serviram como subsídio para a elaboração dos planos de prazo

e custo. Para alcançar o objetivo principal do trabalho ocorreu a associação do

modelo tridimensional aos planos que resultou na simulação BIM 5D.

Foi verificado que a modelagem tridimensional aprimorou a visualização e

compreensão do empreendimento. A fim de realizar a simulação desejada, o nível

de detalhe e precisão do modelo deve ser o mais próximo da realidade, buscou-se

definir previamente os métodos construtivos utilizados e os materiais empregados na

construção. Isso implicou em uma participação colaborativa de todos os envolvidos

já nas fases iniciais.

Uma vez que o modelo foi criado e existe uma consistência das informações

a extração dos dados ocorre de maneira automática. As tabelas obtidas foram

geradas de maneira independente para cada classe, tendo que ordená-las de

acordo com a EAP manualmente.

Na sequência da extração dos dados, a obtenção de um orçamento nasce

de maneira automática. Considerando que as tabelas contém os códigos do banco

de dados do SINAPI, nessa etapa é necessário a verificação da similaridade entre

as unidades das informações extraídas e do banco de dados.

O planejamento de prazo foi gerado considerando somente as

informações modeladas e a sequência de execução de atividades referentes a

elas.

Considerando os resultados obtidos, conclui-se que já é possível a

realização de um modelo BIM 5D, com as ferramentas utilizadas neste trabalho. A

elaboração deste modelo e as informações dele extraídas, ampliaram a visão em

relação ao projeto, integrando todas informações disponíveis em um único modelo.

Isso garantiu melhor precisão nas tomadas de decisões referentes ao planejamento

Page 56: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

47

de prazo e custo. Além da verificação de possíveis erros tanto no planejamento de

prazo e custo quanto no método construtivo adotado.

6.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

A partir da realização deste trabalho estão relacionados a seguir as

sugestões para trabalhos futuros:

Elaboração de um modelo tridimensional de projetos complementares;

Aplicar BIM 5D utilizando formato IFC – Industry Foundation Classes;

Comparar orçamento extraído do modelo com o realizado em obra.

Page 57: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

48

7. BIBLIOGRAFIA

Alder, M. Adam. 2006. Comparing time and accuracy of building information

modeling to on-screen takeoff for a quantity takeoff of a conceptual estimate.

Dissertação (Master of Science). School of Technology Brigham Young University. :

s.n., 2006.

Andrade Jr., Edivaldo Pereira de. 2003. Proposta de compartilhamento em

sistemas colaborativos de gerência de documentos para arquitetura, engenharia e

construcão. Universidade Estadual de Campinas. Campinas : s.n., 2003.

Andrade Neto, Flavio de. 2008. REQUISITOS PARA UM SISTEMA DE

INFORMAÇÃO VIA WEB PARA COMPRAS ED MATERIAIS PARA OBRAS DE

CONSTRUÇÃO CIVIL. Curitiba : s.n., 2008.

Autodesk®. 2011. Realizing the Benefits of BIM. 2011. White Paper.

Ayres Filho, Cervantes Gonçalves. 2009. Acesso ao modelo integrado do

edifício. Universidade Federal do Paraná. Curitiba : s.n., 2009.

Azevedo, Orlando José Maravilha. 2009. Metodologia BIM - Building

Information Modeling na Direção Técnica de Obras. Universidade do Minho. Braga :

s.n., 2009.

Bernardes, Maurício. 1996. Método de análise do processo de

planejamento da produção de empresas construtoras através do estudo de seu fluxo

de informação. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre : s.n.,

1996. Dissertação.

Bernardes, Maurício Moreira e Silva. 2001. Desenvolvimento de um

Modelo de Planejamento e Controle da Produção para Micro e Pequenas Empresas

de Construção. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre : s.n.,

2001. Tese.

Bertezini, Ana Luísa. 2006. A avaliação do processo de projeto de

arquitetura e as perspectivas para a sua evolução. Departamento de Engenharia de

Construção Civil, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo : s.n.,

2006. p. 193, Dissertação.

Page 58: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

49

Biotto, Clarissa Notariano. 2012. Método de gestão da produção na

construção civil com uso da modelagem 4D. Universidade Federal do Rio Grande do

Sul. Porto Alegre : s.n., 2012. Dissertação.

Coelho, Sérgio Salles e Novaes, Celso Carlos. 2008. Modelagem de

Informações para Construção (BIM) ambientes colaborativos para gestão de projetos

na construção civil. Universidade Federal de São Carlos. São Carlos : s.n., 2008.

Eastman, Chuck, et al. 2008. BIM Handbook. New Jersey : John Wiley &

Sons, 2008.

Fabricio, Márcio Minto. 2002. Projeto Simultâneo na Construção de

Edifícios. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo : s.n., 2002.

Tese.

Florio, Wilson. 2007. Tecnologia da informação na construção civil:

Contribuições do Building Information Modeling no processo de projeto em

arquitetura. Universidade Prebisteriana Mackenzie. São Paulo : s.n., 2007.

Formoso, Carlos Torres. 1991. A KNOLEDGE BASED FRAMEWORK FOR

PLANNING HOUSE BUILDING PROJECTS. Salford : s.n., 1991.

Ito, Armando Luís Yoshio. 2007. Gestão da Informação no processo de

projeto de Arquitetura: Estudo de Caso. Universidade Federal do Paraná. Curitiba :

s.n., 2007. Dissertação.

Kymmell, Willem. 2008. Building Information Modeling: Planning and

managing construction projects with 4D CAD and simulations. s.l. : McGraw-Hill,

2008.

Laufer, Alexander e Tucker, Richard L. 1987. Is construction planning

really doing it's job? A critical examination of focus, role and process. 1987.

Leicht, Robert M e Messner, John I. 2007. Comparing Traditional

Schematic Design Documentation to a Schematic Building Information Model. The

Pennsylvania State University. University Park : s.n., 2007.

Melhado, Silvio Burratino. 2001. Gestão, Cooperação e Integração para

um novo modelo voltado à qualidade do processo de projeto na construção de

edifícios. Departamento de Engenharia de Construção Civil, Escola Politécnica da

Universidade de São Paulo. São Paulo : s.n., 2001. Tese de livre docência.

Mendes Jr, Ricardo. 1999. Programação da produção na construção de

edifícios de múltiplos pavimentos. Florianópolis : s.n., 1999.

Page 59: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

50

Menezes, Gilda Lúcia Bakker Batista. 2011. Breve Histórico de

implantação da plataforma BIM. Cadernos de Arquitetura e Urbanismo. 21º sem. de

2011, Vol. 18, 22, pp. 153-171.

Nascimento, Luiz Antonio do e Santos, Eduardo Toledo. 2001. A

Contribuição da Tecnologia de Informação ao Processo de Projeto na Construção

Civil. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo : s.n., 2001.

Artigo.

Santos, Adriana de Paula Lacerda, et al. 2009. A utilização do BIM em

projetos de construção civil. IJIE – Iberoamerican Journal of Industrial Engineering.

Dezembro de 2009, pp. p. 24-42.

Tobin, John. 2008. Proto-Building: To BIM is to Build. AEC bytes. [Online]

28 de Maio de 2008. [Citado em: 19 de Julho de 2012.]

http://www.aecbytes.com/buildingthefuture/2008/ProtoBuilding.html.

Villas-Bôas, Barbara Talamini. 2004. MODELAGEM DE UM PROGRAMA

COMPUTACIONAL PARA O SISTEMA LAST PLANNER DE PLANEJAMENTO.

Curitiba : s.n., 2004.

Witicovski, Lilian Cristine. 2011. Levantamento De Quantitativos Em

Projeto: Uma Análise Comparativa do Fluxo de Informações Entre as

Representações Em 2D e o Modelo de Informações da Construção (BIM).

Universidade Federal do Paraná. Curitiba : s.n., 2011. Dissertação.

Zen, Thiago Henrique. 2006. DIRETRIZES PARA O USO DE

TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO NO GERENCIAMENTO DAS INFORMAÇÕES

DO PROCESSO DE PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO. Curitiba :

s.n., 2006.

Page 60: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

51

8. APÊNDICE

Page 61: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

52

8.1. APÊNDICE 1 - A-01 - PLANTA BAIXA E IMPLANTAÇÃO

Page 62: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

53

8.2. APÊNDICE 2 - A-02 - CORTES, ELEVAÇÕES E 3D

Page 63: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

54

8.3. APÊNDICE 3 - E-01 – ESTRUTURAL

Page 64: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

55

8.4. APÊNDICE 4 - H-01 - ISOMETRICO – BANHEIRO

Page 65: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

56

8.5. APÊNDICE 5 - H-02 - PLANTA E ELEVAÇÃO

Page 66: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

57

8.6. APÊNDICE 6 - PDF 3D ARQ – EST

Page 67: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

58

8.7. APÊNDICE 7 - PDF 3D INST

Page 68: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

59

8.8. APÊNDICE 8 - LEVANTAMENTO DE QUANTITATIVOS

Page 69: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

60

8.9. APÊNDICE 9 – PLANEJAMENTO DE PRAZO

Page 70: Análise de ferramentas de modelagem na elaboração de um

61

8.10. APÊNDICE 10 – SIMULAÇÃO 5D