Phó trưởng phòng thiết kế Nikken Sekkei Tomohiko Yamanashi về khả năng của công nghệ BIM và kinh nghiệm sử dụng chúng trong các dự án của cục: Nhà trên mặt nước và xây dựng nhà ga hành khách số 3 tại Sân bay Quốc tế Narita.
Nikken Sekkei, một trong những công ty kiến trúc và xây dựng lớn nhất ở Nhật Bản và trên thế giới, là công ty tiên phong nhất quán trong việc sử dụng và phân phối công nghệ BIM. Nikken Sekkei là một trong những người đầu tiên sử dụng và phân phối công nghệ BIM - khoảng năm năm trước. Ban đầu, chỉ để nâng cao chất lượng thiết kế và tối ưu hóa quy trình làm việc, nhưng với ý định một ngày nào đó sẽ chuyển hoàn toàn sang BIM. Ngày nay, cơ quan này đã tạo ra những tòa nhà khó có thể thành hiện thực nếu không có BIM.
Cải tiến được thực hiện bởi BIM
Sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đã mang lại những thay đổi lớn trong một số lĩnh vực kiến trúc. Ngành xây dựng bắt đầu sử dụng công nghệ phụ gia, bao gồm sự phổ biến của in 3D. Trong các dự án Hội trường gỗ và Bảo tàng Hoki, dữ liệu BIM đã được sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất, cho đến quản lý máy công cụ.
Trong thiết kế kiến trúc, nhờ có CNTT, bây giờ có thể sử dụng rộng rãi hơn mô phỏng và mô hình hóa … Vì những phương pháp này tốn thời gian và công sức nên trước đây chúng chỉ có ý nghĩa đối với những công trình lớn và chỉ một vài lần trong quá trình thiết kế. Trong trường hợp của Tòa nhà NBF Osaki (trước đây là Sony City Osaki), BIM đã được sử dụng nhiều lần để lấy ý kiến phản hồi của khách hàng về bất động sản này. Và khi tạo ra nơi cư trú "Trên mặt nước", luồng không khí, nhiệt độ giảm xuống, v.v. đã được mô hình hóa. Cách tiếp cận này có hiệu quả ngay cả khi thiết kế những ngôi nhà riêng nhỏ.
Máy tính hỗ trợ thiết kế nhờ ICT, nó có thể trở thành một phương pháp mới trong đó nhiệm vụ chính của kiến trúc sư là phát triển một khái niệm hoặc một thuật toán. Ví dụ, trong Tòa nhà Kawasaki Toshiba, các kiến trúc sư đã tạo ra một thuật toán và thiết lập số lượng lỗ lưới trên mặt tiền, và chương trình đã tính toán vị trí của chúng. Kết quả là thiết kế và thiết kế phức tạp, đồng thời giảm chi phí thiết kế.
Lĩnh vực thứ tư của ứng dụng CNTT-TT gần với khái niệm
"Internet vạn vật" … Bản thân một đối tượng kiến trúc trở thành một thiết bị kỹ thuật số. Các thiết bị cảm biến được gắn vào các tòa nhà để cảnh báo thiên tai. Các cảm biến như vậy cũng có thể được sử dụng để đảm bảo an toàn bằng cách nắm bắt chuyển động của con người. Đây là một trong những công nghệ được sử dụng để chuẩn bị cho Thế vận hội Tokyo 2020.
Một ví dụ khác là Tòa nhà NBF Osaki nói trên. Lớp vỏ sinh học của tòa nhà ngăn chặn tác động của đảo nhiệt xung quanh nó: bằng cách phát hiện mức độ nhiệt và ánh sáng bằng các cảm biến, nó luân chuyển nước và biến nước mưa thành hơi nước. Để sử dụng một cách hiệu quả một lượng nhỏ nước mưa, máy tính sẽ giám sát sự phân bố đồng đều của nó xung quanh tòa nhà.
Phân phối BIM ở Nhật Bản
Hiện tại, Nikken Sekkei chỉ sử dụng hai hoặc ba trong số các cải tiến này, nhưng sẽ sớm trở thành thông lệ khi sử dụng cả bốn trong một tòa nhà. Điều này đòi hỏi một nền tảng chung lớn. Vì CNTT-TT dựa trên thông tin kỹ thuật số, BIM phù hợp làm nền tảng như vậy. Bản vẽ 2D không còn là nguồn thông tin đủ tốt, cũng như các phiên bản PDF được quét của chúng. BIM theo nghĩa này là hoàn toàn cần thiết.
Tại Nhật Bản, việc áp dụng BIM diễn ra chậm chạp và hạn chế sử dụng. Trong ngành xây dựng, hệ thống sản xuất ở trạng thái hiện tại được coi là đủ phát triển để tạo ra kiến trúc chất lượng cao. Phần lớn BIM được sử dụng bởi các nhà thiết kế hoặc tổng thầu để nâng cao hiệu quả và chất lượng công việc. Khó có thể kỳ vọng tăng trưởng bùng nổ ở mức này.
Để sự phổ biến của các công nghệ BIM diễn ra nhanh hơn, khách hàng phải hiểu tất cả những lợi ích mà chúng mang lại. Ví dụ, ngoài những gì đã nói, với sự trợ giúp của CNTT-TT, có thể tự động kiểm soát sự thất thoát năng lượng và do đó giảm chi phí vận hành một tòa nhà.
Điều quan trọng nữa là tạo ra một môi trường cho phép thông tin được số hóa một cách nhanh chóng và dễ dàng. Đó phải là một môi trường thoải mái trong đó bất kỳ ai - nhà thiết kế, nhà thầu hoặc khách hàng - đều có thể dễ dàng tạo dữ liệu cho BIM và nhận được kết quả ngay lập tức. Chìa khóa để tạo ra một môi trường như vậy là các giải pháp BIM mạnh mẽ và hiệu quả. Đó là lý do tại sao chúng tôi sử dụng ARCHICAD®.
ARCHICAD rất dễ học, nhưng là một sản phẩm nghiêm túc. Ngoài hiệu suất cao, phần mềm này còn có một ưu điểm quan trọng khác: hỗ trợ mạnh mẽ cho “OPEN BIM®-tiếp cận . Nó ngụ ý việc sử dụng định dạng tệp IFC chung để tổ chức tương tác giữa tất cả các chuyên gia tham gia vào quá trình thiết kế. “Điều đặc biệt quan trọng đối với các công ty kiến trúc ngày nay là có thể hợp tác và trao đổi thông tin, bất kể phần mềm được sử dụng là gì. Sự hợp tác trong lĩnh vực truyền dữ liệu là điều cần thiết. Thông tin không nên chỉ dành riêng cho một công ty, vì vậy chỉ số quan trọng đối với chúng tôi là chất lượng truyền dữ liệu từ ARCHICAD sang các chương trình khác,”Yamanashi nhận xét
ví dụ từ thực tế:
Nhà trên mặt nước
Năm: 2016
Phần mềm: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD, STREAM
On the Water Project là một ngôi nhà mùa hè nằm ở một vị trí yên tĩnh bên bờ Hồ Chuzenjiko ở Nikko, tỉnh Tochigi. Tòa nhà hai tầng nằm ngay sát mặt nước trên một con dốc đổ xuống từ đường xuống hồ bảy mét.
Tái tạo môi trường dự án
Các kiến trúc sư muốn nhấn mạnh bầu không khí tách biệt của nơi này và tạo ra một không gian để tận hưởng thiên nhiên. Vì chủ sở hữu đang mong đợi nhiều khách trong nhà của họ, nên cần phải nghĩ đến chế độ nhiệt. Nhưng khái niệm này đã không xuất hiện cho đến khi khách hàng bỏ cụm từ rằng "ngay cả cái lạnh cũng có thể dễ chịu." Sau đó, các kiến trúc sư nhận ra rằng không khí lạnh là một phần không thể thiếu của nơi này, trái ngược với thành phố, nơi có môi trường đồng nhất và điều hòa. Từ ý tưởng này, hình dạng của tòa nhà đã ra đời - một hình xoắn ốc, di chuyển dọc theo đó khách cảm thấy rằng không chỉ quang cảnh bên ngoài cửa sổ đang thay đổi mà còn cả nhiệt độ. Càng đến gần mặt nước, nó càng lạnh.
Tạo ra sự đa dạng này đã được chứng minh là một nhiệm vụ khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, các nghiên cứu chi tiết và mô hình hóa tòa nhà tương lai đã được yêu cầu ngay từ giai đoạn đầu của thiết kế. Đối với nhà riêng thì tốn kém và tốn thời gian, nhưng ARCHICAD đã biến điều không thể thành có thể. Một nhóm BIM đặc biệt đã được thành lập trong công ty, nhóm này đã nhanh chóng phát hành một mô hình 3D trong ARCHICAD để nghiên cứu thêm.
“Tôi không thể tưởng tượng được quang cảnh hồ nước qua bản vẽ 2D chút nào. Nhưng bằng cách thêm những ngọn núi và cảnh quan xung quanh vào mô hình BIM, ARCHICAD đã giúp chúng ta có thể nhìn thấy dự án như thể chúng ta đang ở trong một tòa nhà trong tương lai”, Satoshi Onda, một trong những tác giả của dự án cho biết. Với ARCHICAD, có thể xác định vị trí tốt nhất cho tòa nhà trong khuôn viên, quy mô của các phòng cũng như hình dạng và kích thước của các cửa sổ.
Kết quả có thể đoán trước với BIM
“Chúng tôi đã có thể xác định vị trí đứng hoặc ngồi để ngắm núi Nantai từ góc độ tốt nhất có thể. Chúng tôi có thể phân tích mọi thứ sẽ đưa vào bức tranh toàn cảnh của cửa sổ, - trưởng phòng thiết kế Hajime Aoyagi cho biết. "Ngay từ đầu, không chỉ khung cảnh được mô hình hóa, mà còn cả môi trường nhiệt và hệ thống thông gió - không có gì được tạo ra một cách tình cờ."
Mô hình BIM cũng hữu ích cho các cuộc họp với khách hàng và nhà thầu. “Vì thật khó để hiểu hình dạng của tòa nhà chỉ từ sơ đồ mặt bằng, chúng tôi đã sử dụng mô hình 3D. Cả khách hàng và nhà thầu đều hiểu ngay không gian, dễ dàng giải thích ý đồ thiết kế của chúng tôi. Tôi nghĩ nó đã tiết kiệm cho chúng tôi rất nhiều chuyến đi đến công trường."
ví dụ từ thực tế:
Nhà ga hành khách 3, Sân bay Quốc tế Narita
Năm: 2015
Phần mềm: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD
Nhà ga hành khách số 3 của Sân bay Quốc tế Narita nhằm phục vụ các hãng hàng không giá rẻ. Với ngân sách thấp - ít hơn một lần rưỡi so với mức thường được chi cho một tòa nhà như vậy - cần phải tạo ra một tòa nhà chức năng và hiệu quả.
Tối ưu hóa ngân sách xây dựng
Do hạn chế về tiền tệ, họ ngay lập tức phải từ bỏ các yếu tố tiêu chuẩn cho sân bay: trần, giếng trời, người đi lại. Số lượng thang máy cũng bị hạn chế. Do đó, các vấn đề nảy sinh: hành khách sẽ phải đi bộ trong thời gian dài, các tuyến đường lộn xộn, các đường ống thông gió bị hở, và khó tổ chức điều hướng do thiếu giếng trời. Các kiến trúc sư quyết định thay đổi cách tiếp cận với các tiêu chuẩn thiết kế sân bay và bắt đầu suy nghĩ về cách bù đắp cho sự thiếu hụt các yếu tố tiêu chuẩn.
“Vì hành khách phải đi bộ trong một thời gian dài, chúng tôi phải tìm vật liệu giúp chuyến đi này trở nên thú vị. - một trong những tác giả của dự án Yasumasa Motoe cho biết. "Ví dụ, bề mặt sàn tráng cao su." Đây là cách những chiếc “máy chạy bộ” xuất hiện, không chỉ định hướng cho hành khách mà còn khiến cả không gian trở nên có hồn hơn.
Có nhiều ý tưởng khác mà ARCHICAD đã giúp hình dung và kiểm tra ngân sách hoặc sự thoải mái.
Cấu trúc và hệ thống MEP trong BIM
“Ngay từ đầu, chúng tôi đã lên kế hoạch tổng thể về thiết kế, cấu trúc và tiện ích, nếu không có mô hình BIM, điều này sẽ khó đạt được”, kiến trúc sư Wataru Tanaka nói. - Mô hình hóa ra đặc biệt hữu ích để giải quyết vấn đề thiếu trần nhà. Chúng tôi giấu hệ thống thông gió bên trong dầm sàn, và gắn biển báo vào dầm. Chúng tôi đã có một mô hình ARCHICAD, với sự trợ giúp của chúng tôi phân tích các mạng và cấu trúc kỹ thuật - vì vậy chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi đang hiện thực hóa ý tưởng”.
Motoe cho biết thêm rằng có rất nhiều ý tưởng nữa, nhưng ngay cả những ý tưởng rất thành công cũng phải bị bỏ qua nếu chúng không đáp ứng được yêu cầu về ngân sách hoặc không giúp tạo ra bầu không khí phù hợp cho hành khách. Với sự trợ giúp của mô hình BIM, nó cũng có thể kiểm tra độ an toàn của tòa nhà, trình bày trực quan cho khách hàng và giải thích cho các kỹ sư mạng về những gì họ yêu cầu. “Khi chúng tôi đi qua tòa nhà đã hoàn thành, nó trông giống hệt như mô hình 3D. Thành thật mà nói, nó thật tuyệt vời. Tuy nhiên, tôi nhớ điều kỳ diệu của những bản thiết kế thông thường biến thành những tòa nhà ba chiều."
***
Về Nikken Sekkei
Vào đầu thế kỷ 20, khi quá trình hiện đại hóa chiếm lấy tâm trí của các kiến trúc sư, một công ty nhỏ gồm 29 kiến trúc sư, nhà thiết kế và kỹ sư có tư duy tiến bộ đã được tổ chức ở Nhật Bản để xây dựng một thư viện mới ở Osaka. Sự hoan nghênh quan trọng đối với tòa nhà đã hoàn thành đã dẫn đến việc tiếp tục các hoạt động của công ty. Công ty hiện có hơn 2.500 nhân viên. Các dự án đã được thực hiện ở bốn mươi quốc gia trên thế giới. Nikken Sekkei là công ty lớn nhất - và là công ty kiến trúc thành công nhất trên thế giới.
Thái độ của công ty đối với sự đổi mới đã trở thành huyền thoại. Đến những năm 1930, một nguyên mẫu của hệ thống sửa đổi thiết kế đã được tạo ra, sau này được phát triển thành "đổi mới quy trình thiết kế" nhằm tăng cường tư duy sáng tạo tập thể. Năm 1964, Nikken Sekkei trở thành công ty đầu tiên ở Nhật Bản sử dụng máy tính trong thiết kế kiến trúc.
Các dự án của Nikken Sekkei đã có tác động to lớn đến cảnh quan thành phố, đặc biệt là ở khu vực Thái Bình Dương, nơi mà sự hiện diện của nó được cảm nhận mạnh mẽ nhất kể từ đầu thế kỷ 21. Trong những năm qua, Nikken Sekkei đã tích cực mở rộng các hoạt động của mình để bao gồm một loạt các dịch vụ thiết kế và xây dựng, từ thiết kế các cơ sở thương mại, công nghiệp và văn hóa đến hoạch định chính sách đô thị và hình thành ý tưởng về các thành phố xanh của ngày mai.
