Cómo se integran los flujos de trabajo de ingeniería y arquitectura con la ayuda de BIM

El impacto de los procesos de Modelado de información de construcción, o BIM, ha sido un punto de inflexión en la historia de la industria de la construcción. Los flujos de trabajo de diseño se han visto alterados por la llegada de la tecnología BIM, y tanto el sector de la arquitectura como el MEP (mecánica, ingeniería, plomería) han tenido que adaptarse a las tendencias emergentes del proceso de diseño. Tradicionalmente, los arquitectos e ingenieros de construcción han tenido diferentes flujos de trabajo de diseño y documentación. Estas prácticas se han modificado e integrado mediante el uso de modelos BIM.

En el sector del diseño MEP, los métodos tradicionales de desarrollar un diseño 2D de un diseñador MEP en un modelo 3D coordinado por el contratista están encontrando menos popularidad. El modelado BIM es en gran parte responsable de este cambio, y discutimos cómo es esto.

La mayor parte del trabajo de ingeniería en la construcción sigue la información recibida del diseño de los arquitectos, por ejemplo, rejillas de columnas para el diseño estructural o planos de techo para el diseño MEP. La información arquitectónica, como la geometría del edificio, se utiliza luego como entrada para el análisis de carga estructural, calefacción y refrigeración por parte de los ingenieros de construcción. Los resultados obtenidos de dicho análisis se aplican luego al dimensionamiento requerido de componentes tales como unidades estructurales, sistemas de calefacción y refrigeración. El número y las características de las juntas estructurales y los sistemas de distribución MEP se calculan para determinar las cargas y el tamaño de las conexiones, los elementos estructurales de la estructura, los conductos y las tuberías.

En algunos casos, los arquitectos pueden tener que renunciar a áreas diseñadas para incluir componentes MEP. En este punto, el diseño del diseño tendría que modificarse manteniendo los sistemas de ingeniería del edificio. El uso de modelos 3D coordinados permite la integración de MEP en los planes de construcción en una etapa temprana. Por lo tanto, un flujo de trabajo basado en modelos 3D se convirtió en una opción viable. Los modelos diseñados con CAD tienen ciertas ventajas en el sector del diseño MEP, como las siguientes:

  • Los estudios demuestran que las herramientas CAD en 3D mejoran el ciclo de desarrollo en un 30-50%

  • El uso de un modelo 3D reduce los problemas de incumplimiento en un 30-40%

  • El diseño basado en 3D produce menos imprecisiones

Por tanto, el uso de modelos CAD en 3D ahorra tiempo y dinero y reduce los errores.

El diseño MEP generalmente involucra a un número significativo de partes interesadas responsables de la ejecución fluida de las diferentes etapas de la ingeniería de construcción. Estas etapas generalmente incluyen planificación, diseño, coordinación espacial, fabricación, instalación y mantenimiento. Los equipos involucrados en el diseño de servicios de construcción generalmente consisten en ingenieros de diseño (también conocidos como ingenieros consultores o diseñadores de edificios) y contratistas MEP. A veces, un fabricante, que crea conductos, tuberías, escaleras eléctricas o rociadores con módulos de marco, también puede participar en el proceso de diseño. El ingeniero de diseño trabajó tradicionalmente con el arquitecto para supervisar los servicios de iluminación, refrigeración, calefacción, drenaje, residuos, prevención de incendios y protección. En este caso, el ingeniero de diseño se mantiene alejado del diseño espacial detallado de la iluminación, refrigeración, calefacción, etc. Era el contratista MEP, o el contratista comercial, quien ejecutaba los requisitos de diseño espacial y la instalación. Luego, el contratista MEP debe desarrollar el diseño del consultor en una solución de servicios de construcción lista para la instalación.

Hubo algunos desafíos con este flujo de trabajo, como:

  • Los datos de diseño, arquitectónicos y MEP debían compartirse.

  • El diseño de MEP fue creado por un ingeniero / equipo y detallado por otros.

  • Los esquemas y planos pueden presentar datos inconsistentes o conflictos.

  • Los cambios de diseño pueden ocurrir después de la finalización del diseño.

La introducción de El modelado BIM proporcionó una solución para estos desafíos, a medida que los diseños se convirtieron a modelos 3D, los datos de diseño se centralizaron cada vez más y los cambios se notificaron a las partes interesadas a un ritmo más rápido. Con el uso del modelado BIM, surgieron cinco opciones diferentes de flujo de trabajo de diseño MEP. Son los siguientes:

1. Diseño 2D con coordinación BIM 3D

Las salidas de diseño 2D, como diseños de planos 2D, secciones 2D y esquemas MEP, son creadas por el diseñador utilizando herramientas CAD 2D tradicionales y luego entregadas al contratista, quien creará un modelo BIM de Revit coordinado que permite la identificación y resolución de conflictos antes del sitio. comienza el trabajo.

2. Diseño 2D MEP y coordinación 3D BIM

Los diseños de diseño 2D son creados por el diseñador MEP; los diseños detallan la intención del diseño en lugar de los requisitos de instalación. Estos diseños se entregan luego al contratista comercial MEP para una coordinación 3D detallada. Se proporcionan al contratista modelos arquitectónicos y estructurales para permitir la coordinación también.

3. Diseño y coordinación BIM 3D por diseñadores MEP

Los ingenieros de diseño crean modelos BIM de Revit coordinados espacialmente con los componentes especificados reales de los proyectos. Se completa la coordinación de servicios estructurales, arquitectónicos y MEP. El modelo resultante está casi listo para la instalación. Por lo general, durante una ronda de ingeniería de valor o requisitos de instalación o fabricación preferidos, el contratista MEP aún hará los cambios finales.

4. Diseño y coordinación 3D BIM por contratistas MEP

La responsabilidad del diseño y la coordinación la asumen los contratistas del MEP. Anteriormente conocido como flujo de trabajo de «diseño y construcción», este método se está volviendo cada vez más popular. El contratista trabaja en el diseño y modelo en base a las especificaciones del cliente. Se crea un dibujo coordinado a partir del modelo para su instalación o fabricación. Este es un método rápido y rentable, ya que los costos de los recursos del contratista son más bajos que los de los ingenieros de diseño. A medida que toma las decisiones finales de adquisición y fabricación, esto también pone todo el control en un solo equipo, lo que agiliza un poco el proceso.

5. Coordinación 3D por contratistas generales

Los diseñadores 2D arquitectónicos, estructurales y MEP trabajan para un contratista general. El equipo también incluirá típicamente equipos de detalle que manejan la coordinación al nivel de un contratista comercial MEP. Se crea un modelo BIM 3D para que el contratista revise la resistencia del modelo y la adherencia al diseño. A continuación, se comprueba que no haya choques en el modelo.

Aunque hay cinco flujos de trabajo MEP diferentes, hay un flujo de trabajo de diseño arquitectónico tradicional, que consta de tres fases básicas. Ellos son:

1. Diseño esquemático

La forma y la función del espacio son concebidas por el arquitecto y convertidas a partir de bocetos en un modelo 3D.

2. Desarrollo de diseño

Los técnicos de CAD agregan dimensiones, detalles e información de apoyo a los modelos 3D. Se generan planos mecánicos, eléctricos, de plomería y de seguridad humana. El uso de bibliotecas de piezas estándar y la inclusión de datos de componentes etiquetados al principio de esta fase habilita herramientas de productividad que mejoran los planos de construcción o de taller.

3. Documento de construcción

Los dibujos detallados y precisos muestran los materiales de construcción, las hojas de datos de los componentes, las especificaciones y los programas de materiales o componentes. Los datos se pueden asignar a las paredes, los pisos y la envolvente del edificio en el modelo, así como la información de los componentes de las barras de refuerzo de acero y concreto y la información detallada de la pieza.

Al ver que los flujos de trabajo de arquitectura y MEP son distintos, ¿cómo integra el uso de la tecnología BIM a los dos? Las herramientas de modelado de ingeniería BIM pueden integrar contenido de construcción diseñado por ingenieros con modelos BIM arquitectónicos para la detección de conflictos. Así es cómo:

Las plataformas de software de construcción, como BIM 360, utilizan listas de verificación basadas en la nube para permitir el control de calidad, la seguridad en el sitio, el seguimiento de los equipos y el seguimiento de las tareas. Las partes interesadas del proyecto, como los jefes de proyecto, los subcontratistas, los diseñadores y los arquitectos, pueden acceder a los datos, modificarlos y actualizarlos. Los modelos diseñados con BIM 360 pueden generar documentos de construcción 2D y coordinación MEP 3D. Los diseñadores de MEP pueden, por lo tanto, planificar diseños de manera más efectiva si los proyectos incluyen el modelado 3D de aspectos arquitectónicos y comerciales desde el principio.

Transporte ida y vuelta

Los modelos arquitectónicos creados con BIM no muestran tradicionalmente la división espacial de volúmenes y superficies, que es necesaria para construir paquetes de análisis de energía en MEP. Revit MEP se encarga de repartir los modelos arquitectónicos en unidades que se pueden analizar para obtener servicios de construcción sin problemas. Por lo tanto, las herramientas de creación de modelos BIM permiten el transporte de ida y vuelta de los datos de construcción desde los modelos arquitectónicos a las herramientas de análisis MEP y de regreso al modelo arquitectónico con componentes de ingeniería coordinados y reintegrados.

Ciertos aspectos del análisis de ingeniería se pueden integrar en el diseño arquitectónico para una mayor comunicación interactiva con el uso de herramientas específicas. Los arquitectos pueden recibir comentarios directos sobre los efectos MEP de sus diseños arquitectónicos. Las herramientas que ofrecen estas capacidades incluyen complementos IES para Revit MEP o Revit Architecture. Las adquisiciones recientes de programas de software por parte de Bentley y Autodesk han llevado a una mayor facilidad para la interoperabilidad, donde los ingenieros pueden preferir un paquete de análisis particular para el flujo de trabajo interno, pero están restringidos por un paquete de software de creación de modelos requerido por los acuerdos del proyecto. La habilitación de flujos de trabajo multiplataforma fue una de las principales causas del establecimiento del estándar Industry Foundation Classes (IFC), ahora más conocido como buildingSMART.

Los flujos de trabajo integrados de arquitectura y MEP están ganando cada vez más popularidad en los círculos de diseño de edificios debido a los avances tecnológicos en curso. Con los principios rectores estándar de IFC, los arquitectos e ingenieros de MEP pueden utilizar los datos obtenidos de otras disciplinas como referencia mientras coordinan y comparten proyectos. En última instancia, la recopilación inicial de datos de análisis MEP y la implementación de un modelado de información de construcción exitoso pueden ayudar a los arquitectos a diseñar un proyecto integrado que se puede ejecutar en un proceso de construcción sin problemas.

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