EnglishMặc dù Offsite có thể được tuyên bố là tương lai của ngành xây dựng, nhưng nếu chúng ta thực sự muốn hiện thực hóa tầm nhìn về Offsite và gặt hái những lợi ích đó, thì chúng ta cần thay đổi cách tiếp cận các dự án.
Tại đây, Duncan Reed, Digital Construction Process Manager tại Trimble (UK), khám phá phương pháp Designing for Manufacture and Assembly (DfMA) và cách nó có thể giúp hiện thực hóa các lợi ích của Offsite.
Là chủ đề được nhiều người nhắc đến, không có gì bí mật khi Offsite được coi là chìa khóa cho một tương lai hiện đại hóa, thịnh vượng và hiệu quả của ngành. Các lợi ích của nó đã được biết đến rõ ràng, từ tiết kiệm thời gian và chi phí cho đến chất lượng xây dựng tốt hơn và giảm lãng phí vật liệu, và Chính phủ Anh cũng đã đưa ra sự thúc đẩy rõ ràng đối với những phương pháp hiện đại này. Xuất hiện dày đặc trong kế hoạch “build better, faster and greener”, Offsite cũng chiếm vị trí trọng tâm trong 2020 Construction Playbook, trong đó chính phủ kêu gọi áp dụng phương pháp tiếp cận dẫn dắt bởi sản xuất và sử dụng đổi mới cùng Modern Methods of Construction trong việc triển khai các dự án công.
Tuy nhiên, nếu chúng ta thực sự muốn hiện thực hóa tầm nhìn Offsite và nhận được những lợi ích đã hứa hẹn – vốn có rất nhiều – thì nó cần được xem xét ngay từ những giai đoạn đầu tiên của một dự án. Nếu nhìn rộng ra, sự thành công và quá trình thực hiện của bất kỳ dự án nào thường được quyết định ngay từ giai đoạn ý tưởng và thiết kế ban đầu, với mỗi giai đoạn hoàn thành sẽ ảnh hưởng và định hình giai đoạn tiếp theo. Rõ ràng là cần có sự thay đổi trong tư duy, với cách suy nghĩ theo Offsite và các quy trình Offsite cần được áp dụng ngay từ những giai đoạn đầu tiên của dự án.
Thật vậy, mặc dù tên gọi là offsite construction, quy trình này mở rộng vượt xa giai đoạn xây dựng và lắp ráp cuối cùng. Chỉ khi một dự án được thiết kế, mô hình hóa và chi tiết hóa với mục tiêu offsite manufacturing và assembly, thì giá trị của những phương pháp hiện đại này mới có thể được hiện thực hóa đầy đủ.
Đây là lúc Design for Manufacture and Assembly (DfMA) phát huy vai trò. DfMA giúp đưa Offsite tiến xa hơn, từ xây dựng đến lắp ráp; với một phương pháp tập trung vào việc dẫn dắt quá trình thiết kế hướng đến việc tạo ra một giải pháp được sản xuất bằng các cấu kiện tiêu chuẩn hóa, giúp dễ sản xuất và tăng hiệu quả lắp ráp. Các công trình được thiết kế theo cách này có thể giúp đẩy mạnh hơn nữa những lợi ích nổi tiếng của Offsite; từ việc giảm thời gian thi công cho đến cải thiện hiệu suất và năng suất tại công trường.
Nếu đưa vào con số, một dự án DfMA có thể mang lại:
- 20–60% giảm thời gian chương trình thi công
- 20–40% giảm chi phí xây dựng
- Hơn 70% giảm lao động tại công trường
- Chất lượng xây dựng tốt hơn
- Giảm lãng phí
- Ít truy vấn từ công trường hơn
Vậy làm thế nào để bạn tích hợp tốt nhất các nguyên tắc DfMA vào dự án tiếp theo của mình? Cốt lõi của DfMA là các sản phẩm và cấu kiện chính xác ngay từ lần đầu, dung sai sản xuất và lắp ráp chuẩn xác, và một kết cấu được thiết kế để dễ lắp ráp. Ở đây, công nghệ số (chẳng hạn phần mềm mô hình hóa 3D) có lẽ là đối tác hoàn hảo, với các lợi ích và khả năng của BIM phù hợp với yêu cầu và đòi hỏi của Offsite. Việc thiết kế có thể được thực hiện kỹ thuật số để đảm bảo các cấu kiện được xác định và chi tiết hóa theo yêu cầu của khách hàng, được kiểm tra cho sản xuất và được phối hợp cho lắp ráp.
Không cần phải nói, một trong những yêu cầu then chốt của cả Offsite và DfMA là sự chính xác. Với mục tiêu tất cả các cấu kiện kết cấu, dù là load-bearing light metal frame hay volumetric pod, đều được chế tạo và lắp ráp off-site trước khi được đưa lên và cố định tại công trường, việc đảm bảo độ chính xác cao và sự phối hợp chuẩn xác giữa các cấu kiện là điều tối quan trọng. Không đáp ứng được những dung sai chặt chẽ này có nguy cơ làm mất đi lợi ích tiết kiệm thời gian của Offsite, với việc phải sửa chữa lớn hoặc thậm chí chế tạo lại. Ngoài việc gây ra sự chậm trễ cho toàn bộ tiến độ dự án, điều này cũng có thể khiến chi phí tăng mạnh, cũng như dẫn đến lãng phí vật liệu – đi ngược lại với cốt lõi của offsite construction.
Đây là lúc BIM phát huy vai trò, nổi tiếng với các mô hình 3D giàu thông tin và có độ chính xác cao. Nhờ khả năng trực quan hóa được cung cấp bởi mô hình 3D, bạn có thể nhìn thấy công trình dự kiến trước khi đến công trường, xây dựng nó trước khi thực sự xây dựng. Điều này có thể mang lại sự tự tin trong thiết kế kết cấu, cũng như đảm bảo rằng tất cả các cấu kiện hoạt động và tích hợp đúng với nhau.
Chủ đề về độ chính xác này tiếp tục được thể hiện trong một khía cạnh khác của BIM, cụ thể là ý tưởng về mô hình 3D đóng vai trò là nguồn thông tin trung tâm. Khi mô hình chính đã được hoàn thiện, kiểm tra va chạm và phê duyệt, tất cả tài liệu, bao gồm quantity take-offs, production schedules, fabrication drawings và project reports, đều được tự động tạo ra bằng cách sử dụng dữ liệu được lưu trữ trong mô hình 3D. Dòng dữ liệu tích hợp, chính xác và giàu thông tin này xuyên suốt toàn bộ trình tự xây dựng, từ detailing cho đến fabrication và lắp ráp tại công trường, có thể mang lại giá trị vô cùng lớn, giúp quy trình trở nên hợp lý và hiệu quả hơn, và qua đó thúc đẩy hơn nữa giá trị của offsite construction.
Sử dụng phương pháp DfMA và BIM trong quá trình xây dựng Vita Student Westgate, một dự án nhà ở sinh viên quy mô lớn tại Newcastle, Intelligent Steel đã có thể tận dụng liên kết trực tiếp giữa Tekla Structures và hệ thống máy móc fabrication của họ, giúp tăng tốc độ, hiệu suất và độ chính xác của quy trình. Sử dụng dữ liệu mô hình 3D, các máy tạo khung thép có thể đặt chính xác tất cả các lỗ punching và fixing, điều này không chỉ cho phép sản xuất các khung và giàn với độ chính xác cực cao mà còn giúp khung có khả năng tự định vị và tự căn chỉnh, từ đó rút ngắn thời gian thi công tại công trường.
Design & Consultancy là một doanh nghiệp khác hoạt động trong lĩnh vực Light Metal Framing. Khi nói về việc sử dụng phần mềm BIM, Nik Teagle, Giám đốc, cho biết: Đối với chúng tôi, tất cả đều xoay quanh việc thiết kế với định hướng sản xuất và lắp ráp. Thông qua Tekla, chúng tôi có thể liên tục phát triển cách chúng tôi chi tiết hóa các khung và các fixings và connections mà chúng tôi sử dụng, tất cả đều dựa trên phản hồi nhận được từ Frameclad – nhà sản xuất khung của chúng tôi.
Một ví dụ khác về DfMA trong thực tế là việc xây dựng Telford Central Footbridge. Tại đây, nhịp cầu được lắp ráp sẵn gần vị trí cuối cùng trước khi được nâng vào vị trí trong thời gian đóng đường và đường sắt. Sử dụng Tekla Structures, SH Structures đã có thể lập kế hoạch và thực hiện một quá trình lắp ráp thành công, như Sales and Marketing Manager, Tim Burton, giải thích: Trước khi bắt đầu một quá trình lắp đặt có quy mô và độ phức tạp như thế này, chúng tôi phải lập ra một kế hoạch mô tả tỉ mỉ toàn bộ phương pháp lắp ráp, kèm theo các đánh giá nâng hạ và bố trí cần cẩu, tất cả đều được hỗ trợ bởi mô hình Tekla. Phần mềm cho phép chúng tôi trích xuất trọng lượng chính xác của các cấu kiện và vị trí trọng tâm của các tổ hợp phức tạp, bao gồm cả kết cấu của cây cầu; tất cả những thông tin này đều rất quan trọng cho việc tối ưu hóa vị trí cần cẩu và đảm bảo quá trình lắp đặt hiệu quả và an toàn.
Mặc dù chủ đề Offsite có thể xuất hiện ở khắp nơi, vẫn còn nhiều điều có thể được thực hiện nếu chúng ta – với tư cách là một ngành – muốn thực sự triển khai phương pháp xây dựng hiện đại này, bắt đầu từ sự thay đổi tư duy. Mặc dù tên gọi là offsite construction, các nguyên tắc và tư duy Offsite cần hiện diện và được tích hợp ở mọi giai đoạn của chuỗi xây dựng, bắt đầu từ giai đoạn ý tưởng và thiết kế ban đầu, với DfMA là một phần then chốt của điều này.
– Nguồn: Trimble
