Relatório

O que são os BIM?
Mestrado Integrado em Engenharia Civil
Celestino Maia Fradique Alves
ec12086
Francisco Miguel Sarmento Trigueiros Rodrigues de Carvalho
ec12140
João Miguel Guimarães Fidalgo Roque
ec12134 / ee12307
João Pedro Marques Teixeira
ec12062
João Pedro Soares Pereira
ec12025 / ei12184
Luís Filipe da Silva Devesa
ec12137
Faculdade de Engenharia Da Universidade Do Porto,24 de Outubro de 2012
1
Índice
Índice ............................................................................................................................................ 2
Introdução .................................................................................................................................... 3
BIM – O Conceito ....................................................................................................................... 4
Breve história da criação dos BIM..................................................................................... 6
OpenBIM – A interoperabilidade ....................................................................................... 7
As diferentes ferramentas do mercado ............................................................................ 9
ArchiCAD ........................................................................................................................ 9
Autodesk Naviswork.................................................................................................... 11
Autodesk Revit ............................................................................................................. 12
SOLIBRI ........................................................................................................................ 13
Conclusão .................................................................................................................................. 15
Referências Bibliográficas....................................................................................................... 16
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Introdução
A necessidade de optimizar determinados processos construtivos no ramo da
Engenharia Civil e restantes ramos associados à construção e desenvolvimento de
infra-estruturas obrigou diversos programadores e entidades a procurar encontrar
soluções para fazer face a uma estagnação implementada na realização dos projetos.
Surgem assim os BIM, uma ferramenta poderosa cuja aplicação possibilitou uma
optimização das diferentes fases e necessidades dos agentes envolvidos. No fundo, os
BIM representam processos de produção e gestão da informação durante o ciclo de
vida da construção. As suas aplicações tridimensionais são utilizadas como repositório
dinâmico para integração da informação da construção.
Os BIM são frequentemente vistos como a nova geração de ferramentas CAD. A
necessidade de criar um modelo central representativo dos processos de construção,
levou a que se percebesse a importância em abandonar a simples representação de
elementos através de linhas, formas e texto, e se passasse a representar um modelo
como uma associação de elementos individuais, através de uma modelação orientada
por objectos. Os BIM estabelecem ligações que definem modelos de ligações entre si e
com o modelo global. Os objectos são organizados numa estrutura racional dividida por
especialidade e estratificada por nível de pormenorização.
3
BIM – O Conceito
BIM, acrónimo de Building Information Model / Modeling / Management,
representa um protocolo universal e simplificado na realização de projectos de
grande
ou
pequena
magnitude
cuja
evolução
possibilitou
inúmeros
desenvolvimentos no ramo da Engenharia Civil. A sua definição não é consensual
dadas as diferentes interpretações mediante o contexto onde é aplicado.
O termo Building Information Model é utilizado para fazer referência ao conjunto
das informações geradas e manipuladas nas diferentes fases da realização de um
projeto. Na sua essência, trata-se de um modelo virtual do edifício. Por outro lado, a
utilização de Modeling no acrónimo simboliza o processo de geração e manutenção
deste modelo. Todas as informações no modelo virtual do edifício podem ser usadas
de diversas maneiras: geração da documentação de produção e dados
quantitativos, análises de desempenho dos sistemas construtivos, análises de
interferências, etc.
O processo criativo adjacente à manipulação com utilização dos BIM
abrange geometria, relações espaciais, informações geográficas, quantidades e
propriedades construtivas de componentes (por exemplo, detalhes dos fabricantes).
BIM pode ser utilizado para demonstrar todo o ciclo de vida da construção, incluindo
os processos construtivos e fases de instalação. Um projecto realizado em BIM é, a
nível de interacção, uma conversação contínua entre todos os protagonistas
envolvidos.
O BIM pressupõe que quando o arquiteto modela o edifício virtual, utilizando
ferramentas tridimensionais, toda a informação necessária à representação gráfica
(desenhos rigorosos), à análise construtiva, à quantificação de trabalhos e tempos
de mão-de-obra, desde a fase inicial do empreendimento até a sua conclusão, ou
até mesmo ao processo de desmontagem ao fim do ciclo de vida útil, se encontra
no modelo.Visto como a nova geração de ferramentas CAD, os BIM suprimiram a
necessidade de criar um modelo central de representação dos processos de
construção, levando a que se tomasse conhecimento da importância em abandonar
a representação simples de elementos através de linhas, formas e textos, passando
a representar-se um modelo como uma associação de elementos individuais.
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Esses elementos encontram-se definidos, sendo-lhes atribuído significado
semântico e associadas propriedades. A ligação entre elementos é assegurada através
de um modo de interacção entre os próprios e o modelo global, organizados numa
estrutura
racional
dividida
por
especialidade
e
estratificada
por
nível
de
pormenorização.
A concepção do edifício numa aplicação BIM é obtida a partir da agregação dos
elementos construtivos nas diferentes dimensões (2D e 3D). Utilizando como exemplo
uma parede, os BIM possibilitam a especificação de parâmetros geométricos como a
espessura, o comprimento e a altura ou, noutro capítulo, parâmetros como o material
da parede, especificidades da superfície, propriedades térmicas e acústicas, custos
associados ao material e à construção, permitindo a qualquer utilizador do projeto a
manipulação e introdução de características ao seu critério.
As diferentes fases de um projecto tradicional no que, à vertente arquitectónica, diz
respeito são a esquematização do design, a sua tradução em trabalho, documentação
da construção e a sua administração. Assim que os BIM são utilizados no processo,
estas fases podem ser consolidadas e, por consequente, simplificadas, diferenciando
os tempos despendidos nas diferentes fases do projecto. Na prática, tal introdução
permitiu uma optimização no ritmo laboral ao reduzir o tempo utlizado nas fases de
documentação e aplicando-o no processo construtivo do projeto.
Diversas especialidades da construção encontram-se englobadas num ficheiro BIM.
Desta forma, as aplicações mais correntes possibilitam a criação de modelos de
arquitetura, estruturas e redes. Determinadas aplicações, como é o caso do Autodesk
Revit (a abordar em maior detalhe numa fase posterior do relatório), incluem uma
separação entre módulos por diferentes aplicações. No entanto, este tipo de sistemas
vem preparado para sincronizar os diferentes modelos com o intuito de alcançar a
centralização da informação, permitindo uma sobreposição de projectos com vista à
detecção de erros.
Inerente a todos os desenvolvimentos introduzidos pelos BIM, a compatibilização de
elementos permitiu igualmente a interoperabilidade dos elementos, aliada a uma
melhorada capacidade de identificação de erros e omissões, à produção de vistas e
pormenores complexos, bem como à extracção de quantidades globais.
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Breve história da criação dos BIM
Não se sabe com certeza quem realmente criou o Building Information
Model (BIM). Atualmente existem duas teorias sobre quem criou o termo:

A primeira coloca Jerry Laiserin como nome comum para uma representação
digital do processo de construção para facilitar o intercâmbio e a
interoperabilidade de informação em formato digital. De acordo com o próprio, a
primeira aplicação do BIM nasceu com o conceito de Edifício Virtual do
ARCHICAD Graphisoft da Nemetschek, na sua estreia em 1987.

A segunda teoria posiciona o Professor Charles M. Eastman do Instituto de
Tecnologia da Georgia como criador do conceito, embora não necessariamente
do termo. Essa teoria é baseada no facto de o termo Building Information
Model ser basicamente o mesmo que Building Product Model, termo esse
utilizado recorrentemente nos seus livros e documentos desde os finais da
década de 70.
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OpenBIM – A interoperabilidade
Um dos principais problemas na construção e idealização de uma obra reside nas
dificuldades comunicativas entre todos os elementos associados à realização da
mesma. Inevitavelmente, um arquiteto e um engenheiro civil, a título de exemplo, têm
diferentes percepções e preocupações no desenvolvimento de determinado projecto.
Surge assim a necessidade de obter um modelo generalizado capaz de auxiliar todos
os elementos envolvidos. Aparentemente, a solução poderá parecer utópica dados o
tamanho provável associado bem como possíveis conflitos entre dados. Mas será que
a troca de informações não pode ser alcançada de outra forma?
A chave é a interoperabilidade, a troca de informação que seja compreendida e
assimilada pelos diferentes programas disponíveis no mercado da construção civil.
(“A capacidade de trocar dados entre sistemas representa um dos factores que mais
contribui para a falta de produtividade e para o não cumprimento dos planos de
trabalhos e dos orçamentos, com os custos de (não) interoperabilidade a poderem
atingir valores superiores aos 15 mil milhões de dólares anuais de acordo com um
estudo.”)
In Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities
Industry.
Um dos ícones desta revolução reside na possibilidade de usar ferramentas CAD
("Computer Aided Design" - Desenho Assistido por Computador) em detrimento do
muito trabalhoso e, por vezes menos rigoroso, trabalho manual. As ferramentas CAD,
consoante o utilizador, podem ser bastante distintas, mas para a realização de
determinado projeto é essencial que todas as vertentes de, por exemplo, uma planta,
sejam conhecidas, quer seja uma varanda ou um cabo eléctrico. Tendo em conta estas
condicionantes, surgiu a necessidade de criar formatos “abertos” como o DXF, o SAT
ou o IGES. Infelizmente, verificou-se que existia uma grande perda ou corrupção de
dados que exigia depois uma posterior correcção sem auxílio tecnológico, conduzindo
inevitavelmente a novas perdas rigorosas.
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O facto de existirem vários formatos “abertos” não se manifestou de forma positiva
dentro do meio e, como tal, a Organização Internacional para a Standardização (ISO)
lançou uma campanha para a criação de um formato standard, o ISO-STEP (Standard
for the Exchange of Product Model Data). O formato tenta ser o mais abrangente
possível, incluindo vários domínios distintos, como a indústria automóvel, a indústria da
construção, a indústria naval e a indústria eléctrica. O desenvolvimento do formato foi
perdendo fulgor à medida que se constatava que a dimensão de domínios em que o
formato operava era de tal ordem de grandeza que os esforços de desenvolvimento não
se tornavam sustentáveis.
Os BIM surgem portanto como uma solução para centralizar e integrar a informação
do edifício num modelo virtual tridimensional. Os BIM são uma nova etapa no
desenvolvimento de uma construção, uma vez que não transmitem apenas informação
geométrica, mas informação espacial, ligações paramétricas e atributos, pelo que os
formatos anteriormente apresentados já não estão preparados para operar.
No espírito original da interoperabilidade entre os vários utilizadores, foi organizada
uma nova tentativa de criação de um standard para a representação e organização de
produtos da construção, das quais se destacam como as mais importantes: o CIS/2
("CIMSteel Integration Standards") e o IFC (Industry Foundation Classes). O formato
CIS/2 especializou-se sobretudo em estruturas metálicas, deixando o IFC como o único
formato capaz de englobar todos os produtos associados à construção. O IFC ganhou
solidez e, com o decorrer do tempo, foram surgindo novos protocolos baseados neste
modelo com grandes potencialidades.
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As diferentes ferramentas do mercado
ArchiCAD
ArchiCad é um software BIM de arquitetura desenvolvido pela companhia húngara
Graphisoft. Este software foi criado para máquinas equipadas com os sistemas
operativos Windows e Macintosh. O seu desenvolvimento e criação foram iniciados em
1982 pela companhia mundialmente conhecida como Apple Macintosh. Este programa
é conhecido por ter sido o primeiro software CAD para computadores pessoais capaz
de criar desenhos em duas dimensões e geometria paramétrica em três dimensões.
ArchiCad proporciona uma diversidade de ferramentas, no qual se pode selecionar,
configurar e produzir uma imensa variedade de objetos de construção como paredes,
cadeiras, portas, janelas, telhados, tábuas e até nos fornece as ferramentas
necessárias para procedermos à construção de edifícios virtuais. Oferece, também,
soluções para manusear todos os aspetos de estética e de engenharia durante um
grande processo de design na construção do ambiente que envolve os objetos como os
restantes edifícios, interiores, áreas urbanas, etc.
Tudo isto é possível graças à sua grande capacidade de gerar e modificar objetos
em diferentes dimensões, conseguindo não só modificar linhas como também modificar
e produzir desenhos arquitetónicos e modelos de edifícios. É possível, desse modo,
criar cenas com luz e sombra e proporcionar imagens dinâmicas, vídeos ou cenas
interativas de realidade virtual, objetos ou ambientes.
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O ArchiCAD é muito útil para a produção de modelos 3D simples de fácil
modificação. Isso permite que o utilizador visualize e teste as suas ideias com maior
rapidez do que através da construção de um modelo físico, e mais profundamente
do que os esboços em desenho.
Este software, utilizado diariamente na indústria de design industrial por mais de
150000 arquitetos em todo o mundo, foi também implementado pela BIM, no início
do ano de 1987, sob a supervisão do conceito de Graphisoft's "Virtual Building".
Os programadores do ArchiCAD criaram uma linguagem gráfica própria, a GDL,
que faculta a criação de objetos e formas futuramente guardadas em código numa
base de dados, a Library Objects. É possível usar essa linguagem para criar novas
formas e sombras ou apenas para modificar e criar variantes de objetos já
existentes.
Como a tecnologia BIM ainda é uma tecnologia relativamente recente, isso abre
uma imensa oportunidade a qualquer pessoa de se tornar um reconhecido
programador ou criador de plataformas virtuais.
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Autodesk Naviswork
Autodesk® Navisworks® é um software que auxilia a arquitetura, a engenharia e a
construção profissional no que toca a possuir o controlo dos resultados de cada projeto.
Integra, partilha e prevê modelos gravados em diversos formatos com todos os detalhes
do projeto.
Possui um conjunto abrangente de ferramentas de integração, análise e
comunicação que ajudam melhor as equipas a coordenar disciplinas, resolver conflitos,
e projetar planos antes da construção ou iniciação de renovação.
Os recursos dos produtos Autodesk® Navisworks® para a análise do projeto de
construção permitem a coordenação, simulação, construção e análise de um projeto
inteiro para seguidamente poder gerenciar projetos de construção.
Os softwares Autodesk ® Navisworks ® Simulate, Autodesk ® Navisworks ®
Manage, e Autodesk ® Navisworks ® Freedom incluem ferramentas para simular e
otimizar a programação, identificar e coordenar os confrontos e interferências, colaborar
com as equipas de projeto, e obter insights sobre os problemas potenciais antes do
início da construção.
Navisworks suporta Building Information Modeling (BIM) para a construção e infraestrutura, assim como também suporta projetos baseados em modelo 3D para plantas
processadas e poderosas.
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Autodesk Revit
Autodesk Revit é um software BIM desenvolvido para arquitetos e engenheiros.
Este foi criado e desenvolvido especificamente para ajudar em design profissional
de edifícios e na optimização da sua qualidade, com maior eficiência energética,
permitindo aos utilizadores projetar um edifício e os seus componentes em 3D,
anotar o modelo com elementos em duas dimensões e a elaboração e o acesso a
informações de construção a partir do banco de dados de modelos de construção.
Revit é um software capaz de usar o 4D BIM e permite, assim, usar ferramentas
para planear e acompanhar as várias fases do ciclo de vida do edifício, desde a
concepção à sua respectiva construção e, mais tarde, a demolição. Entre as várias
funcionalidades e possibilidades que o Autodesk Revit proporciona às entidades que
o utilizam, as que mais se destacam são:

Soberanas ferramentas de projeto arquitetónico auxiliam a captura e análise de
conceitos, mantendo a consistência através da concepção, construção e
documentação;

Ferramentas específicas para engenheiros estruturais ajudam, com mais
precisão, a projetar e construir estruturas de edifícios de forma eficiente;

Poderosas ferramentas de modelagem ajudam os profissionais de construção a
previsão e comunicação da viabilidade do projecto.
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SOLIBRI
A empresa Solibri foi fundada em 1999, com o intuito de melhorar a qualidade dos
BIM (Building Information Models) e tornar todo o processo mais produtivo, ao criar um
software que seja mais consistente, fácil e proveitoso em termos económicos.
Esta é uma firma privada, cuja direcção e equipa responsável pela programação são
pessoas com um enorme conhecimento na área e representam grandes pioneiros na
aplicação deste programa em projetos na indústria da construção.
Existem quatro tipos de produtos na Solibri:
Optimizer
Model Viewer
Model Checker
Issue Locator
Optimizer
Esta ferramenta tem como principal função a compactação do projeto com os
restantes programas que trabalhem em IFC. O utilizador fica assim com cerca de 6%
do tamanho original do ficheiro, denotando uma clara melhoria em relação aos
softwares de compressão mais usuais (15 a 30%). Por tudo isto, o “optimizer” traz
vantagens como o carregamento mais rápido de qualquer trabalho com formato IFC e
a diminuição do espaço ocupado (possibilitando assim o envio por correio electrónico e
facilitando a troca de informação entre todos os agentes envolvidos no projeto).
Issue Locator e Model Checker
Estes produtos, que neste momento podem ser utilizados usando o Graphisoft
ArchiCAD 11, 12, e 13, permitem ao utilizador obter uma visualização em raio-x e
aceder a qualquer problema directamente na sua fonte, possibilitando uma correcção
eficaz do erro. As suas potencialidades permitem também uma análise da situação
propondo, posteriormente, uma solução que visa melhorar o design do trabalho assim
como a produtividade no geral.
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Todas estas vantagens fazem com que esta ferramenta seja cada vez mais
utilizada tanto por arquitetos e engenheiros entre si, na realização do projeto, como
para apresentarem um possível protótipo do trabalho aos respectivos proprietários.
Model Viewer
Model Viewer é um programa gratuito criado com o intuito de visualizar qualquer
ficheiro IFC e é um dos mais rápidos e consistentes com arquivos deste formato.
Quando em parceria com o SOLIBRI Model Checker, permite analisar e partilhar
todo o projeto com a equipa de design. Funciona com os sistemas operativos
Windows 32 e 64 bits e com Macintosh e, embora não esteja dotado do sistema de
certificação internacional, é reconhecido e aprovado pela IAI (International Alliance
for Interoperability).
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Conclusão
O BIM abriu uma grande possibilidade no mundo da engenharia, arquitetura e
construção, uma vez que facilitou a comunicação, leitura e execução dos projetos,
permitindo prever quaisquer problemas na realização do modelo.
Com o aumento do número dos programas BIM surgiu um problema: a maior parte
do software sofria problemas de incompatibilidade. A resolução deste problema passou
pela criação dos OpenBIM, embora inicialmente tenham surgido diversos formatos
criando distorções a nível da interoperabilidade dos ficheiros. Assim, por forma a
minimizar os erros observados ao longo de todo o processo evolutivo, a ISO lançou
uma campanha para a criação um formato estandardizado.
Atualmente existe um grande número de ferramentas no mercado, abrangendo cada
uma delas uma vertente diferente e diferentes funcionalidades e potencialidades.
Assim o futuro torna-se incerto com o que será possível realizar no processo
construtivo. Contudo, algo parece ser unânime no que ao desenvolvimento do ramo diz
respeito: o futuro passará pelos BIM.
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Referências Bibliográficas
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Facility Contents and Threats for Supporting Identification of Vulnerabilities in Building
Emergencies". Computing in Civil Engineering. pp. 58.

Liu, Xuesong; Akinci, Burcu (2009). "Requirements and Evaluation of Standards for
Integration of Sensor Data with Building Information Models". Computing in Civil
Engineering. pp. 10
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Yezioro, A; Dong, B; Leite, F (2008). "An applied artificial intelligence approach towards
assessing building performance simulation tools". Energy and Buildings 40 (4): 612
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http://www.arch.gatech.edu/people/charles-eastman

http://www.bimtaskgroup.org/

http://www.bimuzer.com/2011/04/06/how-does-bim-change-your-project-processesand-where-does-revit-fit-in-2/

http://www.bite.co.uk/news/case4.pdf

http://www.bluearchitecture.wordpress.com/2009/10/16/bim-and-the-evolutionaryprocess-of-architecture/
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http://www.buildingsmartalliance.org/index.php/nbims/faq/

http://www.cadalyst.com/cad/building-design/aec-from-ground-up-the-buildinginformation-model-2886

http://www.cpic.org.uk/en/bim/building-information-modelling.cfm

http://www.dharmasistemas.wordpress.com/

http://www.graphisoft.com/

http://www.graphisoft.com/openbim/openbimprogram/

http://www.guardian.co.uk/sustainable-business/building-information-modeling-builtenvironment-innovation

http://www.ibimsolutions.com/bim/

http://www.paginas.fe.up.pt/~gequaltec/w/index.php?title=BIM

http://www.rgd.nl/onderwerpen/diensten/bouwwerk-informatie-modellen-bim/rgdbim-norm/#c16783

http://www.senaatti.fi/index.asp?siteID=2

http://www.solibri.com/building-information-modeling/what-is-bim.html
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