كتابة دكتور مهندس / عمر سليم
تدقيق ونشر مهندسة / عزة رضا أبو السعود

مقدمة

فوائد البيم في العمارة متعددة وكثيرة وسوف نقدم لكم في سلسلة مقالات فوائد البيم ومنها في هذا المقال فوائد البيم للاستدامة

وللتعرف على العديد من المشاريع العالمية التي تحقق الاستدامة شاهدوا هذا الرابط الاستدامة – بعدسة معمارى (byarchlens.com)

تعريف البيم

بشكل مختصر هو عمل نموذج لكل معلومات المبنى لجعلها في متناول يد كل المشاركين بالمشروع خلال دورة حياة المبنى.

تعريف الاستدامة

تلبية احتياجات البشر في الوقت الراهن من دون المس بما تحتاجه الأجيال الجديدة.

-فهناك علاقة بين البيم والاستدامة وهي أن البيم يحقق ويوثق مدى امكانية تطبيق الاستدامة ويقدم عددًا من الفوائد التي يمكن أن تساعد على تحسين عمليات تصميم المباني والتشييد وذلك من خلال نموذج غني بالمعلومات.

ويمكن أيضا أن تستخدم النماذج في تسلسل البناء، والتصنيع الرقمي، وإدارة المرافق.

فوائد البيم في عمليات تصميم وتنفيذ المبنى

-الفرضية الأساسية لل “بيم” هي تنسيق جميع معلومات التصميم والبناء من مختلف التخصصات في نموذج مركزي واحد ونتيجة لذلك، يمكن الكشف عن الاشتباكات بسهولة، ويمكن دمج الاعتبارات المتعلقة بالحياة الكاملة مثل إدارة المرافق في النموذج في مرحلة مبكرة وبالتالي يمكن للبيم أن يقلل من استهلاك الكربون من خلال توفير معلومات محسنة بشكل كبير ومنسق.

-تبدأ  التصاميم المستدامة بفلسفة أن تعريف المبنى المصمم بشكل جيد يتضمن تلقائيًا الخصائص التي تشكل الاستدامة. وهي تشمل اختيار الموقع الأفضل بيئيًا، والحفاظ على المياه، والاستخدام الأمثل للطاقة، والاهتمام بتقييم دورة الحياة للمواد، وجودة البيئية الداخلية. وأيضًا مراعاة أن جميع أعمال التصميم المنفذة ستفي بمعايير أداء محددة.

فوائد البيم للاستدامة – تبادل المعلومات بين برامج ال BIM و برامج المحاكاة الحرارية  و تحليل المبني  BIM and building analysis application

-تساهم المباني بنسبة 40٪ من انبعاثات الكربون العالمية. وتهدف استراتيجية البناء في حكومة المملكة المتحدة لعام 2025 إلى خفض التكلفة الكاملة للأصول المبنية بنسبة 33٪ وتخفيض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 50٪ بحلول عام 2025. وهذه نقطة انطلاق على الطريق نحو خفض الانبعاثات بنسبة 80٪  عام  2050  (مقارنة بمستويات عام 1990).

أهداف استخدام البيم

-هناك تقرير الحكومة  government’s Low Carbon Construction report  HG`D  صدر في خريف عام 2010 فيه ما يلي: ”  ينظر إلى بيم  أن لديه القدرة الأكبر لتحويل عادات هذه الصناعة”. وبالتالي، جعلت الحكومة نواتج البيم إلزامية على جميع المشاريع العامة من عام 2016.

البرامج التي تستفيد من نظام البيم لعمل تحليل للطاقة (فوائد البيم للاستدامة)

• Insight360 :  دليل قوي على أفضل البرامج في بناء الطاقة مع مقارنة العائد على الاستثمار باستخدام العناصر العادية والصديقة للبيئة

• Green Building Studio :عمل التحليلات الحرارية وتقدير قيمة التكلفة الإجمالية واستخدام الاستوديو لتقليل التكلفة ورفع كفاءة المبنى من حيث الحسابات المتعدد مع اعتبار استخدام الطاقات المتجددة بجدية وذلك من بدء عمل المشروع , مروراً بتصديره وادخال البيانات الأساسية , انتهاء بعمل الاختبارات اللازمة لرفع كفاءة المبنى وتقليل التكلفة.https://gbs.autodesk.com/
• يمكن استعمال أي برنامج لنمذجة البيم مع أي برنامج من برامج الاستدامة وذلك من خلال امتدادات وسيطة مثل gbXML, IFC, ifcXML and ecoXML

أهم المزايا لتطبيق البيم في مجال الاستدامة

تحليل الطاقة

-يمكن للبيم إجراء تحليلات الطاقة في جميع مراحل عملية التصميم وتقييم مختلف الخيارات لتوفير الطاقة. ويمكن لأدوات تحليل الطاقة أن توفر تحليلًا للبناء بأكمله يسمح للمصممين بفهم توقعات تكلفة الطاقة التي يمكن أن تساعد بالقرارات المالية والتصميمية.

-وتشمل تحليلات البناء الشاملة بيانات الطقس التفصيلية بحيث يمكن للمصممين أخذ إحصاءات المناخ التاريخية في الاعتبار عند إنشاء نموذج طاقة. ويمكن للمصممين أيضًا استخدام البرنامج لمقارنة كفاءة مشروعهم مع المباني ذات الكفاءة الموفرة للطاقة وتصور تقديرات نقاط الاستدامة.

-ويمكن لأداة تحليل الطاقة أيضًا أن تقدم بيانات قيمة عن  انبعاثات الكربون من الممارسات الفعالة في ضوء النهار، وتوقعات استخدام المياه وتكاليفها، وإعدادات التكييف والتهوية. من خلال رؤية كيف ستعمل هذه الأنظمة مع العمليات الأخرى داخل المبنى في مرحلة مبكرة من عملية التصميم. يمكن للمصممين والمهندسين تكييف وتنفيذ استراتيجيات مستدامة تكمل بنجاح أنظمة البناء الأخرى.

-ويمكن أيضاً أن يساعد برنامج البيم المصممين والمتعاقدين على  الامتثال لقوانين الطاقة من أجل تلبية متطلبات الأكواد الخضراء التي أصبحت أكثر تقييداً ​​من أجل الحد من الانبعاثات والتلوث.

فوائد البيم للاستدامة 

تحسين إدارة المرافق

من خلال تضمين مديري المنشآت في عملية التصميم، يمكن لبرنامج بيم أن يمنحهم إمكانية الوصول إلى البيانات الضرورية وأن يبرهنوا على كيفية جمع هذه البيانات وإدارتها ضمن أنظمة إدارة المرافق facility management  و يمكن استخدام البيانات المخزنة في برنامج بيم لتدريب عمال الصيانة على أنظمة المبنى أثناء عملية التصميم والبناء.

مع التدريب المناسب لمدراء المرافق وعمال الصيانة يمكن أن يقوم البيم بضمان بناء يحقق عائد الاستثمار، وتحسين أدائها، وزيادة دورة حياة معداتها.

إدارة المواد

تمثل المواد التي تختارها لبناء المبنى تكلفة كبيرة، وكذلك عاملًا مهمًا في تحديد التأثير البيئي للمبنى. أدوات برامج البيم تتأكد من أن جميع معلومات البناء متناسقة داخلياً، مما يساعد على ضمان حساب دقيق للكميات المادية للمشروع.

ويمكن أن تساعد أدوات بيم أيضًا فريق التصميم على إجراء تقييمات دورة الحياة من خلال توفير البيانات وتحليل المواد التي يمكن أن تزيد بشكل كبير من الاستدامة وفعالية التكلفة على مدى فترات أطول.

فوائد البيم للاستدامة -نمذجة الطاقة الحرارية 3D في أركيكاد ARCHICAD

الحد من النفايات وعدم الكفاءة

-تقوم أدوات البيم بتنسيق معلومات التصميم عبر جميع الوثائق و المحاكاة المستخدمة في المشروع والجداول الزمنية، وما إلى ذلك، مما يساعد على الحد من النفايات وممارسات البناء غير الفعالة في موقع البناء.

-وثائق البناء التي لم يتم تنسيقها،   يمكن أن تؤدي إلى سوء التنفيذ والعمل غير الضروري أو دون المستوى المطلوب أو جهود إعادة البناء كل هذه الحوادث يمكن أن تهدر كميات كبيرة من الطاقة والموارد المادية، وتكلف المالك مالاً إضافياً.

تحسين التصميم

مع أدوات البيم، يمكن لفريق التصميم تطوير ودراسة بدائل تصميم متعددة من أجل تصور، وتحديد، وتحليل كيفية بناء مبنى قادر على تحقيق أهداف الاستدامة. يمكن تتبع خيارات مختلفة طوال عملية التصميم، مما يسمح للمهندسين المعماريين والمهندسين لجمع وإدخال المزيد من المعلومات من أجل اتخاذ القرارات المثلى. على سبيل المثال، يمكن أن تتطور المخططات النهارية مع تنفيذ خطط وأنظمة أخرى للبناء، أو عندما يتم تغيير الخطط، ويمكن للمصممين أن يروا كيف ستؤثر هذه التغييرات مع مستويات مختلفة من الاستدامة.

وتشمل الجوانب الرئيسية للتصميم التي يمكن نمذجتها وتقييمها ما يلي:

• توجيه المبنى: تحديد الاتجاه الذي يؤدي إلى أدنى تكاليف الطاقة.
• بناء كتلة: تحليل نموذج البناء وتحسين المغلف.
• استخدام الطاقة: تحليل احتياجات الطاقة وخيارات الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية.
• ضوء النهار.
• الصوتيات.ضوء النهار

ضوء النهار

1.  

يمكن استخدام نموذج البيم لتوفير استخدام الطاقة والأحمال الكهربائية  للإنارة بالنهار وتوفير بيئة أكثر راحة والمساعدة على تحسين المزاج والصحة العامة والإنتاجية لمستخدمي المبنى.

قد يكون تصميم وتنفيذ ممارسات فعالة لضوء النهار أمراً صعباً، ولكن أدوات بيم المفيدة يمكن أن تسمح لفريق التصميم بوضع خطط داخلية معقدة لضوء النهار ضمن بيئة التصميم القياسية. ويمكن لهذه الأدوات أيضاً التعامل مع النمذجة، والقياس، والوثائق المطلوبة لزيادة تصاميم البناء والعمليات.

فوائد البيم للاستدامة -استخدام برامج البيم في تحليل الظل و الشمس

استخدام البيم في التجديدات

-يمكن استخدام برمجيات البيم بشكل فعال في مشاريع التجديد. يمكن أن تساعد أدوات بيم المصممين والمهندسين المعماريين على رؤية تأثير مختلف الخطط والمواد الجديدة على الصفات المستدامة لمبنى أقدم.

-إدارة وتتبع المعلومات هي واحدة من المزايا الرئيسية التي تقدمها البيم. ويمكن لكل عنصر من عناصر المبنى أن يحتوي على بيانات إضافية مرتبطة به ويمكن الوصول إليه بسهولة للمصممين والمقاولين ومديري المباني.

المراجع

• Krygiel, E. & Nies, Brad, & MMcDowell, S. Green BIM: Successful Sustainable Design with Building Information Modeling 1st Edition.
• Amoudi, O. Bim and Sustainability.
• Lévy, F. BIM in Small-Scale Sustainable Design 1st Edition.
• المحاضر عمر سليم
  – مدير لمشاريع نمذجة معلومات البناء خبرة أكثر من 15 سنه
  – مساعد باحث سابقا بجامعة قطر.
  – قام بالاشتراك في تجهيز الأنظمة للعديد من المشاريع الكبيرة مع شركات مثل EHAF (Qatar) و UCC (Qatar) و Saudi Diyar (Egypt).
  – قام بالعمل في جزئية الدعم في مجال نمذجة معلومات البناء وكذلك في مجال التنسيق ومجال تطوير المحتوى للعديد من الفرق العاملة بتكنولوجيا البيم.
  – متخصص في إدارة البيم وكذلك في النمذجة الثلاثية الأبعاد وأيضاً التدريب والعمل في مشاريع البيم مع الفرق والتخصصات المختلفة.
  – شارك في العديد من الأبحاث العلمية.
• bimarabia1en (fliphtml5.com)