Modelos federados BIM: confira o que são

Nos últimos anos, o Building Information Modeling (BIM) transformou o setor da construção, introduzindo uma abordagem colaborativa e digital para a gestão de projetos de construção. Com o BIM, os profissionais podem criar modelos digitais complexos que não apenas representam graficamente um edifício, mas integram dados relacionados ao design, custos, materiais e gestão pós construção. Um aspecto crucial do BIM são os modelos federados BIM, que permitem o coordenamento entre diferentes disciplinas – como arquitetura, estruturas e instalações – garantindo um fluxo de trabalho mais eficiente e reduzindo erros e conflitos entre as equipes.

O objetivo deste artigo é explorar em detalhes o que são os modelos federados BIM, como funcionam e como podem ser utilizados para otimizar a gestão de projetos de construção. Também mostrarei alguns exemplos práticos de como gerenciar um modelo federado BIM utilizando software de modelo federado BIM, ajudando você a entender como aplicar essa tecnologia para melhorar o coordenamento entre as equipes e economizar tempo e recursos.

Modelo federado: definição

Por “modelo BIM federado” entendemos um conjunto de modelos 3D relacionados a disciplinas específicas (arquitetura, estrutura, instalações, etc.) e integrados em uma única vista de forma a criar um único modelo digital, multidisciplinar e abrangente, do edifício.

Em um modelo federado, de fato, convergem todas as informações relativas a geometria do edifício, estrutura, sistema elétrico, sistema hidráulico, aquecimento, fontes renováveis, etc.

O modelo federado consiste em componentes conectados uns aos outros, mas distintos, pois eles não perdem sua identidade ou integridade. Isso significa que qualquer mudança em um componente do modelo federado não implica uma mudança em outros componentes do mesmo modelo federado.

Os componentes do modelo federado podem ser elaborados pelo mesmo profissional ou por profissionais distintos de uma mesma equipe, ou até por profissionais que atuam separadamente, cada um em sua disciplina.

Geralmente, esse processo começa com a modelagem arquitetônica da construção, com base na qual os outros especialistas (projetista estrutural, engenheiro de instalações, etc.) desenvolvem as partes de suas respectivas competências importando o modelo arquitetônico em formato IFC. Daí, cada parte é integrada no modelo federado que, uma vez concluído, constitui a representação digital completa da obra.

A criação de modelos federados BIM pode ser alcançada por meio de ferramentas BIM capazes de coordenar as várias disciplinas e de criar uma base de informação comum para os vários atores envolvidos. O objetivo é verificar e gerenciar problemas, conflitos e inconsistências que possam surgir da comparação e sobreposição dos diferentes modelos.

A coordenação desses processos, na verdade, também prevê o controle e a gestão dos eventuais conflitos entre as diversas partes do modelo federado, sendo necessário envolver profissionais específicos. Nesse sentido, a norma UNI 11337 identifica em particular dois profissionais, o BIM Manager e o BIM Coordinator, além de um terceiro com formação mais operacional: o BIM Specialist.

O que são os modelos federados BIM

Modelos federados BIM: vantagens

Dispor de um modelo federado capaz de integrar todos os dados relativos às várias disciplinas é de grande importância para muitos aspectos do gerenciamento de um projeto BIM.

Por exemplo, isso tem um impacto muito positivo em:

• Coordenação
  • Melhora a compreensão do projeto em todas as suas partes.
  • Garante o acesso à informação a qualquer profissional envolvido.
  • Facilita a tomada de decisão informada e a coordenação do planejamento.
  • Evita interferências.
  • Melhora os processos de aprovação do projeto.
  • Fornece um contentor de informações, que pode ser consultado e implementado por qualquer profissional ao longo do tempo.
• Detecção de interferências
  • Permite detectar quaisquer conflitos interdisciplinares, que poderiam passar despercebidos durante a fase de verificação. Por exemplo, ao elaborar separadamente o modelo da estrutural e das instalações, a interferância entre um duto de ar condicionado e uma viga pode passar despercebida. Essa colisão interdisciplinar entre estrutura e instalações não surgiria se os modelos não fossem federados. Pelo contrário, utilizando modelos federados BIM, toda informação ausente, inconsistência de projeto, decisão errada e uso inadequado de recursos surge durante a fase de projeto, antes de iniciar as obras. Dessa forma, é fácil intervir, corrigir e continuar com o processo de projeto e realização da obra.
  • Permite economizar tempo e recursos, que podem então ser aproveitados para elaborar novas soluções de projeto, revisões e variantes em fases avançadas do projeto, ou até mesmo durante as obras.
• Estimativas precisas e realistas
  • Fornece dados consolidados e precisos.
  • Inclui todos os dados gráficos, métricos e geométricos, bem como as informações referentes aos componentes individuais.
  • Permite obter estimativas precisas sobre quantidades, custos e tempos de realização das obras. Com base nos dados contidos nos arquivos IFC, é de fato possível elaborar o orçamento resultante do projeto paramétrico, programar e verificar os tempos de execução (globais e parciais) das obras e controlar seus custos.

Componentes de um modelo federado BIM

No âmbito do BIM, um modelo federado é dado pela composição de vários modelos disciplinares e suas respectivas componentes que são gerenciáveis separadamente, mas ao mesmo tempo visualizadas e coordenadas juntas em uma única plataforma para fins de:

• Coordenação BIM, ou seja, o processo de coordenação entre as diferentes figuras que colaboram em um processo BIM, a fim de otimizar a gestão de uma obra de construção ou infraestrutura (desde as fases de projeto até a desativação);
• Detecção de conflitos e gerenciamento de conflitos, ou seja, a identificação de conflitos entre elementos que colidem e sua gestão e eventual resolução;
• Gestão do projeto, para fornecer informações sempre atualizadas sobre o bem e, assim, melhorar o desempenho do edifício, reduzindo intervenções e custos de manutenção gerais;
• Verificação de modelo, ou seja, a atividade de verificação e controle para a validação dos modelos BIM produzidos na fase de Autoramento.

As componentes referentes aos vários modelos disciplinares representados conjuntamente através do modelo federado são:

• modelo arquitetônico;
• modelo estrutural;
• modelo de instalações (MEP);
• modelo energético;
• modelo do canteiro (BIM 4D);
• modelo de custos (BIM 5D)

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Como criar e gerenciar um modelo federado

Como vimos no parágrafo anterior, um modelo federado une os vários modelos disciplinares (arquitetônico, estrutural, de instalações, etc.) em um único ambiente, reunindo assim uma quantidade considerável de informações para serem utilizadas simultaneamente em análises, verificações e colaboração dos diferentes stakeholders envolvidos. Mas como se cria e gerencia um modelo tão rico? Vamos ver passo a passo:

1. Planejamento e configuração do projeto
   1. Elaboração do BIM Execution Plan (BEP)
      • Regras sobre: níveis de detalhe (LOD), convenções de nomenclatura, estrutura de arquivos, padrões IFC, códigos e propriedades.
      • Definição de papéis e responsabilidades: BIM Manager, BIM Coordinator, equipes disciplinares.
   2. Criação da estrutura do Common Data Environment (CDE): divisão em pastas (Work In Progress, Shared, Published, Archived) para visualizar, compartilhar e gerenciar online projetos de construção e infraestrutura.
2. Criação dos modelos disciplinares: cada disciplina trabalha em seu próprio modelo em softwares nativos, seguindo, no entanto, diretrizes para uma fácil federação. As diretrizes incluem o uso de coordenadas compartilhadas (georreferenciamento), modelos bem estruturados e exportação em formatos openBIM.
3. Federação dos modelos
   1. Importação dos modelos no software de federação, sobrepondo os modelos, mas mantendo sua separação lógica;
   2. Verificação do posicionamento e da coerência, ou seja, verificação do correto alinhamento de todos os modelos (mesma origem, escala, orientação).
4. Coordenamento e detecção de conflitos, ou seja, identificação de eventuais conflitos entre os elementos do modelo federado e gestão e resolução das questões BIM, registrando e acompanhando os problemas detectados.
5. Atualizações e versionamento, as equipes disciplinares atualizam os modelos de acordo com as revisões acordadas. Os modelos atualizados são recarregados no CDE e refeferados.
6. Compartilhamento e validação, esta fase consiste em exportar o modelo em formato openBIM (IFC) e compartilhá-lo com os vários stakeholders para aprovações, validações, usos 4D (tempos) ou 5D (custos).
7. Entrega final e uso no canteiro ou para gestão e manutenção.

Exemplo de federação de modelos

Para entender na prática o que são os modelos BIM federados, tente você mesmo visualizar e testar um modelo federado usando o sistema integrado usBIM.

Para começar, basta acessar a página de usBIM e inserir as credenciais de sua conta ACCA.

Se você ainda não tem uma conta ACCA:

1. vá para a página MyACCA;
2. cadastre-se inserindo todos os seus dados;
3. informe seu e-mail e senha.

Como acessar usBIM

Neste ponto, você está pronto para usar um dos arquivos de exemplo disponíveis na pasta “Compartilhados comigo” para experimentar em primeira mão todos os recursos de usBIM.federation.

Os arquivos disponíveis são:

• Federation of IFC MODELS − uma federação de modelos no formato IFC
• Federation of various 3D MODELS − uma federação de modelos heterogêneos realizados com Edificius e Revit, além de nuvens de pontos, malhas texturizadas, etc.

Agora, vamos ver especificamente os recursos que você pode aproveitar e as características dos modelos federados BIM.

Modelos federados BIM: características

Para analisar as características de um modelo BIM federado, partimos do arquivo de exemplo disponível na pasta “Compartilhados comigo” do usBIM. Desta forma, ao abrir o mesmo modelo, você também pode seguir meu passo a passo.

Para abrir o arquivo “Federation of IFC MODELS”, clique no ícone de tela à direita, correspondente ao arquivo escolhido.

Assim que o arquivo for aberto, você pode gerenciar o modelo com os comandos específicos do usBIM.browser:

• Câmara, para ver o modelo em dois modos distintos Órbita e Primeira pessoa.
• Projeção de câmera, para escolher entre a vista Ortográfica ou Perspectiva.
• Anotações, para associar notas (links e vídeos) ao modelo e adicionar informações e dados úteis durante a concepção, manutenção e gestão da obra.
• Medidas, para realizar medições lineares, angulares e de superfície diretamente no modelo.
• Aspeto, para personalizar o estilo de visualização de acordo com o modo: Geometria, Linha, Bounding box, Geometria 2D.
• Sombras, para gerir o sombreamento do edifício definindo data (dia/mês/ano), hora, orientação e latitude / longitude.
• usBIM.reality / Renderização em Tempo Real & VR, para ver seu modelo em primeira pessoa e navegar nele usando os visores de realidade virtual.
• Definições cena, para escolher se visualizar o modelo em 2D ou 3D.
• Tela inteira, para visualizar o ambiente 3D em tela inteira, aproveitando ao máximo o tamanho da tela ao abrir o modelo BIM federado.
• Help, para ter todas as informações para navegação tanto no modo “órbita” quanto no modo “primeira pessoa”.

O modelo que você está vendo é uma vista mostrando vários modelos IFC sobrepostos:

• arquitetura − com paredes, portas, janelas, etc.;
• estrutura − com pilares, vigas e lajes de concreto armado;
• instalações hidráulicas − com tubulações de descarga e adução, elementos terminais, etc.

Também é possível visualizar separadamente cada modelo da federação em sua totalidade, gerenciando a visibilidade de cada objeto.

Nomeadamente, você pode:

• “ligar e desligar” os objetos individuais do modelo clicando no ícone da lâmpada que os acompanha;
• ajustar a transparência do modelo para exibir totalmente a sobreposição dos elementos;
• gerenciar as cores dos objetos individuais para facilitar sua legibilidade dentro da federação.

Este recurso permite que você analise visualmente o modelo e comece avaliar quaisquer conflitos e erros do projeto, desfrutando a visibilidade de cada elemento.

O modelo federado BIM não é apenas uma representação gráfica para visualização 3D, mas sim um sistema de objetos paramétricos que podem conter uma quantidade infinita de informações, constantemente atualizadas, indispensáveis para a manutenção, proteção e valorização da construção.

Ao selecionar qualquer objeto do modelo, por exemplo uma janela do modelo arquitetônico, você pode ler as propriedades na caixa de ferramentas à direita e conferir seus dados geométricos, suas características de material, análises estratigráficas, etc.

Além disso, você também pode optar por adicionar novas informações (fichas técnicas, imagens, documentos, etc.) para implementar o sistema de informação e atualizá-lo ao longo do tempo.

Como ler as propriedades de um objeto de um modelo federado com usBIM

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FAQ – Modelos federados BIM

1. O que é um modelo federado BIM?

Um modelo federado BIM é a integração de modelos 3D provenientes de diferentes disciplinas (como arquitetura, estruturas e instalações) em uma única visualização, criando um modelo digital completo do edifício. Essa abordagem permite coordenar os dados de várias áreas do projeto, melhorando a gestão colaborativa e reduzindo conflitos e erros entre as equipes.

2. Quais são as vantagens de utilizar um modelo federado BIM?

• Melhor coordenamento entre as várias disciplinas.
• Detecção de interferências, permitindo identificar e resolver conflitos interdisciplinares.
• Acesso centralizado às informações, facilitando o processo decisório e o compartilhamento entre os stakeholders.
• Estimativas precisas e realistas sobre quantidades, custos e prazos de execução, graças à centralização dos dados nos formatos IFC, RVT e DWG.
• Economia de tempo e recursos, evitando modificações tardias e erros custosos durante as fases posteriores do projeto.

3. Como se cria um modelo federado BIM?

O processo de criação de um modelo federado BIM começa com a modelagem das diferentes disciplinas (arquitetônica, estrutural, de instalações, etc.), seguida pela integração dos modelos em uma única plataforma. Os principais passos incluem:

• Criação do BIM Execution Plan (BEP) e definição dos papéis.
• Uso de software para a federação dos modelos, que permite importar e alinhar os modelos em formatos IFC, RVT, DWG e outros.
• Coordenamento através da detecção de conflitos, para identificar e resolver conflitos entre os modelos.
• Compartilhamento e validação do modelo entre os stakeholders, garantindo que todas as partes estejam atualizadas em tempo real.

4. Como posso detectar e resolver conflitos entre modelos federados BIM?

A função de detecção de conflitos integrada nos softwares BIM permite identificar conflitos entre os modelos, como, por exemplo, a interferência entre estruturas e instalações. Isso permite resolver os conflitos antes de iniciar os trabalhos no canteiro, evitando modificações custosas e atrasos. O uso de um software de federação BIM como usBIM.federation torna esse processo rápido e simples.

5. Posso visualizar um modelo federado BIM em 3D ou VR?

Sim, softwares como usBIM oferecem funcionalidades avançadas de visualização 3D e realidade virtual (VR). Essas funcionalidades permitem explorar o modelo federado de forma imersiva, facilitando a compreensão do projeto e as revisões em tempo real, mesmo para equipes e stakeholders remotos.

6. Quais componentes pode conter um modelo federado BIM?

Um modelo federado BIM inclui diversos componentes provenientes de várias disciplinas, como:

• Modelo arquitetônico
• Modelo estrutural
• Modelo de instalações (MEP)
• Modelo energético
• Modelo do canteiro (BIM 4D)
• Modelo de custos (BIM 5D)

Cada componente permanece separado, mas é integrado no modelo federado para uma visão global do projeto.