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Torre Eureka: um case BIM avançado

Com 92 andares e uma altura total de 300 metros, a Eureka Tower localizada em Melbourne, Austrália, não é apenas o edifício residencial mais alto do mundo, mas também um dos maiores projetos a serem projetados usando os princípios , metodologia e processos de modelagem de informações de construção.

Como exatamente isso foi feito e qual foi a tecnologia usada? Quais foram os desafios únicos envolvidos na concepção deste projeto? Qual foi a motivação para usar o BIM e como funcionou bem? A metodologia BIM foi usada pela equipe de design estendida? O modelo BIM está sendo utilizado para construção e consta nos planos de operação e manutenção do empreendimento?

Visão geral do projeto e da empresa

A Eureka Tower está localizada no distrito de Southgate em Melbourne, adjacente ao Rio Yarra, em um bairro de referência que compreende o Southbank Promenade, o distrito de artes e o Crown Casino and Entertainment Centre.

Além da torre residencial que abriga os blocos de apartamentos, o edifício inclui um complexo de pódios de dez andares contendo um estacionamento e lojas e escritórios, um hotel 3 estrelas e um complexo de observação no topo com áreas públicas. Os tamanhos dos apartamentos variam de menos de 100 m² a coberturas de piso completo de até 640 m².

O projeto foi encomendado por Adam e Daniel Grollo, Tab Fried e Nonda Katsalidis, em uma joint venture – Grocon Riverside Developments e Michelmersh – formada especificamente para o projeto Eureka Tower.

A construção do projeto começou em meados de 2002 e estava programada para ser concluída em 2005. De um total de 92 andares para a torre, até o momento, o núcleo foi construído até o nível 64 e as lajes até o nível 46. A conclusão final é ainda esperado para o quarto trimestre de 2005.

O orçamento total para a torre residencial é de aproximadamente AUD 400 milhões (USD 280 milhões). O orçamento geral do projeto para a torre e o pódio de varejo, estacionamento, escritório e hotel é de aproximadamente AUD 500 milhões (USD 354 milhões).

É uma surpresa descobrir que o FKA, o escritório de arquitetura que ganhou a comissão para o projeto, é bastante jovem e relativamente pequeno – foi fundado em 1997 e tem apenas 30 funcionários. Os diretores da empresa, no entanto, são muito experientes e estiveram envolvidos em outras práticas entre si nos últimos vinte e cinco anos antes de formar a FKA. Desde o seu início, a empresa estabeleceu uma reputação com seus premiados projetos residenciais, comerciais e públicos em várias cidades australianas e, mais recentemente, também em Hong Kong, Malásia e Xangai, na China. É conhecida por projetar edifícios de ponta com planejamento funcional sólido.

Por que usar o BIM?

Embora o termo “modelagem de informações de construção” ainda não tivesse sido cunhado na época em que o projeto da Torre Eureka começou em 1998, a FKA havia se comprometido com o uso do ArchiCAD, que oferecia a abordagem 3D orientada a objetos e baseada em banco de dados para o projeto de construção eles estavam procurando implementar.

A empresa há muito se frustrava com as limitações do software CAD 2D, em sua imitação do desenho manual, tédio, falta de precisão e sua natureza genérica que não permitia atender às necessidades específicas dos arquitetos. Estar exposto aos benefícios de ferramentas de banco de dados poderosas apenas aumentou essa frustração e motivou os líderes de tecnologia da empresa, como a Sutherland, a fazer a transição para a abordagem baseada em modelos 3D.

O projeto Eureka Tower foi visto como o projeto ideal para fazer essa transição. A FKA queria que o processo de design ressoasse com a natureza moderna e elegante do projeto e fosse voltado para o futuro, em vez de tradicional. O tamanho do projeto também desempenhou um papel crítico nessa decisão. Reconhecendo que os erros de projeto são responsáveis por uma grande parte dos custos associados aos erros de construção, bem como os custos de manutenção, que só seriam aumentados em um projeto tão grande, a FKA queria minimizar os erros de projeto tanto quanto possível. A abordagem de modelagem de edifícios 3D foi vista como um meio crítico para atingir esse objetivo, e a empresa decidiu adotá-la de uma forma “pura”: projetando inteiramente em 3D e derivando a documentação como um subproduto.

O fato de a empresa ter muito poucas licenças de software de desenho CAD 2D tornou a transição para o software de modelagem 3D relativamente mais fácil, com pouca inércia por parte dos funcionários da empresa. Os diretores das empresas também estavam convencidos sobre os benefícios da abordagem baseada em modelos para atender às necessidades de programas de construção simplificados em um ambiente de rígidos controles financeiros e de planejamento.

Com relação à decisão sobre qual software implementar, a escolha do ArchiCAD foi feita com base na exploração de Sutherland de soluções baseadas em modelos no início dos anos 1990, antes da formação da FKA. Naquela época, tanto o Autodesk Architectural Desktop quanto o Autodesk Revit ainda estavam no futuro, e a única outra solução disponível, o MicroStation Triforma, não correspondia à facilidade de uso do ArchiCAD.

Isso foi visto como um critério muito importante que ajudaria a evitar a segregação entre os “designers” e os “especialistas em tecnologia” e permitiria que todos na prática pudessem usar a nova tecnologia que estava por trás do processo arquitetônico.

O ArchiCAD foi considerado simples de usar, mas poderoso naquilo que pode alcançar. Arquitetos, ao contrário do pessoal de CAD, poderia usá-lo efetivamente com um mínimo de treinamento, cortando o “culto do especialista”. A decisão também foi algo pessoal para Sutherland, que descobriu a partir de sua interação com os revendedores e distribuidores locais da ArchiCAD, bem como com representantes da Graphisoft, que eles eram predominantemente da profissão de arquiteto e mantiveram seu interesse no projeto de construção.

Ele se sentia muito mais confortável discutindo com essas pessoas os problemas que tinha com seu software do que com aqueles que estavam menos envolvidos na cultura arquitetônica. que descobriu em sua interação com os revendedores e distribuidores locais do ArchiCAD, bem como com representantes da Graphisoft, que eles eram predominantemente da profissão de arquiteto e mantiveram seu interesse no projeto de construção.

Ele se sentia muito mais confortável discutindo com essas pessoas os problemas que tinha com seus softwares do que com aqueles que estavam menos envolvidos na cultura arquitetônica. que descobriu a partir de sua interação com os revendedores e distribuidores locais da ArchiCAD, bem como com representantes da Graphisoft, que eles eram predominantemente da profissão de arquiteto e mantiveram seu interesse no projeto de construção. Ele se sentia muito mais confortável discutindo com essas pessoas os problemas que tinha com seu software do que com aqueles que estavam menos envolvidos na cultura arquitetônica.

O processo de projeto e fluxo de trabalho de tecnologia

Uma vez tomada a decisão de implementar a abordagem baseada em modelos do ArchiCAD, ela foi implantada desde o início do projeto, começando com o design conceitual. Modelos massivos foram desenvolvidos do edifício e do contexto circundante, e avaliados em conjunto com modelos físicos da forma do edifício e detalhes da fachada. Múltiplas opções de design para o edifício foram exploradas. Estudos de sombreamento foram realizados para gerar sombras e analisar seu impacto sobre os edifícios circundantes. No nível do plano, o ArchiCAD também foi usado para estudar áreas, circulação, saída, subdivisões do local e assim por diante.

Depois que a forma básica de construção foi finalizada, o modelo 3D conceitual foi enriquecido com o projeto e a adição de detalhes (consulte a Figura 4). Nesta fase, desenvolver o modelo era quase como prototipar o edifício. A maquete foi construída andar por andar, utilizando componentes desenvolvidos no próprio aplicativo. O modelo então se tornou o meio de capturar também a lógica do design, para explicar por que era o que era. Isso, por sua vez, permitiu mais diálogo e um grau muito mais alto de interatividade no processo de design do que era possível com o CAD 2D tradicional.

Como o projeto foi capturado e explicado aos clientes usando o modelo de construção 3D, a FKA descobriu que imagens renderizadas altamente fotorrealistas – que agora são comuns na prática arquitetônica – geralmente não eram necessárias. A equipe de design usou Artolantis, um programa de renderização dedicado que se integra bem com o ArchiCAD, mas foi usado em conjunto com o software de design para explorar questões de design, e não apenas para renderizar. Portanto, as imagens renderizadas da Torre Eureka como as mostradas aqui são relativamente poucas.

A maior parte da documentação de construção para o projeto, cerca de 1.000 desenhos de construção de tamanho A1, foi derivada diretamente do modelo de construção 3D. Um exemplo é mostrado na Figura 5. Os desenhos foram posteriormente anotados, dimensionados, detalhados e impressos usando o utilitário de plotagem associado do ArchiCAD, PlotMaker.

Aspectos como espessura da linha, linhas tracejadas, hachuras e assim por diante são automaticamente atendidos no desenho 2D derivado, de forma que relativamente pouco trabalho pesado é necessário para finalizá-lo. Como cada desenho mantém sua associação com o modelo 3D, qualquer alteração no modelo atualiza automaticamente o desenho, incluindo as dimensões. Em um projeto desse porte, essa economia de tempo e a minimização de erros de documentação são ampliadas muitas vezes.

Além de derivar a documentação de construção, o modelo de construção 3D foi usado para vários outros aspectos de projeto e análise. Foi usado para estudar o sequenciamento de construção do projeto, novamente muito crítico em um projeto desta magnitude. Foi útil para o design de interiores, permitindo que combinações de materiais e layouts de móveis fossem explorados.

Uma vez que os layouts internos foram finalizados, o modelo permitiu que as luminárias fossem verificadas automaticamente em relação aos documentos de penetração. O modelo não poderia ser usado para colaboração interdisciplinar, no entanto, uma vez que a maioria dos consultores e outros membros da equipe do projeto ainda estavam usando a metodologia CAD 2D. Portanto, apenas os desenhos 2D foram compartilhados com a equipe de construção estendida, não o modelo 3D.

Desafios especiais impostos pelo tamanho do edifício

A maioria das práticas arquitetônicas que buscam a transição de CAD para BIM provavelmente começaria testando-o com pequenos projetos-piloto. Em contraste, a FKA mergulhou direto no fundo do oceano usando seu maior projeto até o momento para fazer a transição. Ele não só teve que desenvolver uma nova metodologia de design e treinar a equipe de projeto de 15 a 25 membros no uso dos aplicativos seguindo esta metodologia, mas também teve que lidar com os desafios especiais envolvidos no design de um projeto tão grande usando o BIM abordagem.

Ter todo o modelo de construção em um arquivo seria muito complicado. Para garantir que os tamanhos dos arquivos estivessem dentro de limites razoáveis, o modelo completo foi dividido em vários submodelos diferentes. Essa subdivisão foi facilitada por um recurso de hot-linking no ArchiCAD, que felizmente foi introduzido quando a FKA iniciou o desenvolvimento do projeto detalhado da Torre Eureka.

Esse novo recurso permitiu que elementos subordinados fossem criados em um arquivo e vinculados a outro arquivo. Esse arquivo, em si, poderia ainda ser vinculado a outro arquivo, com a opção de incluir ou não as informações aninhadas. Assim, por exemplo, um acessório de área úmida pode ser projetado separadamente em um arquivo, em seguida, hot-linked em um arquivo de apartamento típico, vários dos quais poderiam, por sua vez, ser hot-linked no submodelo da torre.

Da mesma forma, hot-linking foi usado para construir os outros submodelos, incluindo o pódio, fachada, estrutura primária e assim por diante. Todos esses submodelos foram conectados para formar o modelo Eureka Tower completo, que tinha 330 MB de tamanho de arquivo e demorava 20 minutos para carregar.

Desnecessário dizer que o modelo de construção completo foi usado com moderação e a maior parte do trabalho de design foi feito usando os submodelos. Todos esses submodelos foram conectados para formar o modelo Eureka Tower completo, que tinha 330 MB de tamanho de arquivo e demorava 20 minutos para carregar. Desnecessário dizer que o modelo de construção completo foi usado com moderação e a maior parte do trabalho de design foi feito usando os submodelos.

Todos esses submodelos foram conectados para formar o modelo Eureka Tower completo, que tinha 330 MB de tamanho de arquivo e demorava 20 minutos para carregar. Desnecessário dizer que o modelo de construção completo foi usado com moderação e a maior parte do trabalho de design foi feito usando os submodelos.

Toda essa hierarquia de modelos e submodelos somava um arranjo muito complexo de informações que precisava ser cuidadosamente estruturado e gerenciado. No entanto, o esforço valeu a pena o benefício. Isso não apenas permitiu que partes do edifício fossem isoladas em modelos menores e mais simples que poderiam ser usados para estudar e projetar variações, mas também permitiu que componentes e conjuntos fossem projetados uma vez e reutilizados em todo o projeto.

Qualquer mudança feita em um submodelo seria automaticamente refletida em todos os modelos de nível pai aos quais o submodelo foi vinculado a quente. Um membro da equipe de design atuou como um “Gerente de Modelo” dedicado, responsável por verificar a exatidão do modelo 3D completo em todos os momentos.

Com relação aos recursos da estação de trabalho, a FKA foi capaz de implementar o projeto Eureka Tower em computadores padrão que os arquitetos podem pagar. No entanto, ele precisava atualizar sua rede, hubs e placas gráficas para poder trabalhar com mais eficiência. Os recursos da empresa foram utilizados em sua capacidade total e, inversamente, a abordagem BIM foi implementada em toda a extensão do poder de computação e tempo disponíveis.

Outros benefícios da abordagem BIM

Durante a implementação da abordagem BIM para o projeto Eureka Tower, a FKA descobriu que seus benefícios se estendem muito além do projeto em que é usada para a empresa como um todo. O uso avançado da tecnologia achatou a estrutura de gerenciamento hierárquico tradicional e reduziu a divisão entre os princípios de design mais antigos e a equipe mais jovem com conhecimento tecnológico.

O BIM permite um processo no qual não há divisão entre projeto e documentação e, portanto, elimina a necessidade de desenhistas dedicados que apenas fazem a documentação. Como a documentação agora é obtida como um subproduto, todos os envolvidos em um projeto se concentram no design e devem colaborar efetivamente com os outros membros da equipe. Desse modo,

No que diz respeito ao projeto em si, a capacidade de visualizar o edifício em 3D permite um entendimento muito melhor do projeto. Múltiplas opções de projeto podem ser facilmente exploradas e sujeitas a um maior grau de análise e avaliação do que seria possível com o CAD 2D tradicional. O maior foco na análise permite uma melhor tomada de decisão e leva a um edifício funcionalmente sólido. A própria prática da arquitetura se torna uma arte performática e é muito mais agradável.

No caso do projeto Eureka Tower, o uso do BIM não se estendeu a outras disciplinas, uma vez que os consultores ainda não estavam prontos para desistir de seus processos baseados em CAD 2D padrão. Os benefícios teriam sido ainda mais notáveis se tivesse acontecido.

Conclusões

Uma das perguntas mais frequentes feitas pelos profissionais de AEC ao construir a modelagem de informações é: “Quem vai pagar pelo esforço extra para desenvolver o modelo?” A FKA não permite que questões como essas os impeçam do que consideram o meio mais lógico de projetar um edifício usando os recursos da tecnologia atualmente disponível.

Agora ela vê o BIM como a forma padrão de fazer negócios dentro da empresa e não espera receber uma remuneração maior do que sua taxa normal pela implementação do BIM. Verificou-se que os benefícios internos compensam o custo e o esforço extras, mesmo para o primeiro projeto. Os projetos subsequentes devem ser capazes de colher os mesmos benefícios com muito menos custo e esforço.

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