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SISTEMATIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO TÉCNICA E ECONÓMICA DA CONSTRUÇÃO
PARA INCORPORAÇÃO EM OBJETOS BIM
M.J. FALCÃO SILVA F. SALVADO
Eng.ª Civil Eng.ª Civil
LNEC LNEC
Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal
[email protected] [email protected]
P. COUTO A. VALE E AVEZEDO
Eng.ª Civil Eng.º Civil
LNEC LNEC
Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal
[email protected] [email protected]
RESUMO
A presente comunicação tem por objetivo demonstrar de que forma os sistemas de gestão de informação contribuem
para o apoio às diferentes especialidades de projeto (Portaria n.º 701 H/2008, de 29 de julho). A existência de
informação técnica e económica estruturada e normalizada relacionada com cada elemento construtivo é fundamental
para o apoio aos projetistas de todas as especialidades. Do mesmo modo, a utilização de sistemas de gestão da
informação registam e mantêm esta informação ao longo de todas as fases do ciclo de vida da construção, melhorando a
qualidade e acessibilidade da mesma e contribuindo para o desenvolvimento económico do setor da construção.
Descreve-se e propõe-se a forma como a informação técnica e económica da construção existente na aplicação ProNIC
poderá ser transferida para objetos normalizados BIM, apoiando a elaboração do projeto das várias especialidades e
dando resposta a diversas questões que têm vindo a ser identificadas no âmbito da transmissão da informação da fase de
projeto para as fases subsequentes do ciclo de vida de uma construção.
1. INTRODUÇÃO
A utilização de sistemas de gestão da informação permite o registo e armazenamento de informação ao longo de todas
as fases do ciclo de vida da construção, melhorando a qualidade e acessibilidade da mesma. Em Portugal, a utilização de
metodologias BIM (Building Information Modelling) por parte dos projetistas, nomeadamente os de estabilidade, ainda
não se encontra muito difundida. No entanto, os modelos BIM são cada vez mais uma realidade a considerar, não só
para a fase de projeto, mas também para as restantes fases, contribuindo para uma evolução na indústria da construção.
Preve-se que a sua aplicação a médio e longo prazo traga sucesso e eficácia ao setor, dado tratar-se de uma metodologia
de partilha de informação e de comunicação entre todos os intervenientes e durante todas as fases do ciclo de vida de
uma construção. A integração destes modelos com outras ferramentas de apoio ao processo construtivo poderá
contribuir para a difusão e generalização da sua utilização. Neste aspeto, a aplicação ProNIC (Protocolo para a
Normalização da Informação Técnica da Construção) apresenta uma importante contribuição, pois encontra-se já
bastante desenvolvida, quer do ponto de vista da normalização e estruturação da informação técnica e económica, quer
no que respeita à possibilidade de trabalho em ambiente colaborativo por todos os intervenientes no processo.
2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO NA CONSTRUÇÃO
2.1 Building Information Modelling
A metodologia BIM (Building Information Modelling) significa o processo de Modelação de Informação da Construção
e compreende um conjunto de informação gerada e mantida durante todo o ciclo de vida de um empreendimento de
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económica da construção para incorporação em objetos BIM
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construção. Esta metodologia apresenta diversos benefícios para os projetos de construção [1] [2], na medida em que
passam a poder suportar a maioria dos processos desenvolvidos pelas diferentes partes interessadas desde o início até ao
final da construção e mesmo durante as fases de exploração/utilização, manutenção e renovação [3] [4] (Figura 1).
Figura 1: O BIM e o ciclo de vida de um empreendimento
A capacidade de executar diferentes abordagens baseadas no mesmo objeto, através da utilização de perspetivas ou
camadas, é essencial para os diferentes intervenientes no processo construtivo e seus objetivos específicos, dependendo
da fase do ciclo e vida [5]. No entanto, esses benefícios só são suscetíveis de serem alcançados com um apertado
controlo, domínio e disciplina desses processos, sendo essencial estar ciente de que a metodologia BIM é uma
tecnologia que requer novas formas e práticas [6]. A partir desta consciência nasce a necessidade de entender que o
BIM não é uma questão de modelação de uma obra ou de outras estruturas de aplicações de software, mas é
principalmente sobre a organização, as práticas e disciplinas que constituem uma estrutura essencial em termos de
informação [7].
O BIM abrange a informação geográfica, as relações espaciais, as dimensões do objeto, as quantidades, os custos e as
características técnicas dos componentes que constituem a obra, passando por todo o ciclo de vida do processo
construtivo.
A partir do momento em que se desenha uma peça de arquitetura, toda a informação necessária para a sua validação e
execução encontra-se automaticamente associada a cada um dos elementos integrantes da estrutura. Toda a informação
necessária à representação gráfica, à análise construtiva, à quantificação de trabalhos e tempos de mão-de-obra também
se encontra explicita nos modelos BIM construídos. As aplicações mais correntes permitem a conceção de modelos de
arquitetura [8][9], modelos de estruturas [10]e modelos de infraestruturas [8][9]. Certas aplicações separam os módulos
por diferentes aplicações, no entanto, este tipo de sistemas vem preparado para sincronizar os vários modelos de modo a
centralizar a informação e a permitir a sobreposição de projetos com vista à deteção de erros.
Numa aplicação BIM, a conceção do empreendimento de construção é feita através da agregação dos elementos
construtivos (2D e 3D), sendo especificados não só parâmetros geométricos como a espessura, o comprimento e a
altura, mas também outros parâmetros como o material, propriedades térmicas e acústicas, custos de material e custos
de construção, entre outros, permitindo também ao utilizador a introdução de parâmetros ao seu critério [11].
A necessidade de criar um modelo central representativo do processo de desenvolvimento do projeto 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 objetos [12]. Para tal, os elementos passam a ser definidos sendo-lhes atribuído significado semântico e associadas
propriedades. São estabelecidas ligações que definem o modo de interação dos elementos entre si e com o modelo
global. Os objetos são organizados numa estrutura racional dividida por especialidade e estratificada por nível de
pormenorização [2].
2.2 Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção
A plataforma informática ProNIC (Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção) é um projeto
de investigação, que foi aprovado em 2005 e o seu desenvolvimento é assegurado por um consórcio representado pelo
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IC-FEUP (Instituto da Construção – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto), pelo INESC Porto (Instituto
de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto) e pelo LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil) [13]. O
seu objetivo é desenvolver um sistema de gestão de informação para apoiar o setor da construção que permita a
simplificação dos procedimentos relacionados com empreitadas e a disponibilização de informação técnica e financeira
de uma forma estruturada e normalizada.
O ProNIC é constituído por uma base de dados de conteúdos técnicos, de trabalhos de construção e respetivas fichas
para obras de Edifícios (construção nova e reabilitação) e de Infraestruturas rodoviárias. Contempla também um
conjunto de aplicações informáticas que permitem a gestão e a articulação dos seus conteúdos técnicos e a definição de
documentos como Medições Detalhadas, Mapas de Trabalhos e de Quantidades, Estimativas Orçamentais e Cadernos
de Encargos. Essa informação está relacionada com inúmeros tipos de trabalhos de construção (cerca de 10.000) que,
por sua vez, se desdobram em diferentes artigos (cerca de 300.000), tendo-se produzido Fichas de Execução de
Trabalhos, Fichas de Materiais e Fichas de Custos e de Rendimentos associadas aos artigos referidos.
Esta aplicação informática, para além das bases de dados de informação técnica e económica, tem desenvolvido
módulos de interface com os diferentes tipos de intervenientes do processo de construção de uma obra (Dono de Obra,
Projetista, Fiscalização e Empreiteiro), permitindo assim a utilização da aplicação em ambiente colaborativo e durante
as fases de projeto, de contratação, de construção e de utilização da obra. Na fase de projeto, o ProNIC permite o
desenvolvimento do articulado da obra pelos vários projetistas, com uma codificação única para cada trabalho, e a
geração automática das Condições Técnicas do Caderno de Encargos, dos Mapas de Quantidades de Trabalhos e da
Estimativa Orçamental.
No que se refere aos perfis dos diferentes tipos de utilizadores, o ProNIC disponibiliza quatro módulos principais: o
módulo de projeto, o módulo de tramitação de concurso, o módulo de gestão de obra e o módulo de indicadores. O
módulo de projeto apresenta uma base de dados de conteúdos técnicos; articulados e especificações técnicas; medições
detalhadas, mapas de quantidade de trabalho e estimativa orçamental; organização de documentação de acordo com a
Portaria n.º 701-H/2008, de 29 de julho [14]; procedimentos e funcionalidades de selagem de projetos, incluindo
assinatura digital (para a totalidade da base de dados ou sectorialmente – tipo de obra ou capítulos) visto comtemplar
trabalho interativo e a necessidade de validação. Na Figura 2 apresenta-se esquematizada a estrutura do ProNIC de
acordo com o descrito em parágrafos anteriores.
Figura 2: Estrutura da aplicação informática ProNIC
3. SISTEMATIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO EM OBJETOS BIM
3.1. Sistemas de classificação: IFC
Os Sistemas de Classificação de Informação da Construção (CICS) têm vindo a crescer e atualmente têm um papel
importante na organização da informação que é produzida pelo sector da construção. Desde o seu início, os CICS foram
desenvolvidos para resolver problemas específicos no sector da construção. Os IFC (Industry Foundation Classes) são
aceites internacionalmente no setor da Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC) [15].
O IFC é uma plataforma neutra, com ficheiros em formato aberto não sendo controlada por um único interveniente ou
grupo limitado de intervenientes e traduz um modelo destinado a descrever os dados da indústria da construção. É um
objeto em formato de arquivo baseado num modelo de dados desenvolvido pela buildingSMART (anteriormente a
Aliança Internacional para a Interoperabilidade, IAI) para facilitar a interoperabilidade na indústria de AEC. Trata-se de
um formato frequentemente usado em projetos BIM. A especificação do modelo IFC está aberta e disponível, sendo
definida pela ISO 16739: 2013 [16].
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3.1. Proposta de integração entre BIM e ProNIC
A metodologia BIM apresenta como principal mais-valia a possibilidade de uma representação precisa da geometria dos
elementos constituintes de um empreendimento com integração de informação e de dados organizados [17] em várias
dimensões. As três primeiras dimensões (3D) dizem respeito à geometria dos elementos constituintes do modelo BIM.
A passagem de 3D para 4D envolve a atribuição, aos elementos do modelo, de valores temporais, ou seja, datas de
início e de conclusão dos trabalhos (planeamento da construção). A quinta dimensão (5D) envolve a atribuição de
custos aos elementos do modelo (orçamentação). Até à quinta dimensão existe consenso quanto à sua definição, no
entanto é frequente já encontrar referência até 7D ou mesmo superior [18]. A integração destas dimensões de
informação no modelo BIM é efetuada pelos diversos intervenientes no processo construtivo.
Neste aspeto, a aplicação ProNIC encontra-se bastante desenvolvida, pois integra conteúdos técnicos, articulados em
diferentes Fichas, de Execução de Trabalhos, de Materiais e de Custos e Rendimentos, associadas aos diferentes
trabalhos de construção. Com esta informação, é possível gerar os diversos documentos técnicos necessários para as
diferentes fases do processo construtivo. Esta informação encontra-se normalizada e de acordo com as especialidades de
projeto previstas na legislação aplicável. Contempla também aplicações informáticas de diferentes módulos de interface
com os diversos utilizadores e permite o trabalho em ambiente colaborativo. Relativamente à especialidade de projeto
de estabilidade é assim possível compilar toda a informação técnica e económica associada.
Do ponto de vista tecnológico, é possível, com maior ou menor dificuldade estabelecer uma ligação entre a metodologia
BIM e a aplicação ProNIC com o objetivo de se produzirem resultados comuns permitindo assim economia de tempo e
melhoria na qualidade e compatibilidade do produto final.
Considera-se essencial, o estabelecimento de estratégias e a identificação de desafios e dos passos a executar, no sentido
de se proceder à sua integração. Apresenta-se de seguida uma proposta de metodologia de trabalho destinada à
realização da ligação entre os conteúdos técnicos do ProNIC e os elementos do modelo BIM:
1. Definição de procedimentos normalizados com vista à parametrização dos modelos BIM e definição do tipo de
informação e do nível de detalhe em cada etapa do processo construtivo;
2. Implementação e configuração dos princípios fundamentais de forma a ser obtida uma definição clara, objetiva
e concisa da informação e de acordo com a legislação aplicável e com a realidade nacional;
3. Estabelecimento da correspondência entre a parametrização da metodologia BIM e o sistema de classificação
do articulado dos trabalhos de construção do ProNIC.
A. O ProNIC apresenta como critério de classificação dos seus trabalhos a divisão por capítulos,
subcapítulos e artigos com um determinado código atribuído, sendo alocado sempre o mesmo código
ao mesmo trabalho de construção.
B. No caso da metodologia BIM, são parametrizados os elementos de construção e a cada um desses
elementos estarão associados vários artigos da aplicação ProNIC.
C. As especialidades de projeto são as mesmas na aplicação ProNIC e na metodologia BIM e estão de
acordo com o previsto na Portaria n.º 701-H/2008 [14];
4. Consideração dos conteúdos técnicos disponíveis na aplicação ProNIC no modelo BIM, através da sua
integração na informação disponível para cada elemento de construção parametrizado no modelo:
A. Levantamento dos artigos dos trabalhos de construção no ProNIC a partir dos elementos
parametrizados no modelo BIM, com o objetivo de elaboração dos cadernos de encargos, das
medições detalhadas, dos mapas de quantidades de trabalhos e das estimativas orçamentais.
B. Possibilidade de, na aplicação ProNIC, fazer a ligação direta da informação de projeto aos módulos de
concurso e de gestão da obra.
A proposta de metodologia descrita pretende apresentar uma contribuição do ProNIC para o desenvolvimento e
aplicação de modelos BIM em Portugal. Neste sentido o LNEC encontra-se a desenvolver estudos para o
estabelecimento de ligação da informação técnica e económica existente no ProNIC e os modelos BIM através de IFC.
4. CASO DE ESTUDO
4.1 Estrutura e organização da informação
O ProNIC tem como objetivo a normalização da informação técnica na construção, sendo relevante a estrutura de
desagregação de trabalhos com descrições e regras normalizadas. A estrutura é composta por 26 capítulos de trabalhos e
vários níveis hierárquicos que terminam na descrição normalizada dos artigos, com parâmetros a preencher.
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económica da construção para incorporação em objetos BIM
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Cada obra é uma entidade independente, sendo a respetiva informação inserida de uma forma estruturada. Estes
capítulos de trabalhos enquadram-se em diferentes especialidades de projeto, conforme definido na Portaria n.º 701-
H/2008 [14], que aprova o conteúdo obrigatório do programa e do projeto de execução.
O artigo tem uma descrição genérica no ProNIC que deve ser complementada com especificações do projetista através
do preenchimento de parâmetros, com a escolha de opções dentro das soluções técnicas possíveis para o trabalho de
construção. Algumas dessas opções já estão disponíveis na aplicação ProNIC, no entanto, o projetista pode considerar
outras opções através da inserção de texto em campos de edição livre.
Depois de elaborado o artigo, é selecionada a sua unidade de medição e inserida a quantidade de trabalho e o preço
unitário. A quantidade de trabalho de cada artigo pode ser inserida como um valor final global ou na forma de medições
detalhadas. Dependendo do trabalho em causa, a medição do trabalho poderá ser feita com mais do que uma unidade de
medição (mas nunca na mesma instância do artigo) de acordo com as regras de medição do LNEC, sendo apresentada
pelo ProNIC, nesses casos, uma lista de opções de unidades que podem ser escolhidas.
Em relação ao preço unitário do trabalho descrito no artigo, o mesmo pode ser inserido pelo projetista ou escolhido
entre os apresentados pelo ProNIC, sob a forma de fichas de custo. A lista de preços apresentada resulta das
combinações de opções possíveis, traduzindo as que foram escolhidas pelo projetista no preenchimento dos parâmetros
quando da elaboração da descrição do artigo.
4.2 Aplicação a elementos estruturais de betão armado
Como caso de estudo, apresentam-se descrições existentes no ProNIC integradas no capítulo referente a estruturas de
betão armado. Este capítulo do ProNIC tem diversos artigos associados à execução de trabalhos de estruturas de betão
armado: i) pilares, ii) vigas, iii) lintéis, iv) tirantes, v) palas, vi) bordadura de lajes, vii) platibandas, viii) parede de caixa
de escadas, ix) escadas, x) lajes maciças (com e sem rede eletrossoldada), xi) lajes nervurada (com e sem rede
eletrossoldada), xii) pavimento térreo, xiii) montantes (com e sem cofragem), xiv) cintas (com e sem cofragem) e xv)
outros elementos.
A título de exemplo apresenta-se de seguida a descrição genérica de um artigo enquadrado no capítulo de estruturas de
betão armado (Figura 3 e Tabela 1). As opções de preenchimento são representadas genericamente por diferentes “$” e
representam especificações técnicas do betão, de cofragem e respetivo escoramento, e relacionadas com a armadura:
“Execução de _______ em betão armado normal “cinzento”, incluindo fornecimento, colocação, compactação e cura
de betão $1 $2 $3 $4 $5 $6; transporte, montagem, desmontagem, óleo descofrante e limpeza de cofragem para $7 e
escoramento $8; fornecimento, colocação, carga e descarga, desperdícios e empalmes e elementos de montagem de
armaduras certificadas em aço $9, e todos os trabalhos, materiais e execução de acordo com o projeto.”
Figura 3: Opções ProNIC disponíveis, em que os símbolos $1 a $9 representam as especificações técnicas (elementos
de betão armado)
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Tabela 1 – Especificações ProNIC para qualquer elemento de betão armado
OPÇÕES – CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
$1 C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60, C55/67,
C60/75, C70/85, C80/95, C90/105 ou C100/115 $2 X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XD1[a], XD1[b], XD2[a], XD2[b], XD3[a], XD3[b], XS1[a], XS1[b],
XS2[a], XS2[b], XS3[a], XS3[b], XF1, XF2, XA1[a], XA1[b], XA2[a], XA2[b], XA3[a] ou XA3[b] $3 Cl 0.20 ou Cl 0.40
$4 S1, S2, S3, S4 ou S5
$5 6, 8, 12, 16, 20, 32 ou outro (opção de preenchimento livre)
$6 com incorporação de hidrófugo ou sem incorporação de hidrófugo
$7 betão a revestir, betão oculto, betão à vista com superfície lisa ou betão à vista com estereotomias
$8 até 4.0 m ou acima de 4.0 m
$9 A400 NR, A400 NR-SD, A500 NR, A500 NR-SD ou A500 ER
Como exemplo ilustrativo, apresenta-se um objeto BIM, concebido em software apropriado, relativo a um elemento
estrutural, nomeadamente um pilar de betão armado. Para este objeto BIM selecionado, a informação já existente em
bases de dados da aplicação informática ProNIC (Figura 3 e Tabela 1) pode ser utilizada para integrar modelos BIM.
Esta informação diz respeito a parâmetros de natureza técnica que são requeridos em normas e regulamentos aplicáveis
a este tipo de trabalhos de construção e a parâmetros de natureza económica. Apresenta-se na Figura 4 a informação
técnica e económica ProNIC que pode ser inserida no referido exemplo de um objeto BIM.
INFORMAÇÃO PRONIC
1. Informação técnica:
a) Características do betão:
Resistência à compressão
Classe de exposição ambiental
Cloretos
Consistência
Diâmetro máximo do agregado
Incorporação de hidrófugo
b) Características da cofragem:
Tipo de acabamento da superfície
Altura máxima do escoramento
c) Características da armadura:
Tipo de aço
2. Informação económica
Custo unitário do betão
Custo unitário da armadura
Custo unitário da cofragem
Custo dos equipamentos associados
Custo da mão-de-obra associada
OBJETO BIM
(PILAR DE BETÃO ARMADO)
Figura 4: Informação ProNIC para integrar um objeto BIM (pilar de betão armado)
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Com esta informação associada a cada objeto BIM é assim possível, através da plataforma ProNIC, elaborar diversos
tipos de documentos, como por exemplo especificações técnicas, cadernos de encargos, mapas de quantidades de
trabalho e estimativas orçamentais.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
No que se refere à utilização de sistemas de informação no setor da construção, considera-se que o cenário de integração
ideal é aquele em que todos os intervenientes num dado processo construtivo se encontram interligados a trabalhar de
uma forma colaborativa, ao longo de todas as fases do ciclo de vida da construção, e no qual todas as ferramentas
utilizadas comunicam entre si com o intuito de produzir os resultados pretendidos.
A integração de modelos BIM com outras ferramentas de apoio ao processo de construção é essencial para se
desenvolver e difundir a sua utilização. O exemplo apresentado neste artigo, embora ainda em fase preliminar, tem
como objetivo integrar a informação técnica e económica já normalizada no ProNIC em vários objetos BIM. Neste
sentido, está a ser desenvolvido no LNEC, trabalho de investigação para a incorporação de informação técnica em
diversos objetos BIM contemplados em diferentes especialidades de projeto, nomeadamente Estabilidade e Arquitetura,
através de IFC
Considerando a crescente utilização dos sistemas de gestão da informação na construção, e na perspetiva da
obrigatoriedade imposta pelo Estado Português para a utilização do ProNIC a curto prazo, prevê-se que a utilização do
BIM em Portugal venha a ser obrigatória a médio prazo em processos de obras públicas.
6. REFERÊNCIAS
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[5] Hollermann, S.; et al., BIM – “A challenge for communication between parties involved in construction”,
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[7] Parreira, J., & Cachadinha, N., Implementação BIM e integração nos processos intraorganizacionais em
empresas de construção: estudo de caso. 4º Congresso nacional da construção. Monte da Caparica: FCT,
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[9] http://www.autodesk.pt/
[10] http://www.tekla.com/
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[12] Chae, K. S., Lee, G.. A study on the problems of and measurements needed for improving the
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Architectural Institute of Korea, Planning, 27, 67-74, 2011
[13] Protocolo para a Normalização da Informação Técnica na Construção. http://pronic.inescporto.pt/ (12-01-
2015).
[14] Conteúdo obrigatório do Programa e do Projeto de Execução e Normas a adotar na elaboração e
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da República, n.º 145/2008, Série I, de 29 de julho de 2008, p. 5106(37)-5106(80).
[15] Monteiro, A.; Martins, J.P. – “SIGABIM: a framework for BIM application”, Proceedings of the XXXVIII
IAHS World Congress - Visions for the Future of Housing Mega Cities, April 16-19, 2012, Istanbul
Technical University.
[16] ISO 16739:2013 - Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility
management industries, 2013.
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económica da construção para incorporação em objetos BIM
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[17] CRC Construction Innovation 2007 – “Adopting BIM for facilities Management: Solutions for Managing
the Sydney Opera House”.
[18] Henriques, A. F. P. – “Integração do ProNIC em ambiente BIM. Um modelo para o trabalho em ambiente
colaborativo”, Dissertação de Mestrado, Instituto Superior Técnico, 2012.