机场航站楼及配套设施项目BIM技术应用

某大型机场航站楼及配套设施项目BIM技术应用目录1、概况2、项目挑战3、设计阶段BIM应用4、施工阶段BIM应用5、技术开发1、项目概况1、项目概况1.1项目概况建设内容包括：新建第三跑道和滑行道系统、Ⅱ类精密进近助航灯光系统，飞行区指标为4F；新建T2航站楼（含地下管廊、登机桥活动端等）、出港高架桥，以及上述工程投影下的下穿隧道、地铁工程、城轨工程、的士隧道、大巴隧道、综合管廊、站坪、100个机位的站坪及附属设施，交通中心及停车楼工程等。总投资约197亿元。1、项目概况1.2应用目的将BIM作为工程项目管理和技术手段，为业主解决在设计和施工过程中的方案可视化、设计成果优化、技术交底与会商、参与方协同管理、综合管控（进度、质量、安全、成本）、变更管理以及信息共享传递等诸多方面的问题并收获实效，提高工程建设质量和项目综合管理水平，全面提升企业综合竞争力；并实现竣工数字化交付，为今后的运营维护打下良好基础。2、项目挑战2、项目挑战2.1工程体量巨大本项目为机场二期扩建工程，主体为T2航站楼，由主楼、连接楼、指廊和高架连廊四大建筑结构组成，总面积约70万平方米。在目前的软硬件技术条件下，这样的体量对各种BIM软件平台都是一个挑战。2、项目挑战2.2专业、系统复杂性高本项目包含众多专业系统，这些系统可能由多种软件建模而成，如行李系统、钢结构等系统均采用不同格式，多种格式的模型如何兼容、如何定位、如何更新，都需要提前做好详尽的规划。设计架构一览`2、项目挑战2.3工期紧张本项目工期要求相当紧张。如何在较短的工期内完成项目建造与交付运营，对项目参与任何一方都是巨大的挑战。有效控制工期的途径是更少的变更、更少的重复工作、更高效的协调、更高的生产效率，有效合理地安排施工进度并确保落实。2、项目挑战2.4专业多、碰撞多、易造成返工大型复杂交通枢纽项目面积大，民航、地铁、城轨、市政和民用建筑等专业多，管道设备错综复杂。按以往的作业方式（二维蓝图交互、交底、审核），有些专业之间的冲突可能事前难以发现，容易造成返工，增加成本。只有通过3D虚拟、碰撞检查，才能提前快速预见问题，整体控制项目实施风险。管线综合局部地下管沟综合排布2、项目挑战2.5协同共享困难对于大型复杂项目，因为参与方多、信息量庞大、涉及的分支专业（系统）多，协同共享历来是面临的重大难题。项目参与各方应在统一的信息共享平台、统一的BIM数据库系统、统一的流程框架下进行作业，才能实现高效协同，使设计信息有效流转到施工方、建设过程的信息有效流转给机场运营单位。3、设计阶段BIM应用3、设计阶段BIM应用可视化设计建筑性能模拟分析与绿色优化全专业BIM协同设计碰撞检查与设计优化净空控制三维管线综合3、设计阶段BIM应用3.1可视化设计BIM的三维可视化特性，使得项目业主、设计师及各参与方能随时在三维视图中查看项目的设计，包括整体或局部、室外或室内、单专业或多专业的模型展示，从而可以从更加全面、精确的角度分析设计成果，把控设计效果，使设计可以保持极高的完成度，同时有效支持设计的评审。T2航站楼局部透视图——土建专业T2航站楼局部透视图——土建+机电专业3、设计阶段BIM应用3.1可视化设计将BIM模型导入Navisworks，可以使设计师更多地从使用者的角度来观察室内效果，实时感受空间效果，观察各专业的影响因素，避免了常见的“BIM设计大多数从上方以轴测图观察模型”的弊端。3.1可视化设计对于一些重点部位，设计师可通过BIM模型观察从毛坯状态到装修效果的演化进程，从用户使用的角度出发，从而根据各种条件作出最优设计。3、设计阶段BIM应用休息区从毛坯状态到装修效果的演变3、设计阶段BIM应用3.2建筑性能模拟分析与绿色优化机场作为地域的门户，航站楼建筑具有标志性。现代建筑技术结合其体量巨大，空间变化丰富的特点，往往采用玻璃幕墙、金属屋面（采光天窗）作为建筑的外围护结构，如何在建筑标志性与绿色节能之间实现平衡是困扰本项目绿建设计的难题。BIM技术结合专业的分析软件进行建筑性能模拟分析与优化，避免了重复建立模型和采集系统参数。通过BIM可以验证建筑物是否按照特定的设计规定和可持续标准建造，通过这些分析模拟，更好地对建筑物的冷热负荷、日照效果、能源消耗、人流分析等涉及建筑物的性能进行评估，实现可持续型设计，在设计、BIM模型导入能耗分析软件施工、和运营建筑时尽可能地减少影响环境的做法，最终确定修改系统参数甚至系统改造计划，以提高整个建筑的整体性能。3.2建筑性能模拟分析与绿色优化本项目在方案设计阶段，将BIM模型导入相关的建筑性能模拟软件，分别进行了室外风环境、室外声环境、幕墙防眩光、中庭采光天窗等多项模拟分析，并根据分析结果进行设计的优化，提高建筑的整体性能。BIM模型导入能耗分析软件3、设计阶段BIM应用3、设计阶段BIM应用3.3基于BIM的多专业协同设计在本项目的初步设计及施工图设计阶段，为配合设计进程，实时反映设计成果，及时发现并解决设计过程中的问题，BIM专项团队对建筑、结构、给排水、电气、空调、市政等设计专业以及钢结构、幕墙、行李系统等分项专业建立了BIM模型，并持续同步跟进修改，为BIM技术的各项应用提供了基础。T2航站楼设计阶段整体BIM模型T2航站楼BIM模型局部（二层）T2航站楼BIM模型放大局部（二层）3、设计阶段BIM应用主楼结构、玻璃幕墙和屋顶钢结构模型3.3基于BIM的多专业协同设计3、设计阶段BIM应用3.3基于BIM的多专业协同设计BIM模型在设计阶段的一个重要作用，就是为各个专业的设计提供一个三维的协同设计平台，将各专业的设计成果集成在同一个虚拟空间，从而可以直观反映出各专业的冲突，有效解决错漏碰缺等问题，避免传统设计流程中，通过二维图纸审核所导致的人为失误。如下图示例，在首层的西五指廊，因二层局部结构降板，导致下方风管底标高仅为3050，影响净高。BIM团队发现此问题后，提给相关专业设计人员，经协商，空调专业作出调整，将一根大主风管拆分成两根主风管并避开降板区域，风管底净高优化至3400。类似这样的专业间协调与优化在整个设计过程中贯穿始终。结构降板位置的风管拆分处理3.3基于BIM的多专业协同设计本项目设计过程中，通过BIM团队与设计团队的交互、BIM模型与CAD图纸的交互，将基于BIM的协同设计贯彻到全专业的设计过程中，并通过“BIM协同问题报告”文档记录问题，形成互提条件的资料，通过专业协调解决问题，并反映到BIM模型中，落实问题的解决，从而形成闭环、可追溯的设计质量管理体系。如下图所示为T2航站楼主楼首层的部分BIM协同问题报告。3、设计阶段BIM应用3.4碰撞检查与设计优化场航站楼体系复杂，除常规的设计专业外，还有轨道交通、设备管廊等专业接口，以及行李系统、自动步道、值机岛等特殊的工艺子项，因此极易发生冲突与碰撞。为了在设计阶段就协调好各个系统，BIM团队将各专业及子项的模型建立起来，通过碰撞检测的技术手段，逐步检测并消除专业间的碰撞。3、设计阶段BIM应用行李系统模型3.4碰撞检查与设计优化BIM技术的应用使设计优化的过程更加直观高效。一方面可视化的三维BIM模型直观反映设计意图，各专业均可通过BIM模型观察本专业的设计合理性并作出优化；另一方面通过多专业BIM模型的协同设计，可发现隐藏在不同专业之间的冲突，从而作出调整与优化。3、设计阶段BIM应用优化前优化后优化前优化后3.4碰撞检查与设计优化利用BIM的碰撞检查，找出建筑、结构、机电和行李系统等专业间的碰撞问题，形成碰撞报告，经过协调会议解决问题，达到多专业协调，大大提高了图纸质量，减少因图纸问题导致的“错、漏、碰、缺”现象，从而提高整体的工作效率。3、设计阶段BIM应用行李系统与设备管线整合模型3.4碰撞检查与设计优化在此过程中，行李系统与设备管线的碰撞非常典型，由于行李系统为分包设计，并且行李通道为三维路径，采用二维图纸的审查手段难以彻底地检测碰撞。项目组采用BIM技术手段，逐段对行李系统进行检测，发现了大量与设备管线之间的冲突，并进行协调处理，使问题得到及时的解决。3、设计阶段BIM应用行李系统与设备管线整合模型局部3.5净高控制新机场作为城市形象的枢纽门户，对室内空间的装修要求和效果要求极高，因此本项目对各种空间的净高控制极其严格。BIM的应用为净高控制提供了有效的技术手段。按照业主要求，设计师制定了各区域的净高控制图，BIM团队据此进行管线综合排布，并对净高进行校核。对于未能满足净高要求的区域，BIM团队与各专业设计人员一起协调，通过调整管线排布方式、修改管线路由甚至结构变更等方式进行解决。3、设计阶段BIM应用三层局部净高反馈3.5净高控制为使净高校核过程更加高效，避免人为错漏，我院BIM团队编写了基于Revit的“管线标高层级显示”插件，可按不同的颜色显示不同标高的设备管线，使净高控制线以下的管线可以一目了然地显示出来。3、设计阶段BIM应用管线标高层级显示3.6基于BIM的管线综合设计机场航站楼的设备管线系统繁多、布局复杂、技术难度大，因此对管线综合设计的要求极高。在本项目设计阶段，为了对各机电设备专业的管线进行合理、有序的排布，应用BIM技术进行了精细化的三维管线综合设计。应用BIM技术进行全专业的真实尺度建模并协调优化，对专业协调的结果进行全面检验，重点排查专业之间的冲突、高度方向上的碰撞，优化净空，优化管线排布方案，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。3、设计阶段BIM应用管沟综合排布3、设计阶段BIM应用3.6基于BIM的管线综合设计3、设计阶段BIM应用3.6基于BIM的管线综合设计广州白云国际机场扩建工程二号航站楼及配套设施4、施工阶段BIM应用4.施工阶段BIM应用进度计划控制1施工总平面布置2施工工序穿插3关键和特殊工序的演示4可视化施工组织设计5可视化施工技术交底64.施工阶段BIM应用1.进度计划控制1.、桩基验收阶段在总包管理方面，将每周的桩基验收情况收集，利用BIM技术，制作出整个航站楼的桩基分区验收的模型及图片，在月度进度讲评会上使用。从图上我们可直观的看出施工现场各个区域的验收情况，对于进度滞后的区域，下月可重点关注管理，从而更好的进行进度控制。4.施工阶段BIM应用1.进度计划控制2.、进度计划控制——桩基验收阶段桩基分区平面图整体平面表示4.施工阶段BIM应用4.1进度计划控制4.1.2、进度计划控制——桩基验收阶段4.施工阶段BIM应用4.1进度计划控制4.1.2、进度计划控制——桩基验收阶段整体三维表示4.1进度计划控制4.1.2、进度计划控制——桩基验收阶段分区平面表示1-12区在场区的位置4.施工阶段BIM应用分区三维表示4.施工阶段BIM应用4.1进度计划控制4.1.2、进度计划控制——桩基验收阶段4.施工阶段BIM应用4.1进度计划控制4.1.3、进度计划控制—地下管沟地下管沟施工阶段，制作施工进度三维图。4.施工阶段BIM应用1.进度计划控制4.、上部结构施工阶段完成地下管沟的施工后，紧接着进入到上部结构的施工。此时，项目工期也更紧张，四个土建施工单位的实际进度相对原定的计划节点进度滞后，为更好更有效率的进行进度的管理和控制，也为探索BIM技术更好的在施工管理中的应用，在此阶段我们采取了制作对比进度视频的方式。工作流程如下：月初月末计划进度实际进度对比进度视频4.施工阶段BIM应用2.施工总平面布置由于该项目体量庞大，施工区域也很大，涉及多行业和多施工单位的协同管理，施工总平面会根据各个不同的施工阶段情况进行动态的调整。利用BIM技术建立各阶段、工况的现场平面布置模型和调整时间节点，为现场平面管理提供直观形象的依据。——土方开挖阶段的施工总平面布置，此阶段为进场初期，主要考虑土方的开挖顺序及运输路线。——环场路的总平面布置。该模型可用于整个施工区域内主干道路的交通协调管理和环场路旁各单位的临时用地管理。4.施工阶段BIM应用4.2施工总平面布置4.施工阶段BIM应用4.2施工总平面布置—