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BIM应用技术助力深圳机场T3航站楼腾飞

来源: 施工技术

深圳机场扩建工程(即深圳机场T3航站楼工程)位于原机场西侧,珠江口伶仃洋东侧,广深高速公路西侧的滨海平原上,距深圳市直线距离约32km,是深圳市新 的地标性建筑。扩建工程原始地貌为海积平原和滩地,现处于已建成的围海护堤内,大部分为海域和鱼塘,新建海堤约14km。图1是融合于BIM中的地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)地图,红色图标显示了航站楼的大体外轮廓。
 
图1 BIM地理信息系统地图中的T3航站楼
 
T3 航站楼是深圳机场总体规划中第二条跑道扩建工程的重点项目。航站楼主体地上及地下共5层,其功能分别为出发层、到达层和服务层等。航站楼主体处于单一的屋 顶天篷下,采用带纹理图案的双层钢和玻璃外墙。设计充分利用了自然采光系统,让高层光线照进低层。中央主指廊南北长约1050m,东西宽约600m,主楼 和指廊地下2层、主楼地上4层,层高分别为4.4m、4.4m、5.6m和8~28m,指廊部分地上3层,层高分别为4.4m、4.4m和16m。主体结 构为钢筋混凝土框架结构,屋顶为钢结构。基本柱网为9m×9m、18m×18m,中支撑屋顶钢结构柱距约36m×36m,建筑面积约45万m²(见图2)。
 
图2 深圳T3航站楼
 
如 此巨大的体量对施工工艺、技术提出了高要求,其特点、难点主要体现在三个方面。一是相对于一般民用建筑来说,T3航站楼体量大,系统更全面,涉及的专业分 包多,相应管理要求更高;二是T3航站楼建筑造型新颖,结构更为复杂,很多部位仅凭传统二维图纸很难表示出系统的走向及安装形式;三是部分专业分包商是终 端集成商甚至是国外承包商,管理与沟通存在一定困难。
BIM的定义。目 前,BIM在中国方兴未艾。普遍接受的建筑信息模型(BIM)定义来自于美国建筑科学院的美国标准(NBIMS-National Building Information Modeling Standard)—-“a digital representation of physical and functional characteristics of a facility…and a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis decisions during its life-cycle ;defined as existing from earliest conception to demolition.”
定义中有以下几层意思:BIM是一个设施、项目的数字表达和可以分享的数据资源;BIM内容既包括设施的物理信息,也包括其功能信息;BIM目的是为各种各样的决策提供一个可靠的信息源;BIM实施时间是从设施的产生到拆除的全生命周期。
在 充分了解BIM背景以及对国内外应用BIM的工程进行研究后,总结出BIM相关利益方的信息。业主:关于其设施的高标准概要信息;设计者:规划及场地信 息;工程师:用于输出信息到设计及分析软件的电子模型;造价师:用于获得精确数量的电子模型;律师及合同:用于辩护或作为诉讼基础的更精确的法律描述;承 包商:用于投标及订货的智能对象、一个存储所获得信息的地方;分包商:更清晰的沟通以及同承包商同样的支持;制造商:能够使用智能模型用于制造的数字控 制,过程的3D可视化;设施管理经理:提供产品、保修及维护信息;维修及保养:简便地识别需要修理或更换的产品;能源及LEED:更容易的完成优化能源分 析,使对选项的审查更充分,如建筑旋转或场地的重新部署;空间及安全:3D中的智能对象帮助对安全漏洞的更好理解;网络经理:3D物理网络计划对于故障排 除极为重要;风险管理:对潜在风险更好的理解及如何避免或降至最低;居住者支持:用于寻找路线的设施可视化(建筑用户往往不会识读平面图)。
根据T3航站楼项目的特点及BIM应用的先例,中建三局一公司选择了BIM相关技术进行施工过程管理,并考虑工程完工后的运营管理,将T3航站楼打造成精品工程。
BIM的实施管理。根据BIM固有的一些特性,对BIM的组建、实施做了评估和考虑,并对原有的组织、工作流程进行了更改、优化。
定义可能的BIM应用 项目团队考虑每一个可能的BIM应用以及其与项目目标之间的关系。
定义BIM应用的责任方 每个BIM应用至少应该包括一个责任方,责任方应该包括所有涉及该BIM应用实施的所有项目成员,以及对BIM应用实施起辅助作用的可能外部参与方。
评估BIM应用每一个参与方的相关能力 资源——参与方是否具备实施BIM应用需要的资源,这些资源包括BIM团队、软件、软件培训、硬件、IT支持等;能力——参与方是否具备实施某一特定BIM应用的知识;经验——参与方过去是否实施过某一特定BIM应用。
定义BIM应用所带来的价值和风险 评估某一特定BIM应用可能带来的价值和潜在风险。
确定是否实施BIM应用 项目团队详细讨论每一个BIM应用是否适合该建设项目和项目团队的具体情况,包括每一个BIM应用可能给项目带来的价值以及实施成本,实施或不实施每一个BIM应用可能给项目带来的风险等,最后确定在该建设项目中实施哪些BIM应用,不实施哪些BIM应用。
组织和工作流程方面 首 先,管理要再上一个台阶,实现与国外承包商的良好对接,要求管理方面所传递的信息准确、无误,不会因为信息的传递造成信息丢失,理解有误,或形成信息断 层、信息孤岛。其次,传统的施工图深化设计是各专业各系统的图纸叠加,召开会议讨论问题,进而再修改、讨论,直至问题的解决,费时费力,且没有直观的、可 视化的反应,容易产生现场施工错误,给工程造成损失。如果在施工图深化设计之前就建立BIM,应用BIM指导后续的施工图深化设计和现场施工,就可以将大 量问题“消灭”在深化设计阶段,施工现场管理的预见性和科学性会得到很大提高。
T3 航站楼项目部于2010年8月完成了BIM团队的组建及培训工作,并形成相关的文字档案,《深圳机场T3航站楼BIM实施方案》和《深圳机场T3航站楼 BIM团队培训实施建议书》。团队组建完成后面临的首要任务是深化设计。为此,编排了详细的《深圳T3航站楼机电工程深化设计工作指南》、《深化设计室日 常工作流程安排》。利用BIM技术,实践设计审查、3D协调,快速高效地满足了出图计划,为现场提供了技术支持。BIM团队经过长达半年多的探索,目前已 完成机场的整体模型,并整理收集了详实的资料,完成了BIM英文标准的翻译,这些图文并茂的资料为BIM在T3航站楼的实施提供了明确的方向和有力的指 导。
BIM应用的价值。在深圳T3航站楼工程中,BIM的应用价值得到充分体现。首先是模型的全三维展示,充分利用三维图片、动画等手段结合平面图、立面图、剖面图及详图的运用,为施工做好技术支持。可以说,仅BIM的可视化一项应用就是无价的。
在机房优化方案制定过程中,单纯的CAD表示、对比方案的优略,图形工作量大,且有些复杂地方不能表示出来。
位于地下1层的二次泵房,含电气母线、桥架、配电柜、通风管道及各式水管(见图3),为优化配置机房安装,直观反映优化方案,通过模型可以快速调整机房的布置,结合2D、3D出图,做好不同方案的对比,并制定决策。
 
图3 二次泵房
 
在 现场施工管理过程中,可直接通过模型来协调各施工参与方的生产安排。如图4,在管廊中桥架横穿的现象非常多。项目部曾尝试用CAD表示横穿的位置、高度, 但结果不甚理想,深化设计图纸的图形表达不易被工人理解,施工自然无法进行。通过模型的简单截图或直接生成三维剖面,效果一目了然,工人也乐于接受,施工 效率得到提升。
T3 航站楼工程中运用BIM技术的地方非常多,模型也辅助我们进行工程算量,编制材料计划。BIM团队进一步完善模型,对重点部位,如变电室、配电间、二次泵 房等位置,利用模型来指导编排施工方案,将模型应用于施工,减少了信息传递的失真、误解,效果远远超越了利用二维CAD图纸的情况。如针对各个配电小间其 桥架弯通大小不一、统计困难的问题,通过模型的建立,即可实现模型与现场的匹配,进而做出材料计划,预制化加工所需零配件。
与 此同时,项目部初步整理了一套适用于项目的《 BIM工作规范手册》,对BIM技术在工程的二次深化设计、现场施工、总承包管理及后期物业管理等方面的应用进行了大量有益的探索与实践。2011年7 月,T3航站楼项目作品在2011年“创新杯”建筑信息模型(BIM)设计大赛上获奖。
通过BIM在T3航站楼的成功实施,BIM技术的应用又向前迈进一步。BIM工作重点在于协同管理,利用众多的BIM软件技术,组织好软件之间的协作关系,建立BIM数据库,把现场信息、进度信息等无差的传递至不同的管理队伍、合作方,为工程的顺利进行创造条件。
文/中建三局一公司 尹 奎 王兴坡


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