BIM在大型復(fù)雜項(xiàng)目南京祿口國際機(jī)場二期工程案例分析

1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡稱“華東院”）是以建筑設(shè)計(jì)為主的現(xiàn)代科技型企業(yè)，隸屬于上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，是中國成立最早的、規(guī)模最大的綜合性甲級建筑設(shè)計(jì)院之一，也是當(dāng)今中國最具影響力的建筑設(shè)計(jì)研究院之一?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司創(chuàng)建于1952年，總部設(shè)在上海，設(shè)計(jì)項(xiàng)目遍及27個(gè)省市、16個(gè)國家和地區(qū)，完成工程設(shè)計(jì)及咨詢2萬余項(xiàng)，為不同行業(yè)和地區(qū)的客戶提供優(yōu)質(zhì)滿意的增值服務(wù)。該院完成了國家電力調(diào)度中心、中央組織部大樓、上海浦東國際機(jī)場一期及二期、上海鐵路南站、中央電視臺新址、國家圖書館二期、上海環(huán)球金融中心等一大批具有代表性的重大工程，并在上海世博園區(qū)建設(shè)和

2、虹橋綜合交通樞紐中心等重大工程設(shè)計(jì)中成績顯著，贏得了廣泛贊譽(yù)。案例：南京祿口國際機(jī)場 二期航站樓相關(guān)軟件及解決方案：Autodesk Revit ArchitectureAutodesk Revit StructureAutodesk Revit MEPAutodesk Ecotect AnalysisAutodesk NavisworksAutodesk 3ds Max HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)使得建筑全生命周期的信息共享成為可能，并逐漸打破長期以來建筑行業(yè)存在的信息隔閡，對建筑行業(yè)的未來具有深遠(yuǎn)的意義?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司技術(shù)中心副主任 徐浩從

3、建筑模型到建筑信息模型，從建筑信息模型到建筑信息管理， HYPERLINK / t _blank BIM成為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的催化劑和助推器。現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)研究中心主任、南京機(jī)場BIM項(xiàng)目經(jīng)理 耿躍云BIM軟件在整個(gè)項(xiàng)目過程當(dāng)中發(fā)揮了重要的作用，而基于BIM的歐特克軟件，如Autodesk Revit系列軟件、Autodesk Navisworks、Autodesk 3ds Max均在項(xiàng)目中起到了重要作用，使得項(xiàng)目得以順利進(jìn)行?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)研究中心建筑師 南京機(jī)場BIM建筑師 陳順基于BIM的歐特克設(shè)計(jì)軟件改變了建

4、筑師以往的設(shè)計(jì)模式和思考方式，使得設(shè)計(jì)更加富有創(chuàng)意和可控性。現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)研究中心建筑師 南京機(jī)場BIM建筑師 李遠(yuǎn)晟案例正文：南京祿口國際機(jī)場二期工程BIM在大型復(fù)雜項(xiàng)目中的深度應(yīng)用項(xiàng)目簡介南京祿口國際機(jī)場位于南京市東南部，距市中心直線距離為35.8公里，為滿足預(yù)測2020年航空業(yè)務(wù)量的要求，將建設(shè)二期工程，在現(xiàn)有跑道南側(cè)間距2000米處建設(shè)長度為3600米、寬60米的第二跑道，飛行區(qū)等級指標(biāo)為4F，新建T2旅客航站樓，面積約為26萬平方米，滿足年處理旅客1800萬人次規(guī)模，與原有T1航站樓共同承擔(dān)3000萬人次吞吐量，工程預(yù)計(jì)總投資90億元，計(jì)劃201

5、4年青奧會(huì)前投入使用，全面滿足青奧會(huì)的運(yùn)營需求，同時(shí)打造江蘇省及南京市全新的門戶形象。圖1 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓夜景效果圖南京是六朝古都、十朝都會(huì)，素有“虎踞龍盤”之稱，“風(fēng)從虎，云從龍”新航站樓形體輕盈通透，充滿張力，飄逸舒展的多曲面頂蓋，如行云流水，氣勢非凡。金屬屋蓋采用“大跨度、小曲率、多變化”結(jié)構(gòu)，國內(nèi)首創(chuàng)。圖2 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓車道邊效果圖圖3 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓空側(cè)立面效果圖項(xiàng)目的機(jī)遇與挑戰(zhàn)智慧機(jī)場安全、便捷、高效智慧機(jī)場示范項(xiàng)目1、“大跨度、小曲率、大變化”的航站樓金屬屋蓋；2、各種先進(jìn)數(shù)字化建筑技術(shù)的載體；3、將BIM與建筑物的安全、健康監(jiān)測結(jié)合起來；解

6、決方案基于BIM的可視化協(xié)同設(shè)計(jì)利用Autodesk Revit系列BIM軟件對南京祿口國際機(jī)場二期航站樓的建筑、結(jié)構(gòu)和MEP進(jìn)行模型構(gòu)建，對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行校核，并利用BIM模型與各專業(yè)設(shè)計(jì)師一起進(jìn)行溝通，協(xié)調(diào)解決設(shè)計(jì)中的因?yàn)闇贤ú患皶r(shí)造成的設(shè)計(jì)碰撞問題，這不僅提高了設(shè)計(jì)的效率，而且提升了設(shè)計(jì)的品質(zhì)。圖4 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓建筑模型 圖5 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓結(jié)構(gòu)模型圖6 南京祿口國際機(jī)場二期航站樓行李系統(tǒng)機(jī)電模型基于BIM的屋面設(shè)計(jì)南京祿口國際機(jī)場二期航站樓金屬屋面采用“大跨度、小曲率、多變化”的結(jié)構(gòu)形式，整體連續(xù)一氣呵成，如行云流水氣勢非凡。主樓金屬屋面由9個(gè)鼓包組成，從中間到

7、兩邊逐漸遞減，為多曲面形式。在屋面設(shè)計(jì)過程中，利用Grasshopper對機(jī)場屋面進(jìn)行參數(shù)化找形，并將生成的模型與Tekla軟件相結(jié)合來完成結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算，同時(shí)與Autodesk Ecotect軟件對接，對屋面的性能進(jìn)行分析，以保證機(jī)場屋面整體美觀的同時(shí)滿足設(shè)計(jì)需要考慮因素。然后借助Autodesk Revit軟件將屋面模型導(dǎo)入Revit模型中，通過模型導(dǎo)出生成CAD圖紙，輔助設(shè)計(jì)出圖。最后利用Autodesk Navisworks軟件的碰撞檢查功能，對屋面鋼結(jié)構(gòu)、屋頂板塊和室內(nèi)吊頂以及其他專業(yè)之間進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。圖7 屋面設(shè)計(jì)基于 HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)的參數(shù)化表

8、皮劃分利用Grasshopper對機(jī)場的屋面進(jìn)行參數(shù)化的找形，然后利用Rhino的投影功能將屋面三維模型投影到二維平面，再利用二維AutoCAD對屋面進(jìn)行板塊劃分，然后再重新投影到屋面三維模型，最終完成對屋面表皮的劃分。圖8 屋面表皮劃分基于 HYPERLINK / t _blank BIM技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)程序利用Grasshopper強(qiáng)大的參數(shù)化找形功能對屋面進(jìn)行編程，對不確定條件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東院通過對參數(shù)的調(diào)整達(dá)到對形體控制的目的，最終幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)心中所想。圖9 參數(shù)化設(shè)計(jì)程序基于BIM技術(shù)的參數(shù)化屋面排水坡度分析利用犀牛軟件強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，對屋面進(jìn)行取點(diǎn)，測試相鄰

9、兩點(diǎn)之間的高差，從而確認(rèn)兩點(diǎn)間的斜率，最后得出排水的方向。通過對排水坡度參數(shù)的設(shè)置，很容易分析出屋面不滿足的排水區(qū)域，然后再對屋面進(jìn)行局部的調(diào)整，最終使得整個(gè)屋面達(dá)到排水的要求。圖10屋面排水坡度分析基于BIM模型鋼結(jié)構(gòu)深化首先利用Autodesk Revit Structure軟件構(gòu)建機(jī)場屋面的鋼結(jié)構(gòu)模型，然后利用Autodesk Navisworks軟件的碰撞檢查功能，對屋面鋼結(jié)構(gòu)、屋頂板塊和室內(nèi)吊頂以及其他專業(yè)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，通過Autodesk Revit Structure軟件的編輯功能，對不符合要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行修改，并對各構(gòu)件的邊界條件、結(jié)構(gòu)荷載等進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置，最后通過Au

10、todesk Revit軟件和結(jié)構(gòu)分析軟件Tekla相結(jié)合，對機(jī)場屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、計(jì)算和深化，有效地利用BIM設(shè)計(jì)模型對施工深化進(jìn)行控制，保證設(shè)計(jì)的合理性和美觀性以及施工的可行性。圖11鋼結(jié)構(gòu)深化模型-整體 圖12鋼結(jié)構(gòu)深化模型-局部基于BIM的設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)利用Autodesk Revit軟件對屋面鋼結(jié)構(gòu)桁架進(jìn)行模型構(gòu)件，通過模型導(dǎo)出生成明細(xì)表，對屋面不同類型的構(gòu)件進(jìn)行材料統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行校核。圖13設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)基于BIM的輔助施工圖出圖機(jī)場屋面的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具已經(jīng)無法滿足出圖的需要，所以現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東院首先利用Rhino對機(jī)場的屋面進(jìn)行參數(shù)化找形，然后將模型導(dǎo)入到Autod

11、esk Revit，利用Autodesk Revit導(dǎo)出生成二維CAD圖紙，并在AutoCAD中進(jìn)行加工，最終完成施工圖出圖。圖14正立面圖圖15側(cè)立面圖 圖16屋面控制點(diǎn)定位圖標(biāo)識系統(tǒng)利用Autodesk Revit和Sketchup相結(jié)合構(gòu)建模型，利用Autodesk Navisworks的漫游功能，實(shí)時(shí)直觀地反映機(jī)場室內(nèi)標(biāo)識系統(tǒng)的效果，與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通交流，通過反復(fù)修改，確定最終方案。圖17標(biāo)識系統(tǒng)效果圖室內(nèi)空間設(shè)計(jì)利用Autodesk Revit和Sketchup相結(jié)合構(gòu)建模型，利用Autodesk Navisworks的漫游功能，直觀地反映出機(jī)場室內(nèi)空間和人物的對比關(guān)系，還可以利用A

12、utodesk Navisworks的測量功能，直接測量出樓板與吊頂間的高度，與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通交流，匯報(bào)展示。圖18室內(nèi)空間效果圖 圖19室內(nèi)空間效果圖室內(nèi)吊頂方案比選首先利用AutoCAD對屋面的投影面進(jìn)行板塊劃分，再將劃分完的線段導(dǎo)入到犀牛中，并投影到室內(nèi)吊頂上，然后利用Autodesk Revit和Sketchup相結(jié)合構(gòu)建模型，與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通交流，通過多方案的比選，確定最終方案。圖20室內(nèi)吊頂方案 圖21室內(nèi)吊頂方案施工組織管理南京祿口國際機(jī)場二期航站樓工程在施工開始階段，就在每臺塔吊的頂部裝配監(jiān)控設(shè)備，利用無線視頻技術(shù)對施工現(xiàn)場進(jìn)行二十四小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將施工現(xiàn)場的建造情況與現(xiàn)代

13、設(shè)計(jì)集團(tuán)華東院的BIM模型進(jìn)行對比，有效地控制施工順序和施工誤差。圖22無線視頻監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)場變更和誤差分析流程為了更好地對施工的質(zhì)量、進(jìn)度和成本進(jìn)行控制，明確施工各參建方的責(zé)任，現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)華東院對施工現(xiàn)場的變更和誤差進(jìn)行分析和疏理，總結(jié)出了一套施工現(xiàn)場變更和誤差分析流程，在南京祿口國際機(jī)場二期工程指揮部的大力推動(dòng)和支持下，同時(shí)監(jiān)理單位對整個(gè)流程進(jìn)行控制和審核，以及各施工參建單位的認(rèn)真落實(shí)和積極配合下，有效地控制了施工的質(zhì)量，提高了施工的效率，減少了施工返工。圖23現(xiàn)場變更流程圖 圖24現(xiàn)場誤差分析流程圖設(shè)計(jì)校核與管線優(yōu)化利用Autodesk Revit系列軟件構(gòu)建模型，并導(dǎo)出NWC格式文件，

14、通過Autodesk Navisworks軟件進(jìn)行漫游和碰撞檢查，對不同專業(yè)的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行標(biāo)記，并提出修改意見，同時(shí)將碰撞報(bào)告反饋給各專業(yè)設(shè)計(jì)師，與設(shè)計(jì)師一起協(xié)調(diào)解決碰撞問題。圖25碰撞報(bào)告-1 圖26碰撞報(bào)告-2圖27碰撞修改前后對比 圖28碰撞修改前后對比基于BIM的相關(guān)分析利用BIM模型與各專業(yè)的分析軟件相結(jié)合，對建筑物的可視度、高程、填挖高度、標(biāo)高優(yōu)化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、采光、通風(fēng)、遮陽、火災(zāi)、人員疏散、二氧化碳含量、溫度、煙氣等進(jìn)行分析模擬，以提高建筑的品質(zhì)、安全性和合理性，使得建筑空間分配的更加合理、健康，而且還能夠降低能耗、減輕環(huán)境影響，使得建筑與生態(tài)環(huán)境更加的和

15、諧?？梢暥确治鰣D29可視度分析 圖30塔樓視線圖45-63m圖31塔樓視線圖70m 圖32塔樓視線圖80m高程分析圖33高程分析填挖高度分析圖34填挖高度分析標(biāo)高優(yōu)化分析圖35標(biāo)高優(yōu)化分析結(jié)構(gòu)分析圖36屋面結(jié)構(gòu)撓度分析 圖37屋面結(jié)構(gòu)大震彈塑性分析圖38 Y形柱穩(wěn)定分析采光和通風(fēng)模擬圖39采光和通風(fēng)模擬燈光模擬圖40燈光模擬建筑遮陽模擬圖41遮陽模擬火災(zāi)模擬圖42火災(zāi)模擬 圖43火災(zāi)模擬圖44火災(zāi)模擬人員疏散模擬圖45人員疏散模擬截圖（火災(zāi)10秒） 圖46人員疏散模擬截圖（火災(zāi)20秒）圖47人員疏散模擬截圖（火災(zāi)30秒）二氧化碳含量模擬圖48二氧化碳含量模擬截圖（火災(zāi)10秒） 圖49二氧化碳含量模擬截圖（火災(zāi)20秒）溫度模擬圖50室內(nèi)溫度模擬截圖（火災(zāi)10秒） 圖51室內(nèi)溫度模擬截圖（火災(zāi)20秒）煙氣模擬圖52室內(nèi)煙氣模擬截圖（火災(zāi)10秒） 圖53室內(nèi)煙氣模擬截圖（火災(zāi)20秒）未來展望隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，BIM平臺的各項(xiàng)功能日益增加，專業(yè)軟件也不斷地增多，BIM漸漸地被越來越多的人所熟知和認(rèn)同。BIM的提出與發(fā)展，是對整個(gè)建筑行業(yè)技術(shù)的一次改革