探索與突破，華東院應(yīng)用BIM技術(shù)再造輝煌

◎ 本刊記者 寧冉

現(xiàn)代設(shè)計集團華東建筑設(shè)計研究院有限公司（簡稱“華東院”）是我國最早成立的大型設(shè)計公司之一，擁有悠久的歷史和傳統(tǒng)、深厚的文化底蘊以及國內(nèi)外眾多標(biāo)志性建筑項目的設(shè)計和管理經(jīng)驗，是當(dāng)今中國最具影響力的建筑設(shè)計研究院之一。

南京祿口國際機場二期整體夜景

華東院數(shù)字化建筑設(shè)計中心是華東院發(fā)起的專業(yè)BIM咨詢和服務(wù)機構(gòu)，集中了華東院各專業(yè)的人才優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，形成了由資深專家和經(jīng)驗豐富的設(shè)計專家組成的專業(yè)覆蓋面完整的BIM服務(wù)、咨詢和項目管理團隊。中心通過大量BIM項目的實施積累了豐富的實踐經(jīng)驗，制定了切實可行的BIM標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用準(zhǔn)則，在使用BIM平臺進行設(shè)計，利用BIM模型導(dǎo)入專業(yè)軟件工具進行性能化分析、成本管理、進度管理和運營管理等方面取得了眾多突破，形成了標(biāo)準(zhǔn)化工作流程；在國家“十一五”課題和眾多省市課題中積極進行探索和BIM的實際應(yīng)用，取得了眾多科研成果。

隨著對BIM的認(rèn)識和應(yīng)用逐步深入，中國工程建設(shè)行業(yè)經(jīng)歷了從二維設(shè)計到三維設(shè)計的發(fā)展過程，而且這個轉(zhuǎn)變在非常短暫的時間內(nèi)得以實現(xiàn)，不難看出BIM在引領(lǐng)建筑行業(yè)的進步。

南京祿口國際機場二期航站樓坐落于南京市東南部，直線距離南京市中心35.8公里，地理優(yōu)勢明顯，工程計劃投資90億元，為江蘇省重點工程。南京祿口國際機場二期工程將建設(shè)第二條4F跑道，并且新建T2旅客航站樓，面積為26萬平方米，可以滿足年處理旅客1800萬次規(guī)模，建成后可與原有的T1旅客航站樓共同承擔(dān)起年旅客3000萬人的吞吐量。南京祿口國際機場二期工程預(yù)定計劃在2014年第二屆青年奧林匹克運動會之前投入使用，作為迎接中外運動員的“第一窗口”，南京祿口國際機場將全面滿足青奧會的運營需求，同時也將打造一個江蘇省及南京市全新的門戶形象。

南京祿口國際機場二期空側(cè)航站樓立面

BIM打造“智慧機場”

作為江蘇省歷史上最大的交通單體建筑，南京祿口國際機場T2航站樓不僅達到了設(shè)計精良、設(shè)備精良、工藝先進的目標(biāo)，而且創(chuàng)意十足，整個T2航站樓樓型型體輕盈通透，充滿張力，尤其是飄逸舒展的多曲面頂蓋，如行云流水、氣勢非凡，金屬屋蓋采用了“大跨度、小曲率、多變化”的結(jié)構(gòu)，國內(nèi)首創(chuàng)。不僅如此，南京祿口國際機場還是我國“智慧機場”的代表作，而BIM設(shè)計在其中發(fā)揮了不可替代的作用。

南京祿口國際機場二期工程中的旅客航站樓采用‘大跨度、小曲率、多變化’的結(jié)構(gòu)，這在以前幾乎是不可能完成的任務(wù)，但是BIM軟件的神奇之處就在于，把那些不可能的建筑變?yōu)楝F(xiàn)實。屋面是雙曲型的南京祿口國際機場二期航站樓結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維已無法滿足施工圖出圖的工作，此時Autodesk Revit軟件發(fā)揮了巨大的作用。華東院數(shù)字化建筑設(shè)計研究中心建筑師、南京機場BIM建筑師李遠(yuǎn)晟介紹，“我們首先使用Rhino軟件，配合設(shè)計師補充完成對屋面的構(gòu)架，其次是使用CAD對屋面進行板塊的劃分，將二維的線段轉(zhuǎn)到三維的模型當(dāng)中，再讓模型進行軟件的格式轉(zhuǎn)化，使線段導(dǎo)入到Revit當(dāng)中，直接用Revit線段導(dǎo)入到施工當(dāng)中?！?/p>

設(shè)計階段是南京祿口國際機場二期航站樓整個工程項目的重中之重，BIM的三維數(shù)字化技術(shù)幫助華東院的BIM工作室完成了整個屋頂?shù)膮?shù)化造型，以及利用BIM模型進行設(shè)備材料統(tǒng)計、面積統(tǒng)計、管線綜合、匯報交流溝通展示等。

華東院技術(shù)中心副主任徐浩表示：“參數(shù)化設(shè)計是BIM軟件的核心技術(shù)，也是BIM最具實力的技術(shù)，我們利用參數(shù)化設(shè)計完成了以前所不能解決的問題。以屋面設(shè)計為例，首先采用基于BIM的參數(shù)化技術(shù)進行三維設(shè)計，隨后利用基于BIM的三維模型導(dǎo)出建筑圖紙以及結(jié)構(gòu)計算模型，再次利用BIM設(shè)計模型進行深化設(shè)計，最后利用BIM進行深化設(shè)計的校對?！?/p>

華東院數(shù)字化建筑設(shè)計研究中心建筑師、南京機場BIM建筑師陳順表示：“‘智慧機場’體現(xiàn)南京祿口國際機場的每個階段。比如在設(shè)計階段，通過三維數(shù)字化技術(shù)對南京祿口國際機場的整個屋頂進行參數(shù)化造型；隨后利用BIM模型進行設(shè)備材料統(tǒng)計、面積統(tǒng)計、管線綜合、匯報交流溝通展示等。”

南京祿口國際機場二期整體白天

然而號稱“智慧機場”的南京祿口國際機場二期航站樓不僅在設(shè)計階段上向世人展示了“智慧”成果，在南京祿口國際機場二期航站樓前期施工準(zhǔn)備階段，華東院BIM工作室利用二維圖紙和三維BIM模型相結(jié)合的方法，為南京祿口國際機場相關(guān)建筑單位和安裝單位進行技術(shù)支持。在隨后的建筑模擬和施工模擬階段，華東院BIM工作室利用Revit軟件搭建的BIM模型進行可視度的施工進度模擬和安裝進度模擬，并且通過無線視頻技術(shù)和現(xiàn)場拍照技術(shù)對施工進度和現(xiàn)場誤差進行同步監(jiān)控和分析，保證施工按時按質(zhì)進行。在項目后期運維階段，利用Revit軟件搭建的BIM模型與運維系統(tǒng)進行相對接，對整個南京祿口國際機場二期航站樓的建筑安全進行監(jiān)測，對設(shè)備資產(chǎn)進行查看、維護，并且進行相應(yīng)的對接物業(yè)管理。

由此可見，Revit軟件搭建BIM模型憑借其無可比擬的兼容性，讓一系列高端軟件都可以在這個平臺上完美運行，“智慧機場”的南京祿口國際機場就是在BIM的幫助下，保證了項目的全程可控，其本身就是一座智能化的產(chǎn)物。

“協(xié)同設(shè)計”創(chuàng)奇跡

南京祿口國際機場二期航站樓項目其復(fù)雜程度超乎想象，但是BIM工作室的工程師們卻利用自身對BIM的了解和熟悉程度，完美的完成了從設(shè)計到施工的每個流程，這其中“協(xié)同設(shè)計”功不可沒。

徐浩解釋，“華東院自2004年開始研究和提高以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的多專業(yè)網(wǎng)上協(xié)同工作模式，主要是基于BIM軟件的協(xié)同設(shè)計，2006年開始在全院進行協(xié)同設(shè)計的覆蓋，2007年在所有項目中全部采用協(xié)同設(shè)計的工作方法。華東院是國內(nèi)大型設(shè)計院中首家完成協(xié)同設(shè)計覆蓋的公司，而南京祿口國際機場項目就是華東院引以為傲的‘協(xié)同設(shè)計’的典范工程。十年前，當(dāng)BIM理念被歐特克率先提出時，業(yè)界感嘆道，原來從工程建筑設(shè)計到實施還可以以這種方式來實現(xiàn)。而經(jīng)過10年的發(fā)展，這一理念已經(jīng)深入人心，相信在不久的未來，BIM將在建筑行業(yè)整個產(chǎn)業(yè)鏈中得到完整覆蓋。”

從二維協(xié)同到本項目的三維協(xié)同，華東院其實早就實現(xiàn)了平滑過渡。華東院早在AutoCAD上就實現(xiàn)了二維協(xié)同，在二維時代積累的協(xié)同設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計師對整個協(xié)同設(shè)計的深入、全面的理解，以及如何實現(xiàn)在各個專業(yè)之間對信息、資料或者圖紙的最終呈現(xiàn)，華東院都有著豐富的經(jīng)驗和資本?，F(xiàn)在基于BIM的三維協(xié)同，華東院可謂運用的得心應(yīng)手。

基于BIM的協(xié)同設(shè)計軟件會在不增加任何工作負(fù)擔(dān)、不影響任何設(shè)計思路的情況下，始終幫助工程師們理順設(shè)計中的每一張圖紙，記錄清楚其各個歷史版本和歷程，從此工程師的設(shè)計圖紙不再凌亂。不僅如此，基于BIM的協(xié)同設(shè)計可以幫助工程師監(jiān)控設(shè)計過程中的每個環(huán)節(jié)，使得工程進度把握有序，從此工期不再拖延?；贐IM的協(xié)同設(shè)計就是一種協(xié)作的方式，使成本可以降低，可以更快地完成設(shè)計。

綠色建筑在細(xì)節(jié)

綠色建筑已經(jīng)成為當(dāng)下一種概念和象征，它絕不僅僅是一般意義的立體綠化工程，它是以人、建筑和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，在利用天然條件和人工手段創(chuàng)造良好、健康的建筑環(huán)境的同時，盡可能地控制和減少對自然環(huán)境的使用和破壞，充分體現(xiàn)向大自然的索取和回報之間的平衡，這才是真正的綠色建筑。

華東院數(shù)字化建筑設(shè)計研究中心主任、南京機場BIM項目經(jīng)理耿躍云表示，“南京祿口國際機場在最初的設(shè)想構(gòu)架中就是‘綠色’的，而基于BIM的設(shè)計軟件本身也是‘綠色’的，這和我們的理念不謀而合，因為BIM可以從根本上把握設(shè)計品質(zhì)、提升設(shè)計品質(zhì)，并且能夠在施工之前提前發(fā)現(xiàn)問題解決問題，節(jié)省了時間和成本?！?/p>

不僅如此，尤其近年來自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，如何保證項目的抗災(zāi)性也成為工程師必須面對的問題。此項目在綠色低碳的理念下，也充分考慮到了對自然災(zāi)害的預(yù)防。首先在鋼結(jié)構(gòu)深化過程中，通過使用Autodesk Revit Architecture 和Autodesk Navisworks進行深入分析，將工程師做好的BIM模型交給鋼結(jié)構(gòu)的深化公司，雙方共同進行結(jié)構(gòu)與建筑工業(yè)、金屬工業(yè)與機電管線之間的協(xié)調(diào)，包括室內(nèi)吊頂?shù)膮f(xié)調(diào)，使設(shè)計過程可控，再通過BIM模型達到對施工過程的可控。在整個過程中，設(shè)計的品質(zhì)得到了保證，同時施工的眾多監(jiān)測點也得梳理，對自然災(zāi)害的預(yù)防也做到最好。

南京祿口國際機場以“智慧機場”為標(biāo)榜，在綠色節(jié)能和低碳方面也是處處透著“綠色”。BIM工作室的工程師們利用BIM在綠色建筑和低碳技術(shù)方面進行了全面的應(yīng)用：可視度分析、高程分析、填挖高度分析、標(biāo)高優(yōu)化分析、結(jié)構(gòu)分析、采光和通風(fēng)模擬、燈光模擬、建筑遮陽模擬、火災(zāi)模擬、疏散模擬、二氧化碳含量模擬、溫度模擬、煙氣模擬等各個方面，每個細(xì)節(jié)都實現(xiàn)了最完美的節(jié)能減排效果。在保證設(shè)計最佳、質(zhì)量過硬的同時，更保證了南京祿口國際機場“綠色建筑”的本色。

“BIM技術(shù)本身就是建筑行業(yè)的一次技術(shù)革命，它引領(lǐng)建筑行業(yè)的信息化走向一個更高層次的創(chuàng)新，也對建筑傳統(tǒng)的設(shè)計流程和方式、行為模式、管理方式等是一個新的挑戰(zhàn)。”陳順總結(jié)說到。

南京祿口國際機場二期車道邊航站樓