BIM在交通枢纽建筑设计中的应用——以日照机场航站楼为例--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

BIM在交通枢纽建筑设计中的应用——以日照机场航站楼为例

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第5期作者：高大煜朱明

[导读] 摘要：BIM是将三维数字技术作为基础，整合建筑工程项目中各类信息的一种工程数据模型，是一个建设项目物理和特性的数字化表达，具有诸多优点。

        山东省建筑设计研究院有限公司
        摘要：BIM是将三维数字技术作为基础，整合建筑工程项目中各类信息的一种工程数据模型，是一个建设项目物理和特性的数字化表达，具有诸多优点。现如今，随着工业的发展和技术的进步，该项技术在交通枢纽中的应用愈发广泛。日照机场航站楼是日照机场的重要交通枢纽，本文对BIM技术在日照机场航站楼设计中的应用进行分析。通过BIM实施为日照机场航站楼的设计提供合理方案，同时也为BIM在交通枢纽设计中的应用提供技术参考。
        关键词：BIM；交通枢纽；施工部署；应用；设计
        近些年来，我国城市化发展迅速，建筑信息模型（BIM）是建筑业一种新型的高效技术，当下易被广泛应用于建筑项目的优化设计、细节设计、施工工程和工程进度检验方面，同时BIM还可以应用于建筑项目中的设施资源管控、防灾与逃生等诸多方面[1]。在我国，该项技术正处于飞速发展的阶段，很多大型、中型城市的交通枢纽，如机场、地铁项目等都开始广泛应用BIM技术。但是大多数交通枢纽的BIM技术使用通常表现在模型的视觉效果和管线综合设计等方面[2]。本文以日照机场航站楼为例，依托其项目的设计和建造，对BIM技术在交通枢纽中的应用进行分析和探讨。
        一、项目概况
        日照航站楼总建筑面积为2.38万平方米，主楼面宽163米，进深59米，高度15米，指廊面宽2.35米。航站楼国内功能与国际功能相分离，为一层半式结构。按照日吞吐量8000人设计建造，机场设有6条外伸接机连廊。共三层，地下一层为设备用房，由配电机房、组合式空调处理机房等组成；一层为机场大厅，主要功能为航班信息显示及到达人员出站分流；二层主要为出票、安检和候机区域。
        本项目的设计难点、亮点主要体现在以下四个方面。空间流线方面：各专业构件布置空间具有一定的局限性，空间布局尽可能紧凑合理，实现建筑性能和造型的完美组合。建筑造型方面：双曲面从直段到弧段形屋面造型复杂，需要综合考虑影响屋面排水、采光等使用因素的屋面板曲率、材料尺寸、排水点等设计。设备管线方面：大空间空调、通风、排烟系统，风管尺寸非常大，同时与其他专业设备管线管线层叠交叉，保证净高困难。桁架结构方面：双曲面屋面造型复杂，屋盖建模难度大。建筑平面不规则，屋盖支承柱高低错落，位置受建筑功能限制，设计指标控制困难。因为项目情况具有一定的复杂性，使用BIM技术能够较好地解决出现的问题，进行仿真模拟，达到线路优化、合理布置方案的目的。根据BIM模型完成复杂空间的设计，根据BIM冲突检查有效协调全部专业管线的布置，完善管线空间，进而开展有效的数据模拟分析。
        二、BIM部署
        BIM部署共包括BIM策划、BIM协同管理、BIM技术路线和BIM平台四部分。
        （一）BIM策划。
        其中BIM策划即BIM的实施方案，共包括项目的简介、项目使用BIM技术的优势所在、BIM实施的计划、目标及具体内容、设计环节中对于BIM技术的要求及各参与方之间的协作关系等。
        （二）BIM协同管理。
        BIM协同管理主要指协同平台的架设，为了能够有效提高设计效率为导向建立三维设计的协同平台，从协同平台上实现从方案到施工图的无缝数据传递和专业融合，从而进一步优化和完善三维数据。BIM云桌面平台具有以下四大特点：（1）云端具有无限的计算能力；（2）应用三维协同设计。仿真模拟，可实现可视化；（3）不受时空局限，在任何时间和地点都可以使用BIM技术；（4）信息容易获取，移动性较强。除此之外，BIM协同管理还包括实施标准，主要是根据日照机场工程项目BIM实施要求，BIM小组制定BIM实施标准，包含BIM目标、实施内容、实施标准等内容，文件中对该项目BIM建模深度、建模方法及流程、配色原则等都做了详细要求。
        （三）BIM技术路线
        BIM技术路线包括多方面的设计，如建筑设计、结构设计（混凝土结构分析+钢结构分析）、暖通专业设计、给排水专业设计、动力专业设计、强电专业设计和弱电专业设计。其中建筑设计共包括概念阶段、方案阶段、初步设计阶段和施工图阶段四大环节。概念阶段的主要内容为比选初步建模及方案，方案阶段的主要内容为参数化分析和设计；初步设计阶段的主要内容为建筑设计，施工图阶段的主要内容为建筑深化设计。同时以上设计都需要系统样本文件rte及系统中心文件方能展开。
        （四）BIM平台
        BIM平台的构建包括方案阶段、初设阶段和施工图阶段。项目中的BIM技术贯穿于全部设计过程，经过市场调研和全面对比，选择以Autodesk为主平台进行设计工作。并且详细考虑专业设计的需求和特点，不同专业选择的模型也不尽相同。相关专业使用Inventor、Midas、Fluent等软件进行相关设计和模拟。项目过程，使用Revit软件建立主体模型，该软件的协同工作包括2类，分别是文件连接方法和工作集方法。不同的专业使用不同方法，将工作集应用于划分中心文件，工作人员在自己的工作集中进行设计，可以将设计内容同步本地文件和中心文件，工作人员也可以参考对方构件图进行交叉设计，达到信息的沟通共享效果。之后将全部模型导入到Navisworks软件中进行合成[3]。
        三、BIM实施
        （一）建筑方案设计
        1、造型与屋面设计
        航站楼造型寓意为"贝之壳"。以“简练而不失精致，朴实而凸显特点”的理念，力图展现出日照海滨城市的特点。平屋面造型隐喻贝壳，主楼与指廊的屋面造型一体化设计，形象鲜明，突出简洁完整的现代化机场特点。
        2、屋面设计
        航站楼屋顶造型为双曲面，从直线到弧线段的自然过渡，左右两侧采用弯折和垂地的处理方案，使得线条造型语言更加流畅，具有动感。将天窗在曲面屋面上根据结构逻辑进行菱形划分，屋面闪闪发亮的天窗远看仿佛波光粼粼的大海，展露出无限地域风情。如图1所示。

        图1 日照机场航站楼屋面设计图
        3、采光、通风设计
        屋面设计具备内遮阳膜的采光天窗，不仅为公共活动区域提供了充足的光线，又根据人流方向提高了空间的识别性和空间转换性。并且可以实现对西向阳光的有效遮挡，开启通风扇有利于促进空气流通，驱散热量。除此之外，使用节能幕墙技术和遮阳系统有效减少了建筑耗能。
        （二）模型设计
        1、可视化编程设计
        借助于BIM软件的概念体量空间，通过可视化的编程设计语言，将设计意图传递给逻辑节点，生成建筑形体方便方案推敲，通过BIM实现了从方案到施工图的设计数据集成。
        2、基于数据的结构建模
        将Revit模型导入AS软件进行钢结构节点设计，基于模型制作大样图纸（如图2），并将深化后模型传递回Revit进行精准定位。

        图2 管桁架连接结构节点
        （三）管线综合
        针对复杂节点区域，各专业制定综合方案，考虑设计与施工规范和施工工序，结合施工预留空间等施工需求进行管线综合优化。按照设计施工规范确定各专业管线的上下层次，确保模型搭建完毕后进行碰撞检测的结果为有效碰撞。同时可以针对不满足净高位置进行管线调整，确保建筑净高。并且实现了快速根据不同管道类型、尺寸及距离自动放置风管、管道支吊架。
        结论
        日照机场航站楼设计使用BIM技术实现了三维地理信息模型和三维地质模型的结合，从设计方案上使用BIM模型进行方案比选，同时根据不同模拟软件对项目的性能指标进行优化和模拟，加强与施工部门的配合，通过对BIM模型的使用完成施工场地的布置和模拟工作，切实完成了从设计到施工一体化的BIM应用方式，为交通枢纽类工程项目BIM技术的使用提供了可行性依据。
        参考文献
        [1]赵牧冉,雷振.BIM+绿色交通理念在综合客运枢纽设计中的实例分析[J].交通节能与环保,2019,15(6):50-53.
        [2]王欣睿.基于BIM的综合交通枢纽管线综合设计研究——以京张高铁清河站设计为例[J].铁道标准设计,2019,63(9):97-100,125.
        [3]邓铁军,吉韵芝,邓红波.基于BIM技术的交通枢纽工程消防管理信息系统[J].铁道科学与工程学报,2019,16(2):542-549.