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摘要:BIM即建筑信息模型,数字化信息模型最早应用于机械行业的设计与制造中。近些年来,建筑设计师将参数化设计的思路从机械行业引入建筑行业的设计与施工中,将工程项目类比于机械行业的零件产品,利用计算机辅助设计制造的方法,集成建筑工程项目各种相关信息的数据,建立建筑行业的三维数字可视化信息模型,用于为设计和施工提供相协调的、内部保持一致并可进行运算分析的信息。目前BIM技术主要应用于设计阶段,随着信息技术的发展与BIM技术的日益成熟,BIM在施工建设阶段所起的作用也越来越受重视。基于此,本文主要就BIM在民航机场航站建设中的应用展开了论述。
关键词:BIM;民航机场;航站建设;应用
1、BIM的特点
1.1可视化
在工程设计中,很多专业设计人员都面临着一个难题,就是无法将设计构想或图纸内容完整的表达给业主,毕竟不是所有的业主都具备较强的识图能力。在传统的CAD二维设计图纸时代,由于信息传递不完整,双方理解有误差而造成的设计变更时有发生。而BIM的可视化设计可以大大降低业主的识图难度,也更便于设计单位同业主的信息传递与沟通。此外,可视化设计将给项目施工、监理及构配件生产单位的工作带来极大的便利。从前,施工单位拿到的图纸中,各施工部位的形状、构型往往都是用线条绘制表达,施工人员需要对图纸通过理解后再进行施工。就一般的建筑来说,这样的方式未尝不可。而对于航站楼工程,结构复杂,造型各异,施工单位对图纸的理解将会是一个较为复杂的过程,也很容易出现各种错误。而BIM的可视化设计可以将建筑进行一个良好的表述,更加便于施工、监理及构配件厂家对设计的理解。
1.2协调性
在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置,这种就是施工中常遇到的碰撞问题,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗,BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调,地下排水布置与其他设计布置之协调等。
1.3优化性
事实上整个建设工程设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
2、BIM在民航机场航站设计中的应用
2.1动态三维图形
BIM软件可以设计出360°无死角的模型,這样即可有效的避免管线碰撞问题,民航机场航站楼工程由于具有一定的特殊性和功能性,需要安装大量的管道和设备,同时要保证这些管道和设备的安全性,因此加入BIM技术可以有效将管道和设备进行合理设计,避免施工矛盾或管道碰撞问题。BIM在工程建模过程中,设计师可以根据自己的设计理念制作模型,从各个角度观察内部结构的合理性,找出二维模型或平面三维模型无法观察到的盲区,如果出现问题需要及时修改,这样即可避免出现管线碰撞问题。特别是在一些较为关键的施工环节,如果设计工作不合理会影响整个机场的工作效率和质量,通过BIM对航站楼结构进行优化,可以保证内部布局变得更加合理。
2.2自动统计工程量
BIM可以自动统计工程量。目前,我国大部分工程项目还是采用二维图纸并配合造价软件来进行工程量的计算及统计,一些特殊的安装工程甚至还需要造价员进行手工计算。传统的工程量计算方式对人的依赖程度很高,同一个项目不同的造价员计算出来的量都会有一定的差别。利用BIM技术进行工程量计算可以有效的提高工程量计算的效率和精确性。因为BIM中的构件信息是可运算的,计算机可以自动识别模型中构件的几何属性和物理属性,根据模型中构件的类型和信息对构件进行分类,并根据模型中构件的运算规则计算各种构件的工程量并自动加以统计。所以,BIM的应用可以非常有效的解决复杂工程中的量的计算问题。
3、BIM在民航机场航站建设中的应用
3.1航站楼项目模拟建设
BIM技术可以通过可视化3D图形形态呈现出航站楼项目具体情况,因此可以在施工前进行模拟建设,降低在实际施工中不可预测的问题。由于在航站楼施工中存在着多个工种同时施工的情况,在各个工序开展之前,利用BIM软件进行模拟施工,分析施工方案的可行性,如果存在施工矛盾问题,可以对施工方案进行调整,这样即可降低在实际施工中所出现的质量、安全事故,甚至在实际施工中可以一气呵成。再者,模拟建设还可以控制航站楼的建设成本,通过BIM软件计算出每道工序、工区、时间节点的工程量,并根据企业定额进行分析,超出各个阶段、环节构件中标价与施工成本间的对应关系,这样即可将各个施工管理进行划分,实现精细化管理模式,并且可以根据施工进度开展统计分析工作,让死板的管理模式活跃化,避免出现项目工程施工完毕后出现盈利和亏损与预算标准相差过大的情况。
3.2在装饰方案优化中的应用
BIM能够实现可视化条件下的装饰方案优化。在二维状态下的建筑装饰设计,设计单位通常是采用效果图。用简单的内部透视图形,无法实现动态的虚拟演示,也不能进行各种光线照射下的效果观测。设计人员和业主不能体会到使用各种装饰材料产生的质感变化。通过BIM技术下的三维装饰深化设计,可以建立一个完全虚拟真实的建筑空间模型。光线带给人们的感受在公共建筑中往往尤为重要。通过虚拟太阳的升起降下过程,人们可以在虚拟的航站楼空间内感受到阳光从不同角度射入航站楼内的光线变化。同时,通过建筑材料的选择,人们可以在虚拟空间内感受航站楼内部或者外部采用不同材料、装饰图案等给人带来的视觉感受,如同预先进入了装饰好的建筑内一样,可以变换各种位置及角度观察装饰效果,从而在电脑上实现装饰方案的选择和优化。
3.3在施工组织中的应用
BIM软件在建模之后,如果模型已经成型,即可开展3D模型展示和过程演化,其中过程演化可以优化施工组织。如在模型中增设电梯、脚手架、吊塔等,可以实现判定增设内容的可行性,是否具备足够的空间位置,从而优化人工、机械、勾践的结构关系。通常情况下,航站楼一层都会采用钢结构系统,如果施工不够合理会大大提高危险因素。而通过BIM软件可以计算出各个荷载点和支撑杆数据,分析一层钢结构是否能够承受整个航站楼的重量。此外,如果在模型设计当中,钢结构无法承受上部建筑重量,可以让BIM软件自动调节钢结构组合,直到符合荷载标准为止。
3.4在运维管理中的应用
民航机场航站建设工程的运维是一项复杂的系统工程。航站楼除了具有监控、照明、暖通、电梯、消防等一般设施外,还有行李分拣、电子值机等数量众多的民航专业设施设备。这些设备和管线一旦发生故障或出现安全隐患就有可能影响机场的正常运行,甚至引发安全事故。运用BIM技术,可以及时发现并准确排查出此类隐患,从而减少不必要的损失,并且能对突发事件进行快速应变和处理,准确掌握航站楼的运营情况。基于航站楼完整的BIM信息模型,将航站楼内的摄像头与BIM信息模型进行关联,从而建立一套BIM模型与监控相互关联的监控系统。在监控的过程中,通过监测到的综合数据,通过专业的分析方法来判断目前存在的问题和隐患,从而优化并完善现行管理。
4、结束语
综上所述,BIM在民航机场航站建设中的应用,一方面对现场施工起到一定的指导作用,另一方面也为后期运维管理提供了一定的参考与借鉴。此外,该技术的有效应用在节约成本的基础上也大大缩短了工期,为相关企业带来了巨大的经济效益,极大地推动了我国经济发展的速度。
参考文献:
[1]BIM在工程施工中的应用[J].张建平,李丁,林佳瑞,颜钢文.施工技术.2012(16).
[2]BIM技术在机场航站区建设施工中的应用[J].董强,刘英林,李志辉.建筑技术.2015(12).
[3]项目设计管理中BIM的运用与完善[J].孙永悦.建筑.2013(02).
(作者单位:大连国际机场集团有限公司)
关键词:BIM;民航机场;航站建设;应用
1、BIM的特点
1.1可视化
在工程设计中,很多专业设计人员都面临着一个难题,就是无法将设计构想或图纸内容完整的表达给业主,毕竟不是所有的业主都具备较强的识图能力。在传统的CAD二维设计图纸时代,由于信息传递不完整,双方理解有误差而造成的设计变更时有发生。而BIM的可视化设计可以大大降低业主的识图难度,也更便于设计单位同业主的信息传递与沟通。此外,可视化设计将给项目施工、监理及构配件生产单位的工作带来极大的便利。从前,施工单位拿到的图纸中,各施工部位的形状、构型往往都是用线条绘制表达,施工人员需要对图纸通过理解后再进行施工。就一般的建筑来说,这样的方式未尝不可。而对于航站楼工程,结构复杂,造型各异,施工单位对图纸的理解将会是一个较为复杂的过程,也很容易出现各种错误。而BIM的可视化设计可以将建筑进行一个良好的表述,更加便于施工、监理及构配件厂家对设计的理解。
1.2协调性
在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置,这种就是施工中常遇到的碰撞问题,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗,BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调,地下排水布置与其他设计布置之协调等。
1.3优化性
事实上整个建设工程设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
2、BIM在民航机场航站设计中的应用
2.1动态三维图形
BIM软件可以设计出360°无死角的模型,這样即可有效的避免管线碰撞问题,民航机场航站楼工程由于具有一定的特殊性和功能性,需要安装大量的管道和设备,同时要保证这些管道和设备的安全性,因此加入BIM技术可以有效将管道和设备进行合理设计,避免施工矛盾或管道碰撞问题。BIM在工程建模过程中,设计师可以根据自己的设计理念制作模型,从各个角度观察内部结构的合理性,找出二维模型或平面三维模型无法观察到的盲区,如果出现问题需要及时修改,这样即可避免出现管线碰撞问题。特别是在一些较为关键的施工环节,如果设计工作不合理会影响整个机场的工作效率和质量,通过BIM对航站楼结构进行优化,可以保证内部布局变得更加合理。
2.2自动统计工程量
BIM可以自动统计工程量。目前,我国大部分工程项目还是采用二维图纸并配合造价软件来进行工程量的计算及统计,一些特殊的安装工程甚至还需要造价员进行手工计算。传统的工程量计算方式对人的依赖程度很高,同一个项目不同的造价员计算出来的量都会有一定的差别。利用BIM技术进行工程量计算可以有效的提高工程量计算的效率和精确性。因为BIM中的构件信息是可运算的,计算机可以自动识别模型中构件的几何属性和物理属性,根据模型中构件的类型和信息对构件进行分类,并根据模型中构件的运算规则计算各种构件的工程量并自动加以统计。所以,BIM的应用可以非常有效的解决复杂工程中的量的计算问题。
3、BIM在民航机场航站建设中的应用
3.1航站楼项目模拟建设
BIM技术可以通过可视化3D图形形态呈现出航站楼项目具体情况,因此可以在施工前进行模拟建设,降低在实际施工中不可预测的问题。由于在航站楼施工中存在着多个工种同时施工的情况,在各个工序开展之前,利用BIM软件进行模拟施工,分析施工方案的可行性,如果存在施工矛盾问题,可以对施工方案进行调整,这样即可降低在实际施工中所出现的质量、安全事故,甚至在实际施工中可以一气呵成。再者,模拟建设还可以控制航站楼的建设成本,通过BIM软件计算出每道工序、工区、时间节点的工程量,并根据企业定额进行分析,超出各个阶段、环节构件中标价与施工成本间的对应关系,这样即可将各个施工管理进行划分,实现精细化管理模式,并且可以根据施工进度开展统计分析工作,让死板的管理模式活跃化,避免出现项目工程施工完毕后出现盈利和亏损与预算标准相差过大的情况。
3.2在装饰方案优化中的应用
BIM能够实现可视化条件下的装饰方案优化。在二维状态下的建筑装饰设计,设计单位通常是采用效果图。用简单的内部透视图形,无法实现动态的虚拟演示,也不能进行各种光线照射下的效果观测。设计人员和业主不能体会到使用各种装饰材料产生的质感变化。通过BIM技术下的三维装饰深化设计,可以建立一个完全虚拟真实的建筑空间模型。光线带给人们的感受在公共建筑中往往尤为重要。通过虚拟太阳的升起降下过程,人们可以在虚拟的航站楼空间内感受到阳光从不同角度射入航站楼内的光线变化。同时,通过建筑材料的选择,人们可以在虚拟空间内感受航站楼内部或者外部采用不同材料、装饰图案等给人带来的视觉感受,如同预先进入了装饰好的建筑内一样,可以变换各种位置及角度观察装饰效果,从而在电脑上实现装饰方案的选择和优化。
3.3在施工组织中的应用
BIM软件在建模之后,如果模型已经成型,即可开展3D模型展示和过程演化,其中过程演化可以优化施工组织。如在模型中增设电梯、脚手架、吊塔等,可以实现判定增设内容的可行性,是否具备足够的空间位置,从而优化人工、机械、勾践的结构关系。通常情况下,航站楼一层都会采用钢结构系统,如果施工不够合理会大大提高危险因素。而通过BIM软件可以计算出各个荷载点和支撑杆数据,分析一层钢结构是否能够承受整个航站楼的重量。此外,如果在模型设计当中,钢结构无法承受上部建筑重量,可以让BIM软件自动调节钢结构组合,直到符合荷载标准为止。
3.4在运维管理中的应用
民航机场航站建设工程的运维是一项复杂的系统工程。航站楼除了具有监控、照明、暖通、电梯、消防等一般设施外,还有行李分拣、电子值机等数量众多的民航专业设施设备。这些设备和管线一旦发生故障或出现安全隐患就有可能影响机场的正常运行,甚至引发安全事故。运用BIM技术,可以及时发现并准确排查出此类隐患,从而减少不必要的损失,并且能对突发事件进行快速应变和处理,准确掌握航站楼的运营情况。基于航站楼完整的BIM信息模型,将航站楼内的摄像头与BIM信息模型进行关联,从而建立一套BIM模型与监控相互关联的监控系统。在监控的过程中,通过监测到的综合数据,通过专业的分析方法来判断目前存在的问题和隐患,从而优化并完善现行管理。
4、结束语
综上所述,BIM在民航机场航站建设中的应用,一方面对现场施工起到一定的指导作用,另一方面也为后期运维管理提供了一定的参考与借鉴。此外,该技术的有效应用在节约成本的基础上也大大缩短了工期,为相关企业带来了巨大的经济效益,极大地推动了我国经济发展的速度。
参考文献:
[1]BIM在工程施工中的应用[J].张建平,李丁,林佳瑞,颜钢文.施工技术.2012(16).
[2]BIM技术在机场航站区建设施工中的应用[J].董强,刘英林,李志辉.建筑技术.2015(12).
[3]项目设计管理中BIM的运用与完善[J].孙永悦.建筑.2013(02).
(作者单位:大连国际机场集团有限公司)