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欧特克解决方案助力华东建筑设计研究院BIM正向设计发展

当前,我国数字经济已进入快速发展期,人工智能、大数据、云计算等数字技术取得的重大突破,极大发挥了数字经济对提升经济效率的重要作用。数字经济已成为推动经济社会高质量发展的重要引擎,是中国把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。建筑信息模型(以下简称“BIM”)作为建筑行业的革命性技术,已从单纯的3D建模工具演变为贯穿建筑全生命周期的数字中枢。随着"BIM+"时代的到来,BIM与人工智能、物联网、数字孪生以及扩展现实等前沿技术的深度融合,正在重塑建筑行业的作业模式。

华东建筑设计研究院有限公司简介

华建集团华东建筑设计研究院有限公司(以下简称“华东院”)是新中国第一批国有大型建筑设计咨询企业之一,是华建集团中从事设计咨询领域的龙头企业。作为国家城乡建设的排头兵,华东院深耕布局重大国家战略发展区域,在全国重点区域与城市完成了一大批各类型重大重点工程,包括金砖国家新开发银行总部大楼、港珠澳大桥珠海口岸和澳门口岸工程、虹桥综合交通枢纽、浦东国际机场航站楼和卫星厅等项目工程。华东院全力服务国家发展战略,秉持“高效、合作、领先、敬业、创新”的核心价值观,坚持国际先进、国内领先的发展定位,致力于为城乡高质量发展提供创新设计与咨询的属地化集成服务。

华东院依托全专业技术人才优势,通过大量的BIM项目实施,积累了丰富的实践经验,制定了切实可行的BIM实施导则,形成了标准化的工作流程,取得了众多科研成果,能够提供项目全生命周期的BIM技术解决方案。这些方案涵盖设计阶段的BIM咨询、施工阶段的总包BIM管理、运维阶段的平台部署及全过程 BIM顾问服务等,可确保决策支持、提高项目质量、降低建造成本、缩短建设工期、有效管控风险以及提升运维效率。

昆明机场项目简介

以综合交通枢纽为代表的交通基础设施在我国国民经济中扮演着重要角色,作为交通建筑的最高形式,对当代城市的形态产生了深刻影响,是促进区域经济一体化发展的基石。在综合交通枢纽体系中,空港枢纽因其超大半径的辐射强度成为经济活动全球化、物质交流便捷化的一种外在体现,是城市功能和文化气质的浓缩舞台,是最能反映时代进步发展的建筑类型。BIM技术在机场项目及空港枢纽项目中的使用可以实现全生命周期的数字化管理,涵盖规划、设计、施工及运维等各个阶段,显著提升设计效率、施工精确度和运维智能化水平。

昆明作为云南省省会、西南地区中心城市之一,其交通枢纽建设的飞速发展推动了当地经济发展驶入快车道。昆明长水国际机场作为西南对外开放的现代综合交通枢纽,承担着辐射南亚及东南亚的使命,同时也是是促进区域经济社会发展的新动力源。

昆明长水国际机场T2航站楼及其附属工程项目(以下简称“昆明机场项目”)是国家和民航局“十三五”规划重点工程、国家级门户机场和“一带一路”重点项目。项目建成后昆明机场全场设计年旅客量将达1.2亿。T2航站楼及附属工程包括两条新建跑道、164个停机位及73万平方米的航站楼,配套建设交通换乘中心、停车楼和捷运系统等。该项目不仅对提升当地经济发展具有重要意义,同时也是一个技术复杂度极高的工程。

昆明长水国际机场T2航站楼及其附属工程项目鸟瞰图(华东院供图)

据华东建筑设计研究院有限公司空港枢纽建筑设计研究院副总经理吕程介绍,昆明机场项目规模大复杂度高,面临着以下几点技术挑战:第一,该项目规模大,总建筑面积为73万平方米,交通换乘中心总建筑面积约8万平方米,停车楼面积为30.9万平方米,交通换乘中心配套工程面积为25万平方米,同时需要配建能源中心、运行控制中心大楼、集团办公大楼等设施;第二,技术难度高,该项目现状地形高差为70米,需要同时整合高铁、地铁以及市政道路等交通体系,主次旅客流程达十余种类型,内部存在大量贯通空间与联通空间;第三,航站楼功能要求高,昆明机场肩负国际航空枢纽的重任,因此,对航站楼本身的功能要求高,航站楼需要同时整合国内国际及彼此之间的中转以及海关边检等查验流程,空间变化大且功能复杂的同时又要做到流程简单;第四,该项目的交通枢纽中心需要在地形高差大的环境中整合多种交通方式。

正是由于上述技术难点技术,昆明机场项目对BIM技术的应用提出了更高的要求,尤其是BIM正向设计、BIM项目管理和协同设计平台的应用可以实现多方的信息共享与协作。例如在项目中,设计方需同步交付BIM模型与图纸,将设计模型直接传递至施工阶段,用于工程算量与施工指导,同时引入第三方BIM顾问进行模型审查,确保模型在全生命周期的可用性。

BIM正向设计技术助力昆明机场项目创新发展

BIM正向设计是“先建模,后出图”的设计流程,是以BIM模型为主导,贯穿在建筑的全生命周期中,并以BIM的思维方式,集中各专业、各参建单位提供的信息,通过BIM模型进行设计及审查的流程。建筑项目采用BIM正向设计流程,有四个关键要素影响到其实施效果,分别是标准化、协同机制、管理流程和人才储备。BIM正向设计具有可持续的发展潜力,其价值主要包括可带来业务增长、提高运营效率、促进健康、安全与可持续发展以及控制风险。

在昆明机场项目的设计与实施中,BIM正向设计技术作为核心驱动,强调了在建筑全生命周期内的专业协作与信息共享。该项目采取了多项解决措施,以确保技术的高效整合和协作过程的顺畅,项目具体应用包括以下几个方面:

1. 标准化与openBIM理念的应用。在项目启动阶段,华东院以业主顾问制定的BIM实施标准为依据,建立了统一的BIM标准体系,涵盖了土建、幕墙、结构、岩土、机电、行李系统等20余个专业领域,明确定义各专业模型的建模深度、几何精度及属性信息要求,确保各专业在建模时遵循相同的标准和规范。同时,为确保标准有效实施,选取航站楼、室外场地及登机桥的3处典型区域建立模型样板段,通过多方论证与优化,在正向设计启动阶段确立统一的模型标准体系,为后续族库建设及全专业建模工作提供技术支撑。在项目实施阶段,华东院遵循openBIM理念,项目团队通过使用开放标准(如IFC)实现跨平台、跨软件的模型分享与协作,使不同专业的团队能够灵活适应变化,并确保信息的一致性与完整性。

2. CDE平台的协同作用。昆明机场项目采用“设计师+BIM顾问”的协作模式,由专业BIM顾问团队提供技术指导、流程协调和标准把控等支持服务。项目组确立了渐进式协同的工作原则,通过分阶段深化、分区域提资的方式,实现专业配合从概念协调到细部设计的平稳过渡。通过集中存储与管理各专业模型和数据,CDE平台(通用数据环境Common Data Environment,简称CDE)实现了各团队对数据的实时访问与更新。建筑、结构、机电、行李以及BIM顾问在同一平台上相互查看、审核或提资BIM模型,确保各方信息的同步与透明,极大减少了信息孤岛现象。此外,CDE平台的使用使得及时的变更管理和版本控制变得更加高效,为项目的顺利推进提供了保障。

3. 全专业冲突检查。在昆明机场的设计过程中,专业间的冲突检查贯穿于整个项目,有效减少了传统施工中不同专业的构件之间矛盾、碰撞或不匹配的问题。通过BIM技术,各专业的构件在同一个平台上进行整合与协调,确保土建墙体、梁柱、管井、吊顶和行李输送线以及水暖电各类管线的合理布置,从而提高了施工效率和准确性。此外,专业间碰撞检查在前期设计阶段的有效实施,不仅减少了后期的修改成本,还降低了施工期间的安全隐患。

本项目管综应用(华东院供图)

4. 数据管理与分析:BIM技术在数据管理方面的优势是其成功的关键之一。通过对BIM模型中包含的面积、净高和设备设施量等数据的全面管理与分析,设计团队能更有效地进行方案的优化与比对,确保设计的合理性和可行性。同时,结构化数据还为后续的施工、运维阶段提供了强有力的支持,确保数据的可追溯性,提升了设施管理的效率。

5. 团队协作与人才培训:强调团队的协作与沟通是成功实施BIM正向设计的另一重要因素。华东院通过建立跨专业的协作团队,定期组织工作坊和培训,确保各专业的设计师和工程师熟练掌握BIM工具与CDE平台的使用。此外,通过与Autodesk的合作,提供了针对具体项目需求的定制化培训,增强了团队的BIM应用能力。

Autodesk助力昆明机场BIM正向设计实践

在昆明机场项目之前的大部分项目,项目团队一般会使用翻模或平行设计的方式来进行规划和设计,但都未取得良好的实施效果。为了实现昆明机场项目的高效规划与设计,华东院选择了欧特克(Autodesk)的BIM正向设计解决方案。通过这些工具,项目团队得以充分利用三维建模与参数化设计技术,优化设计质量与施工可行性。

昆明机场项目规模大,技术难度高,是华东院典型的BIM正向设计及实施范例。吕程提到,在该项目中,利用BIM技术进行增效路径的策划包含以下几个方面:

第一,Revit三维建模技术助力复杂节点精细化设计。设计团队充分发挥三维建模的可视化优势,针对连接节点、墙身、行李系统夹层空间及隔震缝等关键区域开展深化设计。通过实时三维推敲与多方案比选,显著提升细部设计质量与施工可行性。

第二,参数化技术驱动设计效率提升。具体体现在:(1)运用Revit Dynamo完成复杂局部标准段模型(例如登机桥、商业小盒子)参数化生成;(2)实现复杂事项的高效统计和分析(例如计算防火分区功能面积并精准校核疏散宽度合规性,分析竖向交通的安防信息进而辅助门禁布置等);(3)实现部分分析图图纸(例如吊顶标高控制图与楼板高差分析图)的一键生成。

本项目Dynamo程序应用(华东院供图)

第三,提资视图和轻量化平台实现高效协同。设计团队应用Revit提资视图实现模型的高效提资,应用轻量化平台实现模型的全面整合,通过实时共享、动态更新和精准定位三大功能突破传统CAD提资局限。各专业可随时调阅三维空间定位的提资内容,且所有信息随模型修改自动同步更新,极大优化了设计协同流程和质量管控水平。

BIM正向设计的价值

华东建筑设计研究院有限公司空港枢纽建筑设计研究院副总经理吕程认为,BIM正向设计的最大价值可以从两个方面来概括,首先是信息的集中与共享,将各专业集中在同一个信息平台,可改善协作,让专业间的信息沟通更加直观和高效,在模型中即可了解协作方想要传达的信息,提前暴露问题,提高质量把控。其次,企业数据库是未来的竞争力。BIM正向设计是形成企业数据资产的重要途径。BIM模型可以为从设计、施工到运维阶段提供一套完整的数据资产,为企业的数字化转型奠定基础。

华建集团华东建筑设计研究院有限公司数字中心主任余飞认为:“昆明长水国际机场项目深刻体现了BIM技术和数字化转型对建筑行业的重要推动作用。这一项目展示了高效协同与信息共享的潜力,强调在开放合作中融合先进技术,能够有效提升项目管理效率与施工质量。随着行业不断迈向数字化,借助创新的信息技术,建筑领域将迎来更加智能化和可持续发展的未来。”

作为一个有着全球视野的跨国软件公司,Autodesk扎根中国已经有将近三十年的历史,其先进的设计技术和行业解决方案为华东建筑设计研究院的业务提供了充分且强大的技术支撑。同时,Autodesk的代理商和服务商们也为助力行业的数字化转型贡献着重要的力量。

共筑美好未来

作为Autodesk的授权经销商,科尼数字科技(上海)有限公司为华东建筑设计研究院提供了Autodesk面向工程建设行业的BIM技术解决方案以及BIM项目管理经验,切实推动了华东建筑设计研究院的数字化转型工作。科尼数字负责人认为:“未来,科尼将在标准共建、数据应用与AI融合等方面持续支持华东院的数字化发展。依托昆明机场项目的合作基础,科尼将参与正向设计流程与模型交付规范的研究,助力形成空港建筑领域的数字化标准体系。同时,我们将协助院方挖掘BIM模型中的数据价值,探索AI在图纸校核、参数设计等场景中的应用,并持续提供专业软件授权与平台集成服务,构建高效的数字化协同生态。科尼希望与华东院共同推进‘正向设计 + 智能协同 + 数据驱动’的未来设计范式。”

BIM技术正在逐步改变我国传统的建筑行业生产模式,朝着全专业协同、精细化管理等方向发展。华建集团华东建筑设计研究院有限公司的昆明机场项目充分展示了BIM正向设计技术在大型复杂公共建筑中的创新应用模式,为行业同类项目的发展提供了可参考的价值范本。

责编:周正玮
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