探索與突破，華東院應用BIM技術再造輝煌

◎ 本刊記者 寧冉

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

南京祿口國際機場二期整體夜景

華東院數字化建筑設計中心是華東院發起的專業BIM咨詢和服務機構，集中了華東院各專業的人才優勢和技術優勢，形成了由資深專家和經驗豐富的設計專家組成的專業覆蓋面完整的BIM服務、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驗，制定了切實可行的BIM標準和應用準則，在使用BIM平臺進行設計，利用BIM模型導入專業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，形成了標準化工作流程；在國家“十一五”課題和眾多省市課題中積極進行探索和BIM的實際應用，取得了眾多科研成果。

隨著對BIM的認識和應用逐步深入，中國工程建設行業經歷了從二維設計到三維設計的發展過程，而且這個轉變在非常短暫的時間內得以實現，不難看出BIM在引領建筑行業的進步。

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1800萬次規模，建成后可與原有的T1旅客航站樓共同承擔起年旅客3000萬人的吞吐量。南京祿口國際機場二期工程預定計劃在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計精良、設備精良、工藝先進的目標，而且創意十足，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”的結構，國內首創。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設計在其中發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’的結構，這在以前幾乎是不可能完成的任務，但是BIM軟件的神奇之處就在于，把那些不可能的建筑變為現實。屋面是雙曲型的南京祿口國際機場二期航站樓結構復雜，傳統的二維已無法滿足施工圖出圖的工作，此時Autodesk Revit軟件發揮了巨大的作用。華東院數字化建筑設計研究中心建筑師、南京機場BIM建筑師李遠晟介紹，“我們首先使用Rhino軟件，配合設計師補充完成對屋面的構架，其次是使用CAD對屋面進行板塊的劃分，將二維的線段轉到三維的模型當中，再讓模型進行軟件的格式轉化，使線段導入到Revit當中，直接用Revit線段導入到施工當中。”

設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的三維數字化技術幫助華東院的BIM工作室完成了整個屋頂的參數化造型，以及利用BIM模型進行設備材料統計、面積統計、管線綜合、匯報交流溝通展示等。

華東院技術中心副主任徐浩表示：“參數化設計是BIM軟件的核心技術，也是BIM最具實力的技術，我們利用參數化設計完成了以前所不能解決的問題。以屋面設計為例，首先采用基于BIM的參數化技術進行三維設計，隨后利用基于BIM的三維模型導出建筑圖紙以及結構計算模型，再次利用BIM設計模型進行深化設計，最后利用BIM進行深化設計的校對。”

華東院數字化建筑設計研究中心建筑師、南京機場BIM建筑師陳順表示：“‘智慧機場’體現南京祿口國際機場的每個階段。比如在設計階段，通過三維數字化技術對南京祿口國際機場的整個屋頂進行參數化造型；隨后利用BIM模型進行設備材料統計、面積統計、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備階段，華東院BIM工作室利用二維圖紙和三維BIM模型相結合的方法，為南京祿口國際機場相關建筑單位和安裝單位進行技術支持。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和現場拍照技術對施工進度和現場誤差進行同步監控和分析，保證施工按時按質進行。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測，對設備資產進行查看、維護，并且進行相應的對接物業管理。

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物。

“協同設計”創奇跡

南京祿口國際機場二期航站樓項目其復雜程度超乎想象，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，完美的完成了從設計到施工的每個流程，這其中“協同設計”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為基礎的多專業網上協同工作模式，主要是基于BIM軟件的協同設計，2006年開始在全院進行協同設計的覆蓋，2007年在所有項目中全部采用協同設計的工作方法。華東院是國內大型設計院中首家完成協同設計覆蓋的公司，而南京祿口國際機場項目就是華東院引以為傲的‘協同設計’的典范工程。十年前，當BIM理念被歐特克率先提出時，業界感嘆道，原來從工程建筑設計到實施還可以以這種方式來實現。而經過10年的發展，這一理念已經深入人心，相信在不久的未來，BIM將在建筑行業整個產業鏈中得到完整覆蓋。”

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

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

綠色建筑在細節

綠色建筑已經成為當下一種概念和象征，它絕不僅僅是一般意義的立體綠化工程，它是以人、建筑和自然環境的協調發展為目標，在利用天然條件和人工手段創造良好、健康的建筑環境的同時，盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞，充分體現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。

華東院數字化建筑設計研究中心主任、南京機場BIM項目經理耿躍云表示，“南京祿口國際機場在最初的設想構架中就是‘綠色’的，而基于BIM的設計軟件本身也是‘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計品質、提升設計品質，并且能夠在施工之前提前發現問題解決問題，節省了時間和成本。”

不僅如此，尤其近年來自然災害頻繁發生，如何保證項目的抗災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害的預防。首先在鋼結構深化過程中，通過使用Autodesk Revit Architecture 和Autodesk Navisworks進行深入分析，將工程師做好的BIM模型交給鋼結構的深化公司，雙方共同進行結構與建筑工業、金屬工業與機電管線之間的協調，包括室內吊頂的協調，使設計過程可控，再通過BIM模型達到對施工過程的可控。在整個過程中，設計的品質得到了保證，同時施工的眾多監測點也得梳理，對自然災害的預防也做到最好。

南京祿口國際機場以“智慧機場”為標榜，在綠色節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方面進行了全面的應用：可視度分析、高程分析、填挖高度分析、標高優化分析、結構分析、采光和通風模擬、燈光模擬、建筑遮陽模擬、火災模擬、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，每個細節都實現了最完美的節能減排效果。在保證設計最佳、質量過硬的同時，更保證了南京祿口國際機場“綠色建筑”的本色。

“BIM技術本身就是建筑行業的一次技術革命，它引領建筑行業的信息化走向一個更高層次的創新，也對建筑傳統的設計流程和方式、行為模式、管理方式等是一個新的挑戰。”陳順總結說到。

南京祿口國際機場二期車道邊航站樓