--客戶:北京市建筑設(shè)計(jì)研究院北京市建筑設(shè)計(jì)研究院第四建筑設(shè)計(jì)院/機(jī)場(chǎng)研究中心北京市建筑設(shè)計(jì)研究院〔BIAD)成立于1949年，是與中華人民共和國(guó)同齡的大型國(guó)有設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。機(jī)場(chǎng)建筑研究中心是依托第四建筑設(shè)計(jì)院形成的優(yōu)秀設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。BIAD的機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)有著較長(zhǎng)的歷史，自首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)始建以來至今，BIAD一直為首都機(jī)場(chǎng)的建設(shè)不間斷地提供設(shè)計(jì)效勞。從1958年機(jī)場(chǎng)初建時(shí)的最老的航站樓，到1980年建成的T1航站樓、之后再到1999年建成的T2航站樓，都留下BIAD幾代人辛勤的汗水。近十年來，在中國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)的頂峰期，北京院機(jī)場(chǎng)建筑研究中心先后承當(dāng)了首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓、昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓、深圳寶安機(jī)場(chǎng)T3航站樓、南寧吳圩機(jī)場(chǎng)新航站樓、桂林機(jī)場(chǎng)T2航站樓等5個(gè)大型、超大型機(jī)場(chǎng)航站樓的工程設(shè)計(jì)，并參加了十余個(gè)機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)投標(biāo)工作。多項(xiàng)工程獲得國(guó)家級(jí)、省部級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)，昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓、深圳機(jī)場(chǎng)T3航站樓工程獲得了亞洲建筑師協(xié)會(huì)金獎(jiǎng)。通過不斷積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)了一批具有專業(yè)水準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)人員。在持續(xù)的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，BIAD機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)逐漸行成機(jī)場(chǎng)航站區(qū)規(guī)劃、陸側(cè)交通、航站樓建筑設(shè)計(jì)等核心設(shè)計(jì)理念和方法，具備了與國(guó)際一流設(shè)計(jì)公司同臺(tái)競(jìng)技的能力。工程之外，BIAD機(jī)場(chǎng)建筑研究中心還承當(dāng)著第三版?建筑設(shè)計(jì)資料集?民用機(jī)場(chǎng)局部的主編工作，參編?城市客運(yùn)交通樞紐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?，并承當(dāng)著多項(xiàng)科研任務(wù)，在建筑核心期刊發(fā)表數(shù)十篇學(xué)術(shù)論文。理論和實(shí)踐的結(jié)合，將進(jìn)一步提升BIAD機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力和影響力，我們努力在中國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)大潮中奉獻(xiàn)更多的力量。案例：北京新機(jī)場(chǎng)航站樓及綜合換乘中心相關(guān)軟件及解決方案：AutodeskDynamostudioAutodeskT-splineforRhinoAutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitStructureAutodeskRevitMEPAutodeskNavisworksAutodeskStingrayAutodeskSimulationCFDAutodesk360客戶證言：北京新機(jī)場(chǎng)是如此一個(gè)超級(jí)工程，在世界上也沒有先例，在開始設(shè)計(jì)時(shí)，我們幾乎沒有太多現(xiàn)成的工程經(jīng)驗(yàn)可以依循。BIM技術(shù)給了我們這樣一個(gè)時(shí)機(jī)，不僅使我們能夠以更高的效率，完成如此復(fù)雜工程的設(shè)計(jì)工作。而且通過虛擬的建造，建筑信息的分析，我們得以窺見這一超級(jí)建筑建成后的情況。從飛機(jī)的滑行、人流的組織，到結(jié)構(gòu)的合理性、環(huán)境的舒適度，BIM技術(shù)都可以做出充分的模擬驗(yàn)證，為業(yè)主決策和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)，并最終能夠?yàn)闃I(yè)主呈現(xiàn)更為出色的建筑成果。——北京市建筑設(shè)計(jì)研究院第四建筑設(shè)計(jì)院北京新機(jī)場(chǎng)旅客航站樓及綜合換乘中心工程BIM負(fù)責(zé)人王亦知案例正文：北京新機(jī)場(chǎng)旅客航站樓及綜合換乘中心BIM應(yīng)用工程概況圖1北京新機(jī)場(chǎng)效果圖北京新機(jī)場(chǎng)旅客航站及綜合換乘中心工程是北京在21世紀(jì)面向未來開展的超級(jí)工程，總建筑面積143萬平方米，滿足本期4500萬人次，2025年7200萬人次年旅客吞吐量的設(shè)計(jì)容量。主體建筑航站樓由中央主樓和五條互呈60度夾角的放射狀指廊構(gòu)成，航站樓以北的綜合效勞樓平面形狀與航站樓的指廊相同，與航站樓共同形成了外包直徑1200米的總體構(gòu)型。我們可以從航站樓與大型公共建筑的比擬中感受其尺度：.圖2新機(jī)場(chǎng)無助空間與水立方尺度比擬北京新機(jī)場(chǎng)中心區(qū)域的支撐間距達(dá)200米，所形成的無柱空間可以完整的放下一個(gè)水立方。圖3單塊混凝土板與鳥巢體育場(chǎng)尺度比擬為保證中心區(qū)屋面及支撐結(jié)構(gòu)體的完整，以及功能區(qū)的完整，北京新機(jī)場(chǎng)航站樓中心區(qū)混凝土樓板513mX411m不設(shè)縫，是國(guó)內(nèi)最大的單塊混凝土樓板。這塊完整的混凝土大板，可以將國(guó)家體育中心〔鳥巢〕置于其上。圖4航站樓中軸線剖透視作為綜合交通樞紐，航站樓主樓地上共四層，采用了上部雙出發(fā)層-下部雙到達(dá)層的根本樓層功能設(shè)置，并配置了雙層出港高架橋，航站樓近機(jī)位共79個(gè),地下一層設(shè)置軌道進(jìn)出站的連接過廳和軌道站廳，連接地下二層的兩條城際鐵路線和三條城市地鐵線,采用8臺(tái)16線布局，與目前的北京火車站規(guī)模相當(dāng)。綜上所述，北京新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)工程具有工程規(guī)模巨大、建筑功能復(fù)合，專業(yè)系統(tǒng)眾多、協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)密集，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格等主要特點(diǎn)，對(duì)工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理都提出了很高的要求，在緊迫的設(shè)計(jì)周期下，BIM的應(yīng)用充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)，需要協(xié)調(diào)一致的BIM標(biāo)準(zhǔn)和具有針對(duì)性的BIM設(shè)計(jì)謀略。二，BIM標(biāo)準(zhǔn)與管理圖5BIM標(biāo)準(zhǔn)建立在工程初始階段，針對(duì)新機(jī)場(chǎng)工程特點(diǎn)同時(shí)設(shè)置了BIM數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)與BIM管理標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)這一龐大的BIM協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)做了充分的準(zhǔn)備，并確立了嚴(yán)格的BIM數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，提出了明確的BIM文件接口標(biāo)準(zhǔn)，保證整體設(shè)計(jì)的協(xié)同推進(jìn)。核心團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了專項(xiàng)BIM培訓(xùn)，并對(duì)電腦設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)；設(shè)置了各級(jí)BIM負(fù)責(zé)人；制定了BIM管理方案；從文件命名規(guī)那么、圖層標(biāo)準(zhǔn)，到模型拆解邏輯、深度標(biāo)準(zhǔn)，以及交付成果的表達(dá)和要求，都進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。三，BIM設(shè)計(jì)謀略在當(dāng)前技術(shù)條件下，單一的BIM工具完全無法實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)。我們?cè)诨I劃階段，就確定了多平臺(tái)協(xié)同工作，以適用性為導(dǎo)向的BIM技術(shù)框架。如建筑外圍護(hù)體系使用AutodeskT-spline同Rhinoceros結(jié)合共同作為設(shè)計(jì)的核心平臺(tái)處理自由曲面；大平面體系中，主平面系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的AutodeskCad平臺(tái)，保證設(shè)計(jì)的時(shí)效性；對(duì)于專項(xiàng)系統(tǒng)中樓電梯、核心筒、衛(wèi)生間、機(jī)房這樣的獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)組件，我們使用AutodeskRevit平臺(tái)，利用建筑信息化的優(yōu)勢(shì)，確保這些復(fù)雜組件的三維準(zhǔn)確性。通過成熟的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，將這三個(gè)大的體系整合在大平面中，實(shí)時(shí)更新，協(xié)同工作。圖6BIM應(yīng)用框架通過這樣適用、高效的BIM和協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，我們得以整合上百人的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，只用了一年的時(shí)間，就完成了新機(jī)場(chǎng)從方案調(diào)整深化、初步設(shè)計(jì)、施工圖的全部設(shè)計(jì)過程，表達(dá)出了BIM技術(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)效率的巨大提升。四，外圍護(hù)體系的BIM應(yīng)用圖7屋頂曲面與屋面主結(jié)構(gòu)網(wǎng)格關(guān)系航站樓的自由曲面造型是外圍護(hù)工程的難點(diǎn)。我們通過主動(dòng)創(chuàng)新，在BIM平臺(tái)上綜合運(yùn)用AutodeskT-spline曲面建模與編程工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外圍護(hù)系統(tǒng)的全參數(shù)化控制，大到屋面鋼結(jié)構(gòu)定位，小到吊頂板塊劃分，都在同一套屋面主網(wǎng)格系統(tǒng)的控制下展開。屋面主網(wǎng)格是一套整合屋面，采光頂，幕墻，鋼結(jié)構(gòu)等多專業(yè)，多層級(jí)的空間定位系統(tǒng)，以受參數(shù)化程序控制的屋面鋼結(jié)構(gòu)中心線為根底，在滿足建筑效果的同時(shí)符合結(jié)構(gòu)邏輯。在主網(wǎng)格系統(tǒng)的根底上，我們通過逐級(jí)深化的方式不斷推進(jìn)設(shè)計(jì)，接力主網(wǎng)格程序?qū)ξ菝娲蟮蹴斶M(jìn)行分縫，分板參數(shù)化設(shè)計(jì)，對(duì)吊頂板塊進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，優(yōu)化板塊類型。各屋面子系統(tǒng)，如虹吸雨水，馬道等也采用三維方式定位設(shè)計(jì)圖8航站樓室內(nèi)空間效果圖五，大平面體系的BIM應(yīng)用圖9北京新機(jī)場(chǎng)大平面體系模型北京新機(jī)場(chǎng)大平面體系的BIM架構(gòu)分為主平面系統(tǒng)和專項(xiàng)系統(tǒng)兩局部，在主平面系統(tǒng)中，我們運(yùn)用AutodeskAutoCAD平臺(tái)上成熟的協(xié)同設(shè)計(jì)模式快速推進(jìn)設(shè)計(jì)，并隨設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)立和更新建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備全專業(yè)的AutodeskRevit模型，同各專項(xiàng)系統(tǒng)，外圍護(hù)系統(tǒng)模型一起在AutodeskNavisworks，AutodeskStingray中進(jìn)行三維校核及漫游演示。圖10北京新機(jī)場(chǎng)建筑Revit模型圖11北京新機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)Revit模型圖12北京新機(jī)場(chǎng)AutodeskRevitMEP模型在專項(xiàng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們發(fā)揮AutodeskRevit平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，集中處理大量信息:全樓共計(jì)141個(gè)不同的衛(wèi)生間，148部自動(dòng)扶梯，42部玻璃電梯，98部混凝土電梯，設(shè)備專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)中，我們將全樓數(shù)百間機(jī)房作為專項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行全BIM設(shè)計(jì)，其中最大的單間空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)同時(shí)運(yùn)行設(shè)備40多臺(tái)，我們對(duì)BIM的應(yīng)用不僅止于管線的幾何表達(dá)，更看中其信息處理能力，如流量，壓力，流速等，為更深入，高效的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。圖13機(jī)房BIM圖紙表達(dá)北京新機(jī)場(chǎng)也將機(jī)場(chǎng)建筑特有的專項(xiàng)設(shè)計(jì)向前推進(jìn)：標(biāo)識(shí)系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)功能組織的重要環(huán)節(jié)，我們利用基于AutodeskRevit平臺(tái)的Dynamo編程對(duì)全航站樓共計(jì)3114塊標(biāo)識(shí)牌進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)與管理，包含每塊標(biāo)識(shí)牌的位置，類型，指向信息等；行李系統(tǒng)的幾何信息與運(yùn)行分析同樣有賴于BIM專項(xiàng)設(shè)計(jì)。圖14標(biāo)識(shí)系統(tǒng)Dynamo程序六，計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)圖15采光頂遮陽網(wǎng)片樣本與遺傳算法程序遺傳算法是人工智能領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)技術(shù)，我們將其應(yīng)用在遮陽網(wǎng)片計(jì)算和C形頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)劃分這兩局部工作中，計(jì)算機(jī)在我們通過程序設(shè)定的邏輯與條件下，找到了問題的最優(yōu)解。這是以往無法憑人力得到的。為了降低航站樓能耗，我們將一層輕薄的遮陽網(wǎng)片置于采光頂玻璃片的中空層中，在保障室內(nèi)采光的同時(shí)可以最大程度遮擋南向直射光。每個(gè)遮陽網(wǎng)片單元形式由4個(gè)參數(shù)控制，每個(gè)參數(shù)的不同取值會(huì)組合產(chǎn)生上萬種形式。計(jì)算機(jī)根據(jù)采光頂所處的位置從中篩選出其中熱工性能的最優(yōu)解，使得透過采光頂獲得約60%進(jìn)光量的同時(shí)僅接收約40%的熱能。圖16采光頂結(jié)構(gòu)分格效果與遺傳算法程序C形柱上方的采光頂是室內(nèi)空間的視覺焦點(diǎn)。綜合視覺與結(jié)構(gòu)需求，我們需要在結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分上實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)：1.邊緣整齊2，玻璃分板均勻3.分板結(jié)構(gòu)梁程相近。為此，我們?yōu)橹饕獎(jiǎng)澐志€設(shè)置了88個(gè)控制點(diǎn)，通過遺傳算法調(diào)整各個(gè)控制點(diǎn)的相對(duì)關(guān)系，最終得到分板均勻，具有張力的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。七，專項(xiàng)分析研究與設(shè)計(jì)驗(yàn)證新機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，我們使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)建筑光環(huán)境，CFD，熱工等物理環(huán)境進(jìn)行分析模擬，使航站樓更平安，節(jié)能，高效。包含如下主要內(nèi)容：圖17建筑室外風(fēng)環(huán)境物理風(fēng)洞模型與計(jì)算機(jī)模擬分析1，室外光環(huán)境的模擬分析輔助采光與遮陽的設(shè)計(jì)；室內(nèi)照明系統(tǒng)的分析計(jì)算。2，物理風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)分析與計(jì)算機(jī)模擬分析；室內(nèi)自然通風(fēng)模擬。3，基于建筑物理模型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)優(yōu)化分析圖18電梯等候時(shí)間與旅客流線模擬計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)不但用于模擬航站樓所處的物理環(huán)境，還應(yīng)用與對(duì)機(jī)場(chǎng)未來運(yùn)行的狀況的仿真分析：在航站樓內(nèi)，通過對(duì)機(jī)場(chǎng)室內(nèi)人流的模擬，我們可以評(píng)估出等候每處電梯，安檢排隊(duì)的等候時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化流線設(shè)計(jì)，提高運(yùn)行效率。在航站樓外，通過建立起場(chǎng)跑滑系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化調(diào)整登機(jī)口布局，獲得最優(yōu)的站坪運(yùn)行效率；八，BIM信息管理圖19機(jī)房信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我們?cè)谛聶C(jī)場(chǎng)的工程中建立了完整的數(shù)據(jù)庫。例如將衛(wèi)生間系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，即可判斷出各處衛(wèi)生間潔具數(shù)量是否能應(yīng)對(duì)頂峰期的客流壓