BIM设计助力北京大兴国际机场正式投运

2019/09/27
阅读(263
评论(0
收藏(0
来源:BIM蓝图
作者:佚名
简要:2016年,英国《卫报》发布“世界新七大奇迹”名单,当时还未建成的北京大兴机场,就已位列榜首!

(图片来源:央视新闻)

2016年,英国《卫报》发布“世界新七大奇迹”名单,当时还未建成的北京大兴机场,就已位列榜首!

 

北京大兴国际机场的屋顶中心由一个六边形天窗、六条条形天窗、八个气泡窗相互连接,组成顶部主要自然采光体系,可以让室内自然光采光面积超过60%。

 

(图片来源:中国民用航空网)

机场内部,可以用美轮美奂来形容!

 

(图片来源:中国民用航空网)

 

整个北京大兴国际机场,是中国建筑的巅峰之作。

工程结构

面积等于63个天安门广场

室内只有8根柱子

1.全球最大单体航站楼

北京大兴国际机场位于永定河北岸,占地140万平方米,相当于63个天安门广场的大小。仅屋顶投影面积相当于25个足球场。用钢量达到5.5万吨,等于一个北京鸟巢。北京大兴国际机场建成后,将成为全球最大的单体航站楼。

 

(图为大兴机场航站楼钢架结构 图源:新华网)

2.8000块玻璃中没有两块是一样的

北京大兴机场“凤凰展翅”的“大骨架”由12300个球形节点和超过60000根杆件组成。整个航站楼一共使用了12800块玻璃,其中屋顶用玻璃8000多块。这么多钢网架和玻璃块中,挑不出两根杆件、两块玻璃的规格是相同的。

 

(图为大兴机场航站楼钢架结构 图源:新华网)

3.极简的无柱化设计

以航站楼中心位置为原点,半径90米的范围,都是没有柱子的高大空间,核心区屋顶屋盖钢结构投影面积18万平方米,相当于25个足球场的面积,可以完整地装下整个“水立方”。

 

(图片来源:中国民用航空网)

而整个机场室内仅用8根C形柱来支撑。流畅的线条被C型柱一路引导到地面上,连通了高达49米的屋顶和地面。

 

(图为大兴机场室内的C形柱 图源:微信公众号“北京大兴国际机场”)

 

C型柱开口的一侧形成了一条巨大的光瀑,为室内提供了充足的照明光线,白天航站楼内几乎不需要照明灯光。

4.能抗一个8级地震

为了机场安全,北京大兴国际机场采用了层间隔震技术。这项技术目前是国内首创,层间隔震技术就是在航站楼首层板下,设置了隔震支座,将航站楼首层和地下一层完全隔开。既隔震又不影响地下层的使用。

 

(国内首创层间隔震技术示意图)

 

大兴机场弹性滑板支座(隔震装置)

BIM设计运用

BIAD同AUTODESK联合打造

1、BIM标准与管理

 

 

(BIM标准建立)

在项目初始阶段,针对新机场项目特点同时设置了BIM数字标准与BIM管理标准。为实现这一庞大的BIM协同设计系统,设计团队做了充分的准备,并确立了严格的BIM数字标准,提出了明确的BIM文件接口标准,保证整体设计的协同推进。核心团队进行了专项BIM培训,并对电脑设备进行了升级;设置了各级BIM负责人;制定了BIM管理计划;从文件命名规则、图层标准,到模型拆解逻辑、深度标准,以及交付成果的表达和要求,都进行了详细规定。

2、设计策略

在当前技术条件下,单一的BIM工具完全无法实现如此复杂项目的设计目标。我们在策划阶段,就确定了多平台协同工作,以适用性为导向的BIM技术框架。如建筑外围护体系使用Autodesk T-spline同Rhinoceros结合共同作为设计的核心平台处理自由曲面;大平面体系中,主平面系统使用传统的Autodesk Cad平台,保证设计的时效性;对于专项系统中楼电梯、核心筒、卫生间、机房这样的独立标准组件,我们使用Autodesk Revit平台,利用建筑信息化的优势,确保这些复杂组件的三维准确性。通过成熟的协同设计平台,将这三个大的体系整合在大平面中,实时更新,协同工作。

 

(BIM应用框架)

通过这样适用、高效的BIM和协同设计平台,我们得以整合上百人的设计团队,只用了一年的时间,就完成了新机场从方案调整深化、初步设计、施工图的全部设计过程,体现出了BIM技术对于设计效率的巨大提升。

3、外维护体系BIM应用

 

(屋顶曲面与屋面主结构网格关系)

航站楼的自由曲面造型是外围护工程的难点。我们通过主动创新,在BIM平台上综合运用Autodesk T-spline曲面建模与编程工具,实现了对外围护系统的全参数化控制,大到屋面钢结构定位,小到吊顶板块划分,都在同一套屋面主网格系统的控制下展开。

屋面主网格是一套整合屋面,采光顶,幕墙,钢结构等多专业,多层级的空间定位系统,以受参数化程序控制的屋面钢结构中心线为基础,在满足建筑效果的同时符合结构逻辑。在主网格系统的基础上,我们通过逐级深化的方式不断推进设计,接力主网格程序对屋面大吊顶进行分缝,分板参数化设计,对吊顶板块进行数据化分析,优化板块类型。

各屋面子系统,如虹吸雨水,马道等也采用三维方式定位设计

 

 

 

(航站楼室内空间效果图)

4、大平面体系BIM应用

 

(北京新机场大平面体系模型)

北京新机场大平面体系的BIM架构分为主平面系统和专项系统两部分,在主平面系统中,我们运用Autodesk AutoCAD平台上成熟的协同设计模式快速推进设计,并随设计节点创建和更新建筑、结构、设备全专业的Autodesk Revit模型,同各专项系统,外围护系统模型一起在Autodesk Navisworks,Autodesk Stingray中进行三维校核及漫游演示。

 

 

 

 

 

(Revit全专业设计模型)

在专项系统设计中,我们发挥Autodesk Revit平台的优势,集中处理大量信息:全楼共计141个不同的卫生间,148部自动扶梯,42部玻璃电梯,98部混凝土电梯,设备专业的BIM设计中,我们将全楼数百间机房作为专项系统进行全BIM设计,其中最大的单间空调机房内同时运行设备40多台,我们对BIM的应用不仅止于管线的几何表达,更看中其信息处理能力,如流量,压力,流速等,为更深入,高效的设计提供依据。

 

(机房BIM图纸表达)

北京新机场也将机场建筑特有的专项设计向前推进:标识系统是机场功能组织的重要环节,我们利用基于Autodesk Revit平台的Dynamo编程对全航站楼共计3114块标识牌进行参数化设计与管理,包含每块标识牌的位置,类型,指向信息等;行李系统的几何信息与运行分析同样有赖于BIM专项设计。

 

(标识系统Dynamo程序)

5、计算机智能设计

 

 

 

(采光顶遮阳网片样本与遗传算法程序)

遗传算法是人工智能领域的计算机技术,我们将其应用在遮阳网片计算和C形顶的结构划分这两部分工作中,计算机在我们通过程序设定的逻辑与条件下,找到了问题的最优解。这是以往无法凭人力得到的。为了降低航站楼能耗,我们将一层轻薄的遮阳网片置于采光顶玻璃片的中空层中,在保障室内采光的同时可以最大程度遮挡南向直射光。每个遮阳网片单元形式由4个参数控制,每个参数的不同取值会组合产生上万种形式。计算机根据采光顶所处的位置从中筛选出其中热工性能的最优解,使得透过采光顶获得约60%进光量的同时仅接收约40%的热能。

 

 

 

(采光顶结构分格效果与遗传算法程序)

C形柱上方的采光顶是室内空间的视觉焦点。综合视觉与结构需求,我们需要在结构网格划分上实现三个目标:1.边缘整齐2,玻璃分板均匀 3.分板结构梁程相近。为此,我们为主要划分线设置了88个控制点,通过遗传算法调整各个控制点的相对关系,最终得到分板均匀,具有张力的结构网格。

6、专项分析研究与设计验证

新机场的设计中,我们使用计算机技术对建筑光环境,CFD,热工等物理环境进行分析模拟,使航站楼更安全,节能,高效。包含如下主要内容:

 

 

 

(建筑室外风环境物理风洞模型与计算机模拟分析)

1、室外光环境的模拟分析辅助采光与遮阳的设计;室内照明系统的分析计算。

2、物理风洞实验分析与计算机模拟分析;室内自然通风模拟。

3、基于建筑物理模型的围护结构热工参数优化分析。

 

 

 

(电梯等候时间与旅客流线模拟)

计算机模拟技术不但用于模拟航站楼所处的物理环境,还应用与对机场未来运行的状况的仿真分析:在航站楼内,通过对机场室内人流的模拟,我们可以评估出等候每处电梯,安检排队的等候时间,进而优化流线设计,提高运行效率。在航站楼外,通过建立起场跑滑系统数学模型,优化调整登机口布局,获得最优的站坪运行效率;

7、BIM信息管理

 

(机房信息数据统计)

我们在新机场的项目中建立了完整的数据库。例如将卫生间系统的数据同机场运营经验统计数据相关联,即可判断出各处卫生间洁具数量是否能应对高峰期的客流压力。通过数据的信息交付,新机场各系统的海量信息将在未来持续服务于施工与运营。

8、技术支持

高效,稳定的软件平台是建筑设计的技术保障,BIAD长期使用欧特克产品保障大型航站楼项目的设计工作的顺利推进,面对北京新机场这一超级工程的新挑战,我们结合项目和团队特点有针对的协调和使用软件产品,拓展了对近年来欧特克新产品的应用广度与深度,为今后大型项目的BIM应用积累了宝贵的经验。我们也期待作为专业设计机构,同以欧特克为代表的软件服务商共同开括建筑信息化设计的未来。

黑科技遍地,机器人帮你停车

1.智能停车楼,3分钟停车取车

停车楼位于机场北侧,分为东西两个停车楼,地上三层、地下一层,共有4238个停车位,含630个充电车位,并配套近万平米便民服务设施。停车楼屋顶采用领先的薄膜光伏发电系统,铺设2万块光伏薄膜组件,每年可节省约300万度电量。

停车楼的一层将布局148个停车位,均依靠两个机器人完成泊车,车主将车放在指定入口处,由机器智能设备将车辆运送到车位,不仅可以缩短车主的泊车时间,同时由于机器人精准停车,车辆间距缩短,节省出更多空间。

 

2.机场高速及跑道自融雪系统

现在如果出现大雪天气,地上积雪来不及清除,会导致机场暂时关闭。而在新机场未来的四条跑道中,将有一条采用自融雪技术,可以实现即使冬天下大雪,也不用关闭机场。通往机场的高速公路也值得一提,高速全线大面积采用了融冰雪材料,可以把结冰点降到零下12℃左右。在一个项目如此大范围地采用,自融冰雪路面技术在国内尚属首例。

 

 

 

北京大兴机场预计2025年旅客吞吐量将达7200万,而目前国外的大型机场行李系统解决方案只能支撑2000万的旅客量。为了解决这一问题,中国相关领域的专家研发出一套具有自主知识产权的高速行李传输系统,将之前90%左右的行李正确识别率提升到了99%。之前的机场行李牌只有一个二维码,但新式机场行李牌里是一个射频识别的芯片,相当于一代身份证与二代身份证的区别。

 

人性化设计,不能再贴心了

1.登机只用8分钟

什么是五大指廊?由长度411米的东南、中南、西南三座指廊和长度298米的东北、西北两座指廊组成。它们以主航站楼为中心向四周散射,配合上下双层平台,使得航站楼中心前往各登机口的距离得到最大的优化,旅客从航站楼大厅沿指廊前往最远端登机口乘机,步行距离最远不超过600米,所需时间不超8分钟。

 

2.绝美的中国风庭院休息区

在航站楼五个指廊的尽端,分别设有5个中式风格的室外庭院——中国园、瓷园、田园、丝园、茶园,使室内外空间相互融合,为旅客提供了放松的候机环境和绿色的活动空间。其中,中国园是五个园区中唯一拥有建筑物的园区,八角亭、六角亭、敞轩、榭、廊、殿座、歇山顶、硬山顶、悬山顶……这里几乎涵盖了中国传统古建筑所具有的全部特点。

 

 

 

 

 

3.极致的无缝换乘

整个航站楼的正下方,你可以快速换乘京霸高铁、廊涿城际、新机场快轨等,这是世界首座高铁下穿的航站楼。

 

4.专有的“亲友话别区”

一般在安检处,家人和旅客便要分别,但大兴国际机场五层的商业区中,有专门“亲友话别区”的独特设计,使得旅客在安检后依然可以在大厅回首与家人告别,家人也可以在高处目送亲人候机。

 

这是2019年9月4日拍摄的北京大兴国际机场航站楼内部,这里可以让旅客与家人告别。(新华社记者 张晨霖 摄)

5.告别候机焦虑,让你逛街休闲甚至游泳

一旦有特殊天气或突发事件,机场该如何应对?北京新机场将提供各种休息等候区、商业餐饮设施、娱乐休闲健身设施,包括电影院和泳池,通过宽敞充足的等候空间、齐全多样个性化的服务设施、及时准确全面对称的信息取得等措施,缓解你的候机焦虑。

 

文案素材取自:

央视新闻、中国民用航空网、北京日报、新华网

北京大兴国际机场、BIAD、Autodesk 8203;8203;8203;8203;

版权申明:本文章内容来自(BIM蓝图),作者(佚名)。版权归原作者所有,如涉及作品版权问题,请与我们联系,我们将及时处理!
0
收藏

热门评论

    暂无评论

你的评论

登录发表评论
发布
扫码加入
易筑BIM交流群
扫码关注
行见BIM官方公众号

项目案例热门资讯

+MORE