| 标题 | BIM技术在铁路客运站房的运用实践 |
| 范文 | 摘 要：以海南西环线铁路东方站为例，分析BIM技术在铁路客运站整个建筑全生命周期的运用实践。从可视化、协调性和模拟性三个方面探讨BIM技术相对于传统二维设计的优势。总结在铁路客运站设计阶段运用BIM技术的经验，并为BIM技术在后期的施工和运营维护阶段的运用提出了方向。 关键词：建筑信息模型；全生命周期；可视化；协调性；模拟性 中图分类号：TU20 文献标识码：A 1 概述 建筑信息模型及其运用（Building Information Modeling，简称BIM）是建筑过程的数字展示方式用来协助建筑的数字信息交流合作。建筑信息模型涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种建筑组件的性质及数量，它可以用来展示整个建筑全生命周期，包括了建设过程和运营过程。建筑的各个部分、各个系统在建筑信息模型都能反映出来，建筑内部信息可以十分方便地从建筑信息模型中提取。因为建筑信息模型能够结合各种数字信息来展示对象，这相对于传统计算机辅助设计只用矢量图形构图表示物体的设计方法来说，用数字化建模的组件表示现实中用来建造建筑物的各种构件是个本质上的改变。目前在全世界范围BIM技术已经得到广泛运用，著名成功案例有德国慕尼黑的宝马世界、梅赛德斯的奔驰博物馆等均使用该项技术来完成其整个设计项目。 2007年BIM技术开始进入中国的工程应用领域，从上海世博会国家电网馆工程到深圳机场扩建等大型工程均采用BIM技术。BIM技术的运用主要分为三个阶段，包括设计阶段，施工阶段，运营维护阶段。鉴于BIM技术的发展趋势及区别于传统二维设计的显著优势，将其首先用于设计阶段。BIM技术在设计阶段的运用在房屋建筑设计中相对成熟，但在铁路站房设计中运用较少。因为铁路站房设计的专业不仅涉及建筑，结构，风水电等设备专业还包括站场，路基，轨道，接触网，桥梁等专业。这使得BIM技术运用更加全面和复杂，专业接口更多，技术难度加大，模型信息更加完整。下面以海南西环铁路东方站为例，探讨BIM技术在铁路客运站运用的操作可行性。 2 项目慨况 海南西环铁路东方站位于东方市八所镇境内，距东方市区约1.5Km。站址地势较为平坦。车站建筑层数为候车厅部分一层，设备及办公用房二层（图1）。东方站站房主要功能分为客运用房、公安用房、设备用房、办公用房等。站房建筑面宽115.2m，站房建筑进深30.0m，站房建筑中部檐口高度20.0m。1-6.000标高层为地下消防水泵房。±0.000m标高层中部围绕集散厅布置公共卫生间、旅客服务用房、开水间、VIP候车室、公安值班室、客运值班室等；候车厅右侧为售票厅、售票室及售票用房、综合控制和消防控制室；候车厅左侧为变电所及电力设备房等。+6.000m标高层右侧为通信、信号、信息等弱电设备用房；左侧主要布置车站办公用房和部分弱电设备用房。结合建筑平面布局，东方站客流组织采取“下进下出”流线模式。进站流线为旅客购票后通过安检进入候车厅候车，后通过自动检票机或人工检票后进站，基本站台的旅客直接进到基本站台，二、三站台的旅客通过地道进入二、三站台。出站流线为基本站台的旅客由基本站台直接至出站厅检票后出站，中间站台的旅客经过地道到达出站厅检票后出站。（图2） 3 BIM技术的实践 本次建筑设计满足使用功能要求，并注重实用、美观，体现“以人为本，以流为主”的理念。运用BIM技术优化方案，集中体现生态、绿色、环保、节能和可持续发展的设计理念。图3是运用BIM技术检查机电管线专业在建筑物内部的碰撞关系。图4是结构专业的模型展示，运用BIM技术可以直观的看到建筑空间中建筑结构的三维效果。图5是方案概念阶段的。 可持续性分析挑檐遮阳与幕墙温度的关系。图6是风环境分析，以BIM技术为基础，非计算流体力学背景的工程师可直接基于多种3D格式源模型进行风环境定性分析和表现。冬季东北风工况下分析得出行人高度处风速不大于GB2006《绿色建筑评价标准》规定的5m/s限值 。冬季站房建筑前后大部分区域风压差值不超过5Pa，满足GB2006《绿色建筑评价标准》。夏季南风或西南风工况下分析得出行人高度处风速不大于GB2006《绿色建筑评价标准》规定的5m/s限值。夏季站房建筑前后大部分区域风压差值大于2Pa，有利于站房自然通风。 BIM技术的运用优势不仅体现在设计阶段建筑模型的数据在建筑信息模型中的存在是以多种数字技术为依托，更是以这个数字信息模型作为各个项目的基础，可以进行各个相关工作。建筑工程与之相关的工作都可以从这个建筑信息模型中拿出各自需要的信息，既可指导相应工作又能将相应工作的信息反馈到模型中。因此在施工阶段和运营维护阶段BIM技术的优势可以在可视化、协调性和模拟性三个方面体现。目前大部分的图纸是在二维表达，各个专业构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达，构件真正的构造形式需要设计过程和施工过程中的参与人员在二维表达的基础上理解和想象。可视化设计的设计界面可以做到一处修改，处处更新。图7是厕所部分的管线布置图，管线布置平面图上的修改可以同步反映到三维模型视图。BIM技术的协调性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。例如协调解决电梯井布置与其他设计布置及净空要求的矛盾，这使得各专业之间的协调操作变得简单，也方便施工过程中的设计变更出图。图8是结构模型进行的施工模拟，从设计模型到施工模型，可以满足施工算量和施工模拟方面的要求。BIM技术的模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在后期的运营维护阶段，利用BIM技术的模拟性可以直观模拟运营状态的情景，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。图9是模拟紧急情况的排烟处理，模拟显示火源燃烧20秒后，主要气流方向指向玻璃幕墙上的排烟窗，证明排烟窗布置能满足排烟要求火源燃烧20秒后，大部分空间有害烟雾浓度不超过2%，且主要气流场能够有效将火源燃烧产生的有害烟雾抬升，通过排烟窗排除，不会扩散至门等主要逃生通道，满足人员疏散条件，火灾时，候车厅大门需保持打开，利于补充空气形成对流，更好地将有害烟雾抬升并通过排烟窗排出。图10是紧急状态疏散仿真，分析显示候车室20秒疏散完成，50秒建筑的全部区域疏散完成。另外在管理人流分布、紧急状态预案、日常管理与制度方面BIM技术的模拟性可以让客运站的运营管理工作更加高效便捷。 结语 由于东方站目前尚未开始施工，故本次东方站的BIM技术运用重点放在设计阶段。通过设计阶段的实践，BIM技术使得建筑设计过程更加直观快捷，建筑设计有据可依，各种模拟结果为建筑设计提供支撑。BIM技术在设计初期需要投入更多的设计资源和时间，但后期修改工作可以大大减少，由于错误率得到控制，BIM技术可以提高整个设计阶段的效率。传统的设备专业绘图是二维图纸为主且图示语言比较简单，三维的建筑模型表达使得设备专业 的投入增大很多，设计格局也发生变化。另外在设计阶段各个专业间沟通快速有效，进一步打破了专业沟通壁垒。基于目前设计阶段的实践可以预见BIM技术提供的数据平台使得建筑设计信息可以为施工、运营维护提供各种有效信息。三维可视化功能加上时间维度，可以进行施工过程虚拟。利用BIM技术进行各专业碰撞检查，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，减少图纸变更和施工现场返工的同时节约项目投资。针对下一步东方站马上面临的施工和运营维护阶段，BIM技术将进一步与实践结合来体现其优势。 参考文献 [1]何关培、王轶群、应宇垦.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011. [2]葛文兰、于晓明、何波.BIM 第二维度——项目不同参与方的 BIM 应用[M] .北京：中国建筑工业出版社，2011. [3]柏慕培训.Autodesk Revit Architecture 2011——建筑施工图设计实例详解[M].北京：中国建筑工业出版社，2011. [4]张利.信息时代的建筑与建筑设计[M].南京：东南大学出版社，2002. [5]张茂军.虚拟现实系统[M].北京：科学出版社，2001. 获奖情况：海西线东方站站房BIM三维设计获得“首届工程建设BIM应用大赛二等奖”和“2013年度中国建筑业建筑信息模型邀请赛最佳BIM拓展应用奖” 作者简介：毛灵（1981-），男，中国中铁二院工程集团有限责任公司建筑二所副总建筑师，研究方向：交通建筑设计及其理论。 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。