查爾斯·伊士曼

(佐治亞理工大學(xué), 亞特蘭大市，佐治亞州，美國 30339)

美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機(jī)場新國際航站樓BIM應(yīng)用案例

查爾斯·伊士曼

(佐治亞理工大學(xué), 亞特蘭大市，佐治亞州，美國 30339)

本文主要介紹了BIM在美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機(jī)場新建國際航站樓的應(yīng)用，詳細(xì)描述了施工總包商-即四家建筑公司的聯(lián)合體HMMH (Holder Construction Group, Manhattan Construction, Moody Construction and Hunt Construction )是如何應(yīng)用BIM的可視化技術(shù)來促進(jìn)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工流程，及各個(gè)工種之間如何相互協(xié)作的。 其中， HMMH公司專門為該項(xiàng)目使用了三維激光掃描設(shè)備以及創(chuàng)建了現(xiàn)場BIM瀏覽視圖工具(Field BIM Views)，進(jìn)一步提到了HMMH公司的施工管理水平。最后，有關(guān)該項(xiàng)目BIM應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)也進(jìn)行了思考總結(jié)，對(duì)業(yè)界具有一定的借鑒意義。

BIM；團(tuán)隊(duì)協(xié)作；三維激光掃描

1 項(xiàng)目簡介

現(xiàn)有的美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機(jī)場建造于1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)時(shí)期，截至目前已有近20年的歷史。由于美國達(dá)美航空公司不斷增長的國際航班遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了現(xiàn)有機(jī)場的承載能力，亞特蘭大市政府決定在現(xiàn)有機(jī)場東側(cè)建造11.5萬m2的新航站樓， 其可以同時(shí)容納12架寬體國際航班飛機(jī)和16架國內(nèi)航班飛機(jī)。該項(xiàng)目還包括一個(gè)新的旅客捷運(yùn)系統(tǒng)連接器，新的擁有1100個(gè)停車位的停車大廈，以及機(jī)場周邊新的梅納德杰克遜大道和長期停車場 (圖1所示)。

盡管新國際航站樓開始籌集于上世紀(jì)90年代，但由于資金原因一度擱淺，直到2007年夏天，亞特蘭大市政府聘用新的四家建筑公司聯(lián)合體HMMH (Holder Construction Group, Manhattan Construction, Moody Construction and Hunt Construction ), 重新啟動(dòng)了該項(xiàng)目，并于2011年底建造完成。該項(xiàng)目的重點(diǎn)在建造的新的國際航站樓(圖2所示)，它是一個(gè)五層的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。第一層是自動(dòng)化地面運(yùn)輸系統(tǒng)，用于乘客行李，機(jī)場專線以及機(jī)場辦公系統(tǒng)。第二層服務(wù)于到達(dá)的國際航班，以及海關(guān)，移民系統(tǒng)。第三層是一個(gè)主要的樓層，內(nèi)部主要用于行李的中轉(zhuǎn)，外部則連接飛機(jī)停機(jī)坪。第四層主要用于乘客離開，買票，以及辦理登機(jī)手續(xù)。第五層則是特別為貴賓及行政人員保留的。整個(gè)項(xiàng)目的造價(jià)是12億美元，資金來源于多種渠道，比如機(jī)場建設(shè)費(fèi)(7.5美元/每位乘客)，機(jī)場發(fā)行的債券，以及聯(lián)邦政府的資助等。

2 BIM 技術(shù)應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目應(yīng)用到的軟件

按照合同要求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)只需要提供2D設(shè)計(jì)圖紙。但是，HMMH決定使用3D BIM技術(shù)，并要求所有的分包商和其他相關(guān)建筑行業(yè)都要在本項(xiàng)目中使用3D模型。 HMMH主要使用Autodesk公司的Revit Architecture作為他們的主要BIM建模工具，并廣泛地應(yīng)用Navisworks于施工協(xié)調(diào)，碰撞檢測，及進(jìn)度規(guī)劃 (4D)方面。表1提供了一個(gè)更詳細(xì)的本項(xiàng)目所用到的軟件清單。

圖1 美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機(jī)場新國際航站樓 (BIM渲染鳥瞰圖)

圖2 美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機(jī)場新國際航站立面圖(BIM渲染)

軟件使用者目的AutoCADAGD公司準(zhǔn)備合同文件Microstation混凝土鋼筋設(shè)計(jì)鋼筋生產(chǎn)圖紙RevitArchitectureHMMH3D建模NavisworksHMMH3D建模NavisworksHMMH工程協(xié)調(diào),碰撞檢測,施工進(jìn)度規(guī)劃NavisworksFreedomViewer所有施工設(shè)計(jì)方瀏覽3D模型AchiCADMEP暖通設(shè)備廠商3D建模AutoCADMEP暖通設(shè)備廠商3D建模RevitMEP暖通設(shè)備廠商3D建模TrimbleSurveyingEquipmentHMMH3D激光掃描TrimbleRealworksSurveyHMMH3D激光建模GoogleSketchup/GoogleEarth/AdobePhotoshopHMMH項(xiàng)目演示

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工進(jìn)程

2007年11月， 簡單的概念性的顏色編碼3D模型創(chuàng)建完成，用于顯示整個(gè)項(xiàng)目的施工建造計(jì)劃(圖3所示)。2008年5月，HMMH開始了第一階段的3D建模，來創(chuàng)建新航站樓的BIM模型。HMMH的建模工程師主要通過設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的2D圖紙來構(gòu)建他們的3D模型。2008年秋，他們購買了用于掃描現(xiàn)有行李傳送系統(tǒng)的3D激光掃描設(shè)備，這些設(shè)備后來用于掃描3D點(diǎn)云，并基于此創(chuàng)建3D模型 (圖4所示)。最終這些3D掃描模型完成于2009年。航站樓模型和用于展示的施工進(jìn)程動(dòng)畫也于同一時(shí)間完成。

2.3 項(xiàng)目協(xié)調(diào)

HMMH通過運(yùn)用了BIM技術(shù)，提高了他們的協(xié)調(diào)多工種參與新的國際航站樓建設(shè)進(jìn)程的能力，比如建筑、結(jié)構(gòu)(混凝土)、結(jié)構(gòu)(鋼結(jié)構(gòu))、機(jī)械、電氣、給排水、消防、特種設(shè)備，以及行李處理/輸送系統(tǒng)。一個(gè)典型的工作周是這樣安排的，周四是暖通設(shè)備協(xié)調(diào)會(huì)， 周五和周一是指定為建模日， 周二上午HMMH和所有的分包商要把最新的文件上傳到FTP站點(diǎn)，然后HMMH將會(huì)把所有的文件合并，用Navisworks做碰撞檢測。當(dāng)檢測運(yùn)行且結(jié)果核實(shí)以后，一個(gè)協(xié)調(diào)日志將會(huì)產(chǎn)生，其中的信息會(huì)拿到第二天(周三)的施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)會(huì)議上討論。在這個(gè)會(huì)議上，參加的是HMMH總包商以及各個(gè)分包商的核心團(tuán)隊(duì)。在會(huì)上，檢測到的沖突將會(huì)根據(jù)它們對(duì)施工進(jìn)度的影響及成本因素分別考慮。任何未解決的問題或新產(chǎn)生的問題將會(huì)由各自負(fù)責(zé)的團(tuán)隊(duì)思考解決，并在下個(gè)周三的協(xié)調(diào)會(huì)上討論。整個(gè)施工過程就這樣周而復(fù)始，一直進(jìn)行下去。HMMH還使用BIM技術(shù)專為協(xié)調(diào)項(xiàng)目進(jìn)程創(chuàng)建了一個(gè)可視化的三維瀏覽工具，成為“現(xiàn)場BIM瀏覽視圖(Field BIM Views)”，通過這個(gè)工具可以很方便的把各種需要的三維視圖打印出來，并且可以標(biāo)記創(chuàng)建視圖的時(shí)間，視圖模型創(chuàng)建者，視圖說明等 (圖5)，這樣可以更方便的在整個(gè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部共享BIM模型的信息。

圖3 機(jī)場項(xiàng)目建造進(jìn)程圖(BIM建模)

圖4 應(yīng)用3D激光掃描設(shè)備構(gòu)建現(xiàn)有行李傳送系統(tǒng)BIM模型

圖5 從“現(xiàn)場BIM瀏覽視圖(Field BIM Views)”中創(chuàng)建的視圖圖紙

3 BIM應(yīng)用思考

BIM給本項(xiàng)目帶來若干的優(yōu)點(diǎn)，但是它也不是沒有缺點(diǎn)的。一個(gè)比較大的問題就是利用BIM軟件創(chuàng)建詳細(xì)模型而產(chǎn)生的非常大的文件。比如，項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)分包商創(chuàng)建的鋼結(jié)構(gòu)連接三維模型詳圖的尺寸達(dá)到了8GB。這個(gè)文件對(duì)于HMMH使用的Navisworks處理來說大到難以處理。解決的辦法是要求鋼結(jié)構(gòu)分包商將原來的模型按照施工的進(jìn)程分成很多小的模型。其他的應(yīng)用BIM相關(guān)缺點(diǎn)包括前期大量的人力成本及構(gòu)建三維模型花費(fèi)的時(shí)間成本，尤其是相關(guān)設(shè)計(jì)需要不斷變更的時(shí)候。另外，現(xiàn)場的施工團(tuán)隊(duì)也對(duì)BIM技術(shù)不太熟悉，HMMH不得不通過一些專門的培訓(xùn)提高施工人員的BIM應(yīng)用水平。雖然BIM在該項(xiàng)目中存在以上缺點(diǎn)，但是它所帶給HMMH的好處是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這些的。比如，應(yīng)用先進(jìn)的建模技術(shù)(三維激光掃描)，更復(fù)雜的施工進(jìn)度規(guī)劃技術(shù)，以及利用BIM可視化技術(shù)大大加強(qiáng)了施工設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)工作，這些都將進(jìn)一步提升HMMH未來項(xiàng)目中的施工管理技術(shù)。

譯者注

[1]文章所示觀點(diǎn)僅代表原著作者，與譯者及出版社無關(guān)。譯者對(duì)原文略有刪減，不承擔(dān)翻譯中的任何錯(cuò)誤，遺漏，或表達(dá)不當(dāng)引起的責(zé)任。任何人士或企業(yè)需自行承擔(dān)使用翻譯內(nèi)容的風(fēng)險(xiǎn)。

[2]三維激光掃描技術(shù)又被稱為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢.三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。

BIM Applications in Maynard International Airport Terminal, Atlanta, Georgia, the United States

Charles Eastman

(GeorgiaTechUniversity,Atlanta30339,Georgia,U.S.A)

In this article, the applications of BIM by HMMH (Holder Construction Group, Manhattan Construction, Moody Construction and Hunt Construction )in Maynard International Airport Terminal, Atlanta, Georgia (the United States) has been described, including design, construction, visualization and team coordination. More specially, HMMH has implemented 3D laser scanning techniques and also developed the tool of “Field BIM views”, which greatly improved the level of management and construction of HMMH. Finally, the advantages and disadvantages of BIM applications in this project have been summarized, which could be beneficial for the industry.

BIM; Team Coordination; 3D Laser Scanning

查爾斯·伊士曼，又名為查克·伊斯曼(Chuck Eastman)(1940-)，男，畢業(yè)于美國加利福尼亞大學(xué)伯克萊分校建筑系碩士，先后在美國多所大學(xué)任教，現(xiàn)為佐治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院教授、數(shù)字化建造實(shí)驗(yàn)室主任、ACADIA(美國計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)學(xué)會(huì))創(chuàng)始人與首任會(huì)長。他是CAAD發(fā)展史上具有重要地位的先驅(qū)人物，并從1974年起就開始從事BIM研究，出版了許多具有廣泛影響力的著作，因其做出的貢獻(xiàn)被業(yè)界譽(yù)為“BIM教父”。

TP75:TN249;TU17

A

1674-7461(2015)02-0061-04