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BIM视点|BIM技术在乌鲁木齐高铁站项目上的应用

2019-1-11 09:27| 查看: 72| 评论: 0|来自: 铁路BIM联盟

  新疆地域辽阔,交通问题是经济发展的一大瓶颈。通过50多年的建设,已初步形成以公路为基础、铁路为骨干、航空相配合的综合运输网络。
  新疆铁路交通便利快捷。省际铁路有:兰新铁路、库格铁路、新藏铁路;区内铁路有:南疆铁路、喀和铁路、和若铁路;国际铁路有:中亚铁路、中巴铁路。
  2014年11月16日,新疆高铁迎来首发之旅,新疆结束了没有高速铁路的历史。2016年8月12日,新疆最大的交通枢纽乌鲁木齐站正式投入使用。通高铁后,乌鲁木齐到兰州由16小时缩短至9小时。

  乌鲁木齐站是未来面向中亚、辐射全疆的核心战略枢纽。其建筑造型体现了“天山雪海,丝路明珠”的设计意象,以流线形的态势从大地升起,圆润光洁,宛如一颗美丽的明珠。基座与屋顶形态相呼应,共同构成开放包容的建筑形象。

  BIM技术应用
  乌鲁木齐站造型优美灵动,外立面由曲面组成,精确设计难度大;工程设计包含铁路线路、铁路信号等专业,协同配合难度大。
  项目整合AIM虚拟现实、参数化设计等BIM技术优势,构建全生命周期的BIM设计平台。基于BIM的三维施工图设计、建筑性能化分析及信息化施工建设管理等工作,提高了工程设计质量与品质。

乌鲁木齐高铁站BIM应用范围
  方案阶段
  1.AIM 数字规划设计技术:方案前期用Civil 3d从Google Earth中导出地形,利用地形处理功能进行三维设计及仿真处理,对场地高程进行模拟分析。设计论证阶段,充分利用AIM三维集合管理、实时虚拟城市技术,给决策提供数据及快速可视化支持。
  2.利用虚拟现实技术辅助规划决策:采用Lumion等虚拟现实软件进行逼真演示,供业主快速决策。设计人员在三维场景中可任意漫游,轻易发现设计缺陷,提高项目评估质量。
  3.复杂形体参数化设计:Autodesk Revit为BIM核心建模软件,方案阶段和初步设计以Rhinoceros和Grasshopper为精确建模基本手段,调整参数,控制建筑形体;利用全模型进行方案深化与推敲。

  施工图阶段
  1.全专业协同:搭建项目的BIM协同设计平台,实现从项目创建到模型建立、模型分析、模型优化、模型出图、图纸审核归档的全过程,建立一套完整的BIM协同设计体系。
  2.管线综合:运用Revit进行三维管线建模,并使用Navisworks快速查找所有碰撞点。调整管线,实现零碰撞。借用BIM三维可视化功能,展现各专业的安装顺序、施工方案及最终效果。
  3.精细化设计:基于BIM进行设计成果检查,极大提高设备岛的空间效率和设计的可实施性。在幕墙与金属屋面构造设计中,直接展现方案效果。
  4.工程算量:利用BIM的强大计算功能,在模型中统计设备器材用量,生成明细表,大幅提高施工管理质量。
  5.施工图出图:根据模型的调整实时更新,实现模型与图纸的联动。通过浏览结构模型,设计师更合理地布置建筑功能,塑造更优美的空间。
  性能化分析
  概念能耗分析:基于BIM进行绿色建筑分析,如日照分析、光环境分析、太阳辐射分析等,为绿色建筑规划咨询提供方案优化的数据支持,并为绿色建筑星级评价标识申报提供评估分析报告。
  利用项目中BIM系统的信息整合优势,对乌鲁木齐全年气候数据进行归纳分析和可视化解读,以此来指导建筑设计。

太阳辐射模拟
  自然采光分析与模拟:火车站室内大空间白天照明主要依赖于屋顶采光窗,如何既满足照度要求,又克服乌鲁木齐不利的自然气候条件是项目的难点之一。通过BIM分析软件获取最佳的天窗布置方式,并对设计进行验证,同时指导屋面采光材料的选择。

基于BIM自然采光分析与模拟
  结构动力弹塑性分析:BIM中心文件直接导入ABAQUS软件进行结构整体的大震动力弹塑性分析,通过应力分析确定相应的雨篷钢梁,协同建筑专业进行外形设计。

基于BIM的结构动力弹塑性分析
  空调荷载计算:在Revit建筑模型中设置暖通空调负荷计算的条件,生成暖通空调负荷的模型后将模型导出生成Gbxml格式文件,再导入鸿业负荷软件计算暖通空调负荷。
  CFD室内风环境模拟:采用三维模拟软件ANSYS,对候车大厅气流组织进行模拟比对,最终确定了候车大厅的送风方式和送风口的布置方式。

CFD模型模拟-CFD网格生成-CFD计算结果
  BIM理念越来越受到设计市场的重视,然而在实施与普及的过程中仍然存在诸多困难和挑战,乌鲁木齐站的BIM实践探索了一套完整而全面的应用模式。

参考文献:叶炜,程凯. 《BIM技术在乌鲁木齐高铁火车站设计中的应用》

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