迪拜新地标 · “未来博物馆”的BIM应用

迪拜新地标 · “未来博物馆”的BIM应用
2022年09月19日 17:20 大象云科技

【大象云 · 寄语】

晚霞鲜红,天际深蓝浓紫,从迪拜“未来博物馆”之眼的光泄玲珑间,暮霭沉沉中的未来建筑物离不开建筑人的付出奉献。

建筑人,这一职业拥有着让人惊人的气量和耐心,承受着项目反复中的繁杂和困厄。经济高速发展的快速交付要求和今时今日精细作业的新理念,气量和耐心的背后是生活的无奈和效能的取舍,无关立场和顽滞,只相乎于一种新平衡的建立。

新平衡的确立,或有标准规范的实行,或有BIM协同的串联,或有新兴技术的支持。综合的因素交织追寻共同的愿景,且从已经全面推行BIM标准规范的阿联酋迪拜,在“未来博物馆”新地标的建设过程中,看看BIM应用的具体落地经验。

【一次做对 · 重在早期】

迪拜未来博物馆,Museum of the Future,城市市中心以西的门户地段,是迪拜推行ISO 19650和PAS 1192等标准规范的经典BIM项目之一。需要留意的是,由于PAS 1192在2018年启动了向ISO 19650分阶段、分版本升级的进程,在某些项目中其规范可能互相交织。

从理念设计至多业协同,从平台搭建到施工交付,决策的制定侧重于早期的全面考量,强调“第一次便做对的事情”。而考量的标准,在建筑业如此复杂的业务逻辑、参与方如此众多的背景下,单专业、少角度的问题思考就显得有些鞭长莫及,而多专业、全局性的情境剖析虽令人向往,但立场的不同往往导致沟通的歧义和交流的错位,需要一个超然的角色予以领导、定义、澄清并一针到底的实行。

业主领导下的BIM标准规范,在项目之初便与多方明确规矩,打破彼此的臆测和表达的歧义,往往让项目得到实质的锚定,各方都有据可依。这种标准规范,明确对项目相关团队的角色职责予以界定,要求相关的设计理念需要施工方的前期旁听以提出可行性意见,而施工方的技术能力也需要根据设计方案予以准备,以便实现既定的项目目标。而相互之间的文件共享、信息交流、数据交换则需要按照明确的命名要求,在不同的阶段和状态中都需要予以标签性的注明存档,以便在后续的不同阶段中根据需求用以查溯。

在具体的BIM协同中,多专业的数据及信息共享到CDE统一平台上,从而对特定的任务目标进行综合研判。例如对于未来博物馆“循环椭圆体”的设计理念,其上还附着墨黑勾勒的遒劲阿拉伯文字书法,其象征了天与地之间人类对于自然的敬畏和对未来的企求,而其建筑体内部构造、外部周边空间维度的大片“留白”处理,代表了全域格局的自由延展,象征着未来的不确定性中蕴含着探索、发明、创新的可能,而这也是迪拜政府希望借助博物馆向世界展示的民族态度。

宣言性的象征意义,美学意义仍需要基础功能予以支撑,而转译专业需求的表达,便是高通视性水平的确立,以让建筑物远处便自成风景、让过往人流瞬间识别其存在特征。形象与周边,建筑与环境,阻碍其高通视性的障碍便是近旁地铁高架线路,其如同刀锋横切其整体轮廓。

地处交通要道而叠加博物馆的公共属性,人流的纷至沓来观览也衍生出人口流程、汽车停放、交通疏导等社会系统问题,因此如何在实现高通视性的同时对车水人龙压力进行有效地处理,便成为了建筑物能够真正服务本地民生、彰显民族态度的重要保障条件。

解决方案之一,也是今时今日我们所看到的最终成就,便是以“绿山坡”托起椭圆主体,以高出交通高架环线的调整而增设下方基座空间,将其设计为停车场、基础设备设施安放等保障场所。建筑物的抬升,基础设施的安放,涉及到建筑、结构、暖通、机电等多专业的协同。通过遵循“Work in Progress – Share – Publish - Archive”的CDE文件协作流程,以命名标签为“镇纸”而实现多专业对于新方案的快速响应同时,相关的信息数据能够得到准确归档归类。

【施工联动 · 方案通行】

设计联动完善了“蓝图”的框架,而具体的可行仍需一线人员的意见。以设计团队对应需求而调整设计的同时,施工团队的意见也经由BIM协同团队在前期方案中予以充分的考量。

例如,通过自创建信息分析模型及插件工具,BIM协同团队综合设计、施工方面人员,对结构应力、工程路径、碰撞分析等多个方面进行统一的量化评估,并基于不同的方案场景对应不同的施工方案,从而获得材料用量、成本核算、工效周期等客观量化参考,从而反馈至设计团队予以方案最优化的调整。

未来博物馆的最大施工难度,来自于其特殊的全曲面结构,其全部由钢结构外骨骼支撑,内部保留中空结构以对应“留白探索未来”的理念宣言。建筑物从下至上总分9层,每层层高7米,对应未来教育、智慧交通、民众健康、数孪城市等不同理念。

施工作业的难度痛点,一方面来源于钢结构长短不一,具体安装工艺要求不同,另一方面则是由于实际作业空间有限,需警惕对周围其他构件的潜在碰撞风险。非传统的建筑形态带来的力学分布的挑战,让施工过程充满高度的不确定性,而这种不确定性更需要在前期的结构、建筑设计中予以验明,从而优化相关的细节来支持施工的可行性。

通过建筑物施工过程计划中不同时间节点、空间位置、安装角度等多视角碰撞分析、沙盘演练、区域净高分析等手段,施工团队得以充分理解不同长度钢柱体的起重配置、不同位置连接点的联结顺序、不同阶段建筑体的应力风险,并提出施工角度的整改意见至设计团队,例如改进钢架连接节点的工艺构造,同步钢结构配件生产厂家以调整生产流程。

在具体的施工过程中,通过3D激光扫描以获得项目全域、局部细节的点云模型,施工团队可以快速实现工程进度的交叉验证。通过全域点云模型与三维模型实时记录状态的对比,以施工模拟的方案呈现作为参照,可以反推具体实践中的影响因素,并就影响事件提出对应方法及手段。同时,局部点云模型可针对某些关键的构件予以可视化的呈现,以确保相关的生产构件按照设计方案予以交付,及时提醒相应的制造商处理可能存在的细节工艺问题。

在快速验证工程进度、监控整体施工状态的同时,全域点云模型也可以阶段性资料输出至BIM协同团队,由其统一日级向业主等多方汇报项目状态。而在BIM模型中,不同颜色标清的构件可更加清晰地表示建筑物情况,例如未来博物馆项目中构件绿色代表完成施工并通过质检,浅蓝色表示构件运输途中、尚未安装。通过点云模型、BIM模型等相关信息的综合显示,从而提供更加综合全面的信息图谱给业主,以保持相关信息渠道的意见畅通。

而对于业主及相关运营团队,设计施工的进行不代表漫长的等待,通过CDE统一数据平台,即时更新的模型、文件、信息提供了其未来运营状态的佐证,对于相关功能区域的划分,即将施行的展览项目、特殊情况处置办法等,都可以基于BIM模型予以人流模拟、展品光照设计、能耗分析、消防及逃生预案模拟等综合评判。

【大象云 · 结语】

CDE的存在,是项目标准规范的落地形式,其提供的不仅仅是一个共享的平台,更是一种相互沟通无碍、认知校准统一的有效办法,而其落地执行与业主的态度息息相关,而这也是PAS 1192到ISO 19650升级过程中一致强调的关键理念。

BIM于我国的发展,其既是时代的需要,但也伴随着实践过程中的无奈。一方面粗放式的发展要求精细化的手段来透明信息壁垒,但另一方面协同中的信息不畅、角度错位、歧义误会更大幅度地增加了无谓的工作压力,而或许改变的方面之一,便是业主作为项目话语权的拥有者,为众人定义“标准规范”的参考系。

从“甩图板”到“正向设计”,事情就在循范与破范中交相递进。

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