BIM 技术在国内大型机场航站楼项目的应用研究

1BIM 技术应用需求

大型航站楼项目对 BIM 技术的需求集中在三方面：一是设计协同需求，需解决多专业碰撞、空间优化问题，避免后期返工；二是施工管控需求，需通过模拟与协同，提升多单位施工效率，保障工期与质量；三是运维智能需求，需整合设施数据，实现故障快速响应与高效管理。

2BIM 技术在国内大型机场航站楼项目的应用

2.1 多专业协同设计与碰撞检测

协同平台搭建：基于 BIM 协同平台（如 Bentley Project Wise、AutodeskBIM360），整合建筑、结构、机电等专业设计模型，实现各专业设计师实时同步修改、数据共享，避免“信息孤岛”。例如，北京大兴机场航站楼项目通过协同平台，20余家设计单位实时协同，设计效率提升 40% 。碰撞检测与优化：利用 Navisworks 等软件进行全专业碰撞检测，包括硬碰撞（如管道与钢结构冲突）、软碰撞（如管线间距不足）、间隙碰撞（如设备检修空间不够）。广州白云机场 T2 航站楼设计阶段，通过 BIM 检测出管线碰撞问题 682 处，优化后现场返工率降低 85% ；针对吊顶内管线密集区域，采用“管线综合优化”技术，重新排布管线走向，节省吊顶空间约 0.5m ，提升旅客通行舒适度。

2.2 性能模拟与方案优化

能耗与室内环境模拟：通过 EnergyPlus、Phoenics 等软件对BIM 模型进行能耗模拟与室内环境模拟： ① 能耗模拟，分析不同空调系统（如集中式空调、变风量空调）的能耗差异，优化系统选型，北京大兴国际机场通过模拟选择变风量空调系统，年能耗降低15% ； ② 室内环境模拟，模拟航站楼内的温度、湿度、气流组织，确保公共区域温度控制在 24-26°C ，相对湿度 40%-60% ，气流速度⩽0.3m/s ，提升旅客舒适度。大跨度结构性能模拟：对航站楼大跨度屋顶、钢结构等关键部位，通过 ABAQUS、ANSYS 等软件进行结构力学模拟，分析荷载（自重、风雪荷载、地震荷载）作用下的应力与变形，优化结构设计。例如，深圳宝安机场 T4 航站楼大跨度网架结构通过 BIM+ 有限元分析，减少钢材用量 10% ，节约成本600 万元。人流疏散模拟：通过 Pathfinder 软件将 BIM 模型与人流数据结合，模拟正常运营与紧急疏散（如火灾、地震）时的人流运动轨迹，优化疏散通道宽度与疏散指示标识布局。

2.3 基于 BIM 的钢结构深化

构建高精度 Tekla 三维信息模型，对钢结构焊缝、螺栓连接、异型节点等关键部位进行参数化建模，同步完成预留孔洞、预埋件等细部构造的深化设计，并输出涵盖平立面布置图、节点大样图、安装定位图及专业协调分析报告的全套技术文件。依托 BIM 模型开展多专业碰撞检测，精准识别并消除潜在冲突。在构件加工阶段，通过模型智能拆分实现材料优化套裁，基于虚拟预拼装技术进行加工工艺模拟，实现对现场安装定位指导，显著提升施工精度与效率。

2.4BIM 技术的深度应用

在机场航站楼建筑前期规划和设计阶段 ,BIM 技术占据着至关重要的核心地位。由于机场航站楼工程规模大 , 结构复杂 , 各子项目间的协作要求非常高。本文旨在突破传统二维平面图的局限 , 实现建筑、结构、机电、暖通等多个专业的协同设计。例如 , 某超大型国际机场建设前期 , 设计人员利用 BIM 技术构建了覆盖机场全区域的三维模型, 模拟航站楼机电设备和管路的布置, 提前发现了300多个冲突点 , 并及时进行了调整优化 , 从而避免因管道碰撞而造成的拆除、改装等工作。这一举措直接使工期缩短约 20% , 同时节约了材料以及人工费用超过百万元。在施工阶段 , 基于 BIM 的 4D 施工仿真模型 , 可实现施工全过程的动态展示。在 4D 仿真中 , 施工人员能清楚地掌握每一道工序的顺序、时间节点和不同工种间的交叉工作安排 , 从而对人力、物力和设备资源进行合理配置。以机场航站楼混凝土浇筑工程为例 , 利用 BIM 模型对各个区域的混凝土用量进行准确计算 , 误差可控制在 1% 内 , 有效避免了因采购过多而造成的浪费和因材料短缺而造成的施工中断。

2.5 基于BIM 的智慧建造平台

项目参建单位包括业主、设计、总包、分包在内的60 余家单位，通过统一的 BIM 标准，应用 BIM 智慧建造平台实现多单位实时协作，打破时空限制，使机场各参与单位通过云端平台协作，大幅度提升项目协同效率。BIM 平台通过轻量化技术，构建了“云端 + 移动端”的协同工作体系，完成 1100 余项设计问题智能识别与闭环整改，其中精准定位管线碰撞问题 637 处、标高冲突 283 项、净高不足 180 个等设计问题，正式出图前设计问题全部修改完成。实现施工过程中多单位工作协同。项目施工阶段基于智慧建造平台实现安全、质量、进度的全面管理。通过智能门禁 + 人员定位，实现作业人员精准管控，基坑监测 + 塔机防撞构建设备安全智能屏障，烟感预警 + 电子围界形成环境风险立体防控。依托BIM 技术的构件精准定位能力，结合“一桩一档”可追溯体系、智能标养室数据化管理及结构健康实时监测系统，构建了覆盖施工过程的数字化质量安全防控网络，实现了质量隐患从发现、定位到整改的全流程智能化管控。根据 BIM 模型的 4D 进度模拟分析数据，在施工过程中实时采集进度信息并与 BIM 模型进行比对，提前生成优化方案，实现进度偏差的响应与调整，使工期管控实现可视化分析调整。

2.6 故障诊断与应急响应

故障快速定位：当设施出现故障，运维人员通过移动端 APP查看 BIM 模型，快速定位故障位置，调取维修方案（如电梯故障代码对应的维修步骤）。北京大兴机场通过 BIM 故障定位，故障响应时间从 2 小时缩短至 40 分钟，旅客投诉率降低 60% 。应急模拟与处置：利用 BIM 模型模拟应急场景（如火灾、设备故障导致的航班延误），制定应急处置流程（如疏散路线、备用设备启用）；发生应急事件时，BIM 平台实时显示现场情况（如火灾位置、人员分布），辅助指挥决策。深圳宝安机场 T3 航站楼通过应急模拟，火灾应急处置时间缩短 30% 。

2.7BIM 运维模型构建

将施工阶段的BIM 模型整合竣工资料（如设备参数、保修期限、维护手册），形成运维模型；为设施（如电梯、空调机组、灯具）赋予唯一 ID，关联至 BIM 模型，实现“点击模型查信息”。上海浦东机场T2 航站楼通过BIM 运维模型，设施信息查询时间从30 分钟缩短至 5 分钟，设备保修到期自动提醒，避免漏保。将 BIM 模型与物联网传感器（如电表、水表、温湿度传感器）连接，实时采集设施能耗数据与室内环境参数；通过 BIM 平台分析能耗异常（如某区域空调能耗突增），优化运行策略（如调整空调温度设定）。

结语

综上所述，BIM 技术在国内大型机场航站楼项目的设计、施工、运维阶段均展现出显著优势，可有效解决协同难、管控粗放等问题，提升项目全生命周期效益。未来，随着技术发展，BIM 技术将向“ BIM+GIS+ 物联网 +AI”融合方向发展。相信通过技术创新与标准完善，BIM 技术将在国内大型机场航站楼项目中发挥更大作用，推动我国机场建设向更高质量、更智慧化方向发展。

参考文献

[1] 周吉林 , 朱词恩 , 苏前广 , 等 .BIM+AR&MR 技术在建筑工程施工中的应用 [J]. 广东土木与建筑 ,2019,26(07):63-67.

[2] 郑琦 , 邹进贵 , 翟若明 . 基于视觉 SLAM 移动扫描系统的BIM 建模技术 [J]. 测绘通报 ,2021(S2):5-8.