BIM技術(shù)案例分享：BIM技術(shù)助力香港建造“故宮”城墻

故宮博物院在內(nèi)地以外的第一個(gè)故宮項(xiàng)目——香港故宮文化博物館主體工程已經(jīng)完成，內(nèi)部裝修工作正緊鑼密鼓地進(jìn)行，將于今年11月竣工。

香港故宮文化博物館項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)故宮文物在香港展示中國(guó)歷史和中華文化。博物館建筑是歷史與文化的載體，該類(lèi)型建筑有別于其他建筑，承載著以建筑設(shè)計(jì)詮釋歷史，傳承文化的特殊要求，這樣一座博物館是怎樣建成的?設(shè)計(jì)施工時(shí)有哪些新的考慮?

作為成功完成香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)客運(yùn)大樓、港珠澳大橋香港引橋等重大項(xiàng)目的中國(guó)建筑國(guó)際集團(tuán)有限公司承建了香港故宮文化博物館，承建方相關(guān)人員在接受澎湃新聞采訪時(shí)表示，這次施工是一次全新的挑戰(zhàn)。博物館整體外形借鑒中國(guó)傳統(tǒng)器物設(shè)計(jì)“上寬下聚，頂虛底實(shí)”的美學(xué)追求，呈現(xiàn)出方鼎造型，清水混凝土外墻與“素顏”狀態(tài)中，錘敲出富有年代感的肌理紋路，呈現(xiàn)出像城墻古樸厚重的底蘊(yùn)。

承建方相關(guān)人員近日對(duì)澎湃新聞介紹，在該項(xiàng)目的施工建設(shè)過(guò)程中，中國(guó)建筑國(guó)際抽調(diào)技術(shù)和管理骨干組成一流的項(xiàng)目班底;在全球范圍內(nèi)采購(gòu)優(yōu)質(zhì)的建筑材料;運(yùn)用巨型鋼混凝土斜柱和斜面大體積清水混凝土的高難度施工法;利用自主研發(fā)的智慧工地平臺(tái)系統(tǒng)賦能工程管理;應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維的全生命周期干預(yù)，確保工程質(zhì)量和施工效率。同時(shí)，鑒于項(xiàng)目的特殊地理位置以及博物館結(jié)構(gòu)要求，精心設(shè)計(jì)并高質(zhì)量完成防風(fēng)防震系統(tǒng)、機(jī)電及消防系統(tǒng)等，為故宮文物的保護(hù)創(chuàng)造重要的環(huán)境條件，在建設(shè)過(guò)程中，已經(jīng)獲得包含工程、安全 、環(huán)保等范圍的11項(xiàng)大獎(jiǎng)。

香港首座高傾角、大面積清水混凝土建筑，用現(xiàn)代手法表現(xiàn)故宮歷史感

中國(guó)建筑國(guó)際是中國(guó)建筑旗下駐港央企，從1979年起就開(kāi)始了在香港建筑市場(chǎng)的耕耘，此次設(shè)計(jì)建筑中，盡可能運(yùn)用全新的建筑科技成果。項(xiàng)目不僅將作為一系列故宮珍貴藝術(shù)藏品的重要承載，其建筑本身也是一座大型“藝術(shù)品”。

博物館整體外形借鑒中國(guó)傳統(tǒng)器物設(shè)計(jì)“上寬下聚，頂虛底實(shí)”的美學(xué)追求，呈現(xiàn)出方鼎造型。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)追求，項(xiàng)目大量采用高精度的懸臂倒掛結(jié)構(gòu)，形成斜度高達(dá)1:3的清水混凝土外墻。香港故宮文化博物館外墻清水混凝土總面積達(dá)11000平方米，這是香港第一座高傾角、大面積的傾斜清水混凝土外墻建筑結(jié)構(gòu)。

清水混凝土作為具有現(xiàn)代主義的建筑表現(xiàn)手法，因不加修飾，呈現(xiàn)混凝土的“素顏”狀態(tài)，很有表現(xiàn)力。中國(guó)建筑國(guó)際在此次項(xiàng)目中，并非單純展現(xiàn)建筑原始狀態(tài)，而是在澆筑之后，用人工錘敲出富有年代感的肌理紋路，呈現(xiàn)出像城墻一般原汁原味、古樸厚重的底蘊(yùn)。

與此同時(shí)，為貼合紫禁城琉璃瓦、紅墻等視覺(jué)元素設(shè)計(jì)，在外墻中還采用了飾面鋁板、玻璃幕墻、天然漸變鐵飾面板這三種形式的預(yù)制構(gòu)件，使得外墻流光溢彩。

為追求這種美感，需要付出很多努力。比如，在外墻部分共采用了4022件飾面鋁板，它們?cè)O(shè)計(jì)各不相同，每一層鋁板的曲面均由不同的圓柱體橫切面組成。為了縮小誤差，呈現(xiàn)最佳效果，工程團(tuán)隊(duì)對(duì)每一件鋁板的支架都進(jìn)行了尺寸微調(diào)。在這過(guò)程中，BIM技術(shù)輔助生成每個(gè)構(gòu)件的加工圖紙，大幅提高了出圖和生產(chǎn)的效率，節(jié)省時(shí)間、避免了誤差造成的返工。

BIM技術(shù)參與全程

為了提高效率， BIM技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程中的科技賦能，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工廠生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)施工，從方案模擬、進(jìn)度計(jì)劃模擬、施工檢驗(yàn)等，都實(shí)現(xiàn)了BIM模型出圖。

BIM即建筑信息模型，是用三維圖形來(lái)展示項(xiàng)目的整體情況。建筑的施工涉及到諸多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和無(wú)數(shù)圖紙，而其中某一項(xiàng)的細(xì)微修改都有可能牽一發(fā)而動(dòng)全身。中國(guó)建筑國(guó)際在該項(xiàng)目中全程使用BIM技術(shù)輔助之后，任何一項(xiàng)數(shù)據(jù)、工序的改動(dòng)，施工人員都可以一目了然。

承建方介紹，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，三維實(shí)景模型和三維點(diǎn)云模型精準(zhǔn)匹配檢測(cè)安裝質(zhì)量，通過(guò)量化檢測(cè)檢查安裝誤差，測(cè)量結(jié)果均達(dá)到了團(tuán)隊(duì)規(guī)定的“3mm誤差以內(nèi)”這一現(xiàn)場(chǎng)施工精度標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高了施工質(zhì)量與效率。

建設(shè)團(tuán)隊(duì)在此次項(xiàng)目中還運(yùn)用了最新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨時(shí)檢測(cè)項(xiàng)目安全環(huán)保情況，從而強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理;應(yīng)用光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)控重要結(jié)構(gòu)安全情況;3D激光掃描系統(tǒng)則用來(lái)形成完整完工模型，檢查結(jié)構(gòu)缺陷; AI人工智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也貫穿整個(gè)施工過(guò)程，及時(shí)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)的不規(guī)范行為，確保施工人員安全和項(xiàng)目的順利進(jìn)行，同時(shí)還有智能化的火災(zāi)預(yù)警，做到防患于未然。

強(qiáng)化抗風(fēng)、消防、機(jī)電系統(tǒng)

博物館選址在西九文化區(qū)西部海濱，三面環(huán)海，其地理位置的特殊性，使得該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初便考慮了對(duì)于臺(tái)風(fēng)的防范：在原基礎(chǔ)上放大2.8倍進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算可抵抗高達(dá)273km/h風(fēng)速，對(duì)應(yīng)蒲福風(fēng)級(jí)表中的17級(jí)，即現(xiàn)有最高的風(fēng)速級(jí)別;在外墻及室內(nèi)墻身中更是運(yùn)用GRC材料(玻璃纖維增強(qiáng)混凝土)，在減輕重量的同時(shí)，使得外墻抗拉、抗壓強(qiáng)度大幅提高。

由于博物館內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，消防、展覽、安保方面要求有一套復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)予以保障，包括樓梯增壓系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)排煙系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)保安系統(tǒng)、紅外入侵報(bào)警系統(tǒng)、中央電池照明系統(tǒng)等等。例如在消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，建設(shè)團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)目中采用了預(yù)動(dòng)式花灑灑水系統(tǒng)、Novec 1230潔凈氣體滅火系統(tǒng)、遠(yuǎn)射程花灑灑水系統(tǒng)三套不同的消防系統(tǒng)協(xié)同工作，一旦發(fā)生火災(zāi)，可以在及時(shí)滅火的同時(shí)保證博物館內(nèi)設(shè)施和文物不受破壞。

同時(shí)，文物和展品的保存對(duì)環(huán)境的濕度、溫度要求極高，而在博物館這樣大而分散的空間中，想要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制十分困難。為此，團(tuán)隊(duì)對(duì)超過(guò)8000個(gè)閥門(mén)、1224個(gè)風(fēng)嘴進(jìn)行調(diào)校，最終實(shí)現(xiàn)館內(nèi)空調(diào)溫度控制精度在+-2℃，濕度控制精度在+-5%相對(duì)濕度，保障未來(lái)在館內(nèi)的文物與展品都能在最適宜的恒溫恒濕環(huán)境中保存。

此外，建設(shè)團(tuán)隊(duì)還充分考慮了來(lái)訪觀眾的觀展體驗(yàn)。為降低密布在展廳天花板上的機(jī)電管線及空調(diào)設(shè)備帶來(lái)的噪音，團(tuán)隊(duì)梳理了每一條風(fēng)管的排布，并在每一根吊頂絲桿上加裝了避震彈弓，而且管線穿過(guò)墻上的每條縫隙都用石膏板封閉。最終，整個(gè)香港故宮文化博物館的展覽廳噪音要求都達(dá)到了NC30的標(biāo)準(zhǔn)，讓觀眾可以靜下心來(lái)鑒賞展品。

據(jù)了解，香港故宮文化博物館內(nèi)部裝修工程也即將全部完工，預(yù)計(jì)今年11月即可全面竣工交付。這一新興地標(biāo)將承載著對(duì)中國(guó)歷史文化的傳承與守望，屹立在維港海岸。

BIM模型在施工過(guò)程中的應(yīng)用可全面提升工程造價(jià)行業(yè)效率與信息化管理水平，優(yōu)化管理流程，高效率、高精準(zhǔn)度的完成工程量計(jì)算工作。以上內(nèi)容就是“BIM技術(shù)案例分享：BIM技術(shù)助力香港建造‘故宮’城墻”，更多BIM熱點(diǎn)資訊/教程分享歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)“BIM實(shí)訓(xùn)”，也可點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載領(lǐng)取精品學(xué)習(xí)資料。