揭秘：你不知道的世界盃場館

BIM和物聯網

今天，我們將迎來本屆世界盃的決賽！在這個令人興奮的日子，讓我們一邊等待這最後一場比賽的到來，一邊和大家揭秘：部分場館的建造過程中如何使用了BIM技術。

世界盃足球賽是為數不多能夠打破語言、信仰和民族障礙的全球性活動之一。我們不再被自然和文化的界限所分離，紛紛選擇擁抱語言、信仰和民族的多樣性。

根據2014年國際足聯的世界盃數據，可能有超過30億的觀眾將通過移動設備、電視和收音機關注世界盃。而今年的世界盃期間，有32個國家的球員們齊聚俄羅斯，共計64場比賽在11個城市的12個場館中舉行。

在籌備過程中，俄羅斯花費3525億盧布預算實施聯邦計劃「運輸基礎設施的建設與改造」。換算成美元相當於超過56億美元。2018年世界盃比賽在12個體育場舉行。其中包括專為世界盃建造的新場館，以及需要重新設計以符合國際足聯要求的舊場館。

今天我們就和大家分享：這些場館的設計和建造背後，有哪些鮮為人知的小秘密。

Sodis Lab公司：用於操作和安全控制的BIM模型和物聯網感測器

該公司為體育場配備了結構監控系統。他們創建了可實時控制物體技術狀態的感測器網路以及可操控已安裝設備的軟體——基本上可以看作建築的物聯網系統。早些時候，這些系統是為了索契奧林匹克體育場而創建的，後來又推廣到了2018年世界盃的體育場館。Sodis Lab為莫斯科（本屆世界盃中心場館：Luzhniki體育場工程系統）、葉卡捷琳堡、薩蘭斯克、薩馬拉、下諾夫哥羅德、加里寧格勒和索契的7個體育場創建了BIM模型。

要創建控制系統，首先需要收集可用的操作信息、現有三維模型或圖紙。而模型中需要添加有關工程系統和建築結構的信息。在施工階段，還需要放置感測器——加速計、測斜儀和大地測量感測器，用於控制結構的絕對坐標。所有數據都集成到基於歐特克軟體的BIM模型中。管理階段開始時，將把這些設備中的數據發送到同一BIM模型中並進行分析。

「這就和人體一樣：我們能感覺到自己生病了。感測器能讓建築『感覺到』自己『生病了』。在這種情況下，感測器會開啟紅色信號，工作站的操作員便會知道出問題了，需要『打電話給醫生』，實際上就是各種加速計、壓力和變形感測器、傾斜和溫度感測器。它們可以檢測出一切問題，甚至是微小的變化。使用特定的決策演算法可以檢測承重結構的變形狀況。該演算法基於某些受控參數的比較，而這些參數由建築結構操作的數學建模結果確定。」Sodis Lab首席執行官Andrey Shakhramanyan這樣解釋。

OTKRITIE競技場和AECOM公司：第三次才通過國家審查，預算緊張且時間緊迫

2009年，AECOM公司被任命負責莫斯科Spartak體育場（現稱為Otkritie競技場）的概念和設計。在AECOM給出方案之前，體育場已經有另外兩個設計方案，但由於一些技術問題以及不符合消防安全標準，這兩個方案在國家審查階段便被否決了。因此，AECOM需要提出一種新的設計方法，在保證預算的同時解決這些問題。

按照最初的計劃，體育場必須能夠容納35000人。然而，當俄羅斯贏得2018年世界盃舉辦權時，根據國際足聯的要求，這一數字增加到42000。「這不是問題，因為我們在概念設計中增加了7000個臨時座位，」AECOM俄羅斯公司經理Abu Fadel Raymond解釋道，「當任務改變時，我們只需要把這些座位變成固定座位就行了。」

體育場使用歐特克Revit軟體中的BIM進行設計，確保通過國家審查並符合預算。AECOM自2002年起開始使用Revit，至今已積累了豐富的BIM設計經驗，並建立了所有必要的聯繫。「理解BIM和Revit之間的區別非常重要，」Raymond表示，「BIM不是軟體，是需要管理的數據流。而Revit是處理這些信息的關鍵工具之一。」

採用BIM不僅可以確保通過國家審查，還可以節省約20%的時間。BIM模型與施工進度的協同保證了項目進度，確保每項任務按時完成。一個項目階段完成後才會開始下一個階段，例如，只有在批准建築和結構後才會開始設計工程系統。

設計階段花了不到一年的時間，而深化設計文檔開發花了一年半的時間。「這兩個階段又分為兩個部分——零周期和建築框架，」Raymond表示，「零周期通過審查後，我們開始編寫深化設計文檔，並準備檢查建築。深化設計文檔的開發分階段進行，因此我們根據客戶（項目所有者）的變化和要求開展工作，一年半隻是一個大致的時間。例如，由於體育場名稱的變化，我們需要相應地改變建築物的外立面材料，這給我們帶來了額外的工作量。」

PI Arena公司：6個體育場，其中3個使用了BIM

Arena Project Institute負責以下6個城市的2018世界盃的體育場：薩馬拉、伏爾加格勒、葉卡捷琳堡、索契、下諾夫哥羅德和聖彼得堡。其中3個（葉卡捷琳堡、薩馬拉和伏爾加格勒）使用了BIM。這使公司能夠在早期發現並消除衝突，減少所花費的時間，並自動計算材料的體積。

相較於其他項目，葉卡捷琳堡中央體育場是使用新技術的有趣案例。這座體育場是斯大林新古典主義的建築「紀念碑」。對它的改造需要保留其歷史悠久的外觀。因此，新建築的外立面是在舊體育場的內部建造的。外立面含有穿孔金屬板，需要最為精確的設計。這也要歸功於BIM。

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