Xây dựng sân bay luôn là một trong những loại hình dự án phức tạp nhất, đòi hỏi độ chính xác cao, sự phối hợp chặt chẽ giữa nhiều bộ môn và tiêu chuẩn an toàn khắt khe. Trong bối cảnh đó, BIM trở thành “chìa khóa” giúp các chủ đầu tư và đơn vị thiết kế kiểm soát mô hình, giảm rủi ro và tối ưu chi phí ngay từ giai đoạn đầu. Bài viết này sẽ phân tích những thách thức lớn khi áp dụng BIM cho sân bay, cách giải quyết, và lý do vì sao BIM mang lại giá trị vượt trội cho kiến trúc sư và toàn bộ dự án. Hãy cùng khám phá.
Thách thức trong thiết kế và xây dựng sân bay
Xây dựng sân bay hiện đại là một trong những dự án hạ tầng phức tạp nhất. Các sân bay không chỉ phải phục vụ hàng triệu hành khách mỗi năm mà còn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, an toàn và vận hành nghiêm ngặt. Một số thách thức chính bao gồm:
Quản lý dòng di chuyển hành khách
Một sân bay hiện đại thường có hàng chục khu vực khác nhau: quầy check-in, cổng an ninh, khu vực chờ, nhà ga, quầy ăn uống, và lối đi nối các khu vực này. Việc thiết kế và bố trí các khu vực này sao cho hành khách di chuyển thuận tiện, không bị ùn tắc là một thách thức lớn.
Lưu lượng hành khách thay đổi theo thời điểm trong ngày và mùa cao điểm, khiến việc dự đoán và quy hoạch trở nên khó khăn.
Nếu bố trí không hợp lý, hành khách sẽ gặp tắc nghẽn, làm giảm trải nghiệm và ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành sân bay.
An toàn và tuân thủ quy định
Sân bay phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt, bao gồm phòng cháy chữa cháy, các lối thoát hiểm, kiểm soát hành khách và bảo vệ kết cấu công trình.
Thiết kế cần cân bằng giữa khả năng vận hành bình thường và các tình huống khẩn cấp.
Việc không tuân thủ các quy định có thể dẫn đến rủi ro an toàn, đồng thời gây tốn kém nếu phải điều chỉnh thiết kế sau khi đã triển khai.
Quản lý rủi ro và lập kế hoạch thi công chính xác là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả dự án.
Tích hợp nhiều hệ thống khác nhau
Sân bay vận hành nhiều hệ thống phức tạp như cơ điện, MEP, an ninh, truyền thông và công nghệ thông tin, thường đến từ nhiều nhà cung cấp khác nhau.
Khi các hệ thống này không được tích hợp chặt chẽ, dữ liệu sẽ bị phân mảnh, gây khó khăn trong quản lý và ra quyết định.
Thiếu tích hợp còn dẫn đến lãng phí tài nguyên, chậm tiến độ xử lý vấn đề và tốn chi phí vận hành lâu dài.
Việc đảm bảo mọi hệ thống phối hợp đồng bộ từ thiết kế đến thi công là một thách thức lớn nhưng cần thiết để vận hành sân bay hiệu quả.
BIM hỗ trợ thiết kế sân bay như thế nào
Công nghệ BIM đang thay đổi cách thiết kế sân bay nhờ các công cụ mạnh mẽ, giúp giải quyết những phức tạp đặc thù của cơ sở hạ tầng hàng không. Các nhà quy hoạch và kỹ sư sân bay hiện nay có thể sử dụng nền tảng số hóa để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong toàn bộ quá trình thiết kế.
Quy hoạch không gian
BIM hỗ trợ tích hợp các ngành thiết kế khác nhau, giúp phối hợp không gian trong nhà ga sân bay một cách tối ưu.
Phương pháp này giảm xung đột và va chạm trong bố trí nhà ga, đồng thời tận dụng tối đa không gian có sẵn.
BIM cho phép lập bản đồ chính xác các hệ thống hạ tầng, bao gồm đường băng, nhà ga và các tiện ích phụ trợ, đảm bảo mọi yếu tố quan trọng đều được tính toán hợp lý.
Phối hợp giữa các ngành thiết kế
BIM tạo ra một nền tảng trung tâm, nơi kiến trúc sư, kỹ sư và nhà quy hoạch làm việc cùng nhau một cách tự nhiên.
Môi trường tích hợp này giúp các đội ngũ duy trì thiết kế tuân thủ tiêu chuẩn hàng không, đồng thời phối hợp mô hình giữa các ngành dễ dàng hơn.
Kiểm tra xung đột giữa các mô hình (interference checks) được thực hiện ngay từ giai đoạn thiết kế, giảm rủi ro thay đổi khi thi công.
Ví dụ: Trong một dự án nhà ga, đội ngũ sử dụng Autodesk Revit để mô hình hóa 3D BIM và kiểm tra va chạm sớm giữa các hệ thống. BIM Collaborate Pro được dùng để cải thiện giao tiếp giữa các nhóm trên cùng nền tảng, nâng cao hiệu quả phối hợp tổng thể.
Mô phỏng dòng hành khách
BIM cho phép mô phỏng luồng hành khách trong nhà ga, giúp xác định các điểm nghẽn tiềm năng.
Các mô phỏng này kiểm tra nhiều kịch bản, đặc biệt là trong thời gian cao điểm với lưu lượng hành khách lớn.
Kết quả mô phỏng giúp tối ưu hóa lối đi, quầy làm thủ tục, khu vực chờ và các tiện ích, nâng cao trải nghiệm hành khách.
Ví dụ: Một nghiên cứu tại nhà ga kết hợp mô phỏng hành khách với BIM để cải thiện luồng di chuyển. Chiều rộng nền đường được tính toán dựa trên dự báo lưu lượng chuyển hướng một chiều trong giờ cao điểm lên đến 12.000 người/giờ, minh chứng sức mạnh của BIM trong việc tối ưu hóa công suất và bố trí nhà ga.
BIM trong giai đoạn xây dựng sân bay
Ứng dụng BIM không chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết kế mà còn mở rộng sâu vào quá trình xây dựng, biến phương pháp thi công truyền thống thành thi công dựa trên mô hình số hóa. Thay vì dựa vào bản vẽ 2D, các đội ngũ xây dựng hiện nay có thể thực hiện dự án dựa trên mô hình 3D chi tiết, tạo nền tảng để đo lường và quản lý dự án với độ chính xác cao.
Lập tiến độ thi công 4D (4D Scheduling)
4D BIM bổ sung yếu tố thời gian vào mô hình xây dựng, kết nối từng thành phần công trình với các hoạt động cụ thể trên lịch trình thi công.
Ứng dụng:
Các nhóm dự án tạo ra mô phỏng hoạt hình theo thời gian, thể hiện trình tự thi công dự kiến.
Phương pháp này giúp phát hiện công việc thực hiện sai thứ tự và xác định sớm các vấn đề phối hợp giữa các đội thi công, từ đó tối ưu hóa lịch trình và trình tự thi công.
Kiểm soát chi phí 5D (5D Cost Control)
5D BIM phát triển từ 4D bằng cách thêm dữ liệu chi phí vào mô hình, giúp theo dõi ngân sách ngay lập tức trong suốt vòng đời dự án.
Ứng dụng:
Mỗi yếu tố thiết kế liên kết trực tiếp với thông tin chi phí, giúp các bên liên quan theo dõi tác động tài chính khi thiết kế thay đổi.
Mô hình tự động tính toán khối lượng và chi phí khi có sự thay đổi thiết kế, giảm thiểu đo lường thủ công và sai sót do con người.
BIM cho vận hành và bảo trì sân bay (Operations & Maintenance)
Công nghệ BIM vẫn mang lại giá trị lâu dài ngay cả sau khi dự án hoàn thành, trở thành hệ thống quản lý chi tiết hỗ trợ khái niệm sân bay thông minh.
Mô hình số hóa (Digital Twins) cho nhà ga và đường băng
Digital Twin tạo ra bản sao ảo của các tài sản sân bay, liên kết dữ liệu theo thời gian thực.
Ví dụ, Sân bay Schiphol (Amsterdam) kết nối 80.000 tài sản vào môi trường dữ liệu chung (CDE), bao gồm đường băng, máy móc và hệ thống chiếu sáng.
Hệ thống này giúp dự đoán nhu cầu bảo trì và nâng cao uy tín vận hành sân bay.
Sân bay San Francisco (SFO) sử dụng hệ thống không gian động kết hợp BIM và GIS, tối ưu bảo trì và nâng cao hiệu quả ứng phó khẩn cấp. Các mô hình ảo có thể điều chỉnh vận hành dựa trên lưu lượng hành khách và mở thêm làn kiểm soát khi cần thiết.
Quản lý vòng đời tài sản (Asset Lifecycle Management)
BIM trở thành trung tâm tri thức cho quản lý cơ sở hạ tầng, kết nối với cảm biến trên các tài sản để theo dõi hao mòn, kết cấu và hư hỏng.
Quản lý cơ sở hạ tầng có thể lập kế hoạch bảo trì đúng thời điểm, giảm chi phí và hạn chế thời gian ngưng hoạt động.
Ví dụ, Sân bay Ezhou (Trung Quốc) giảm 10% chi phí đầu tư dự án nhờ ứng dụng BIM trong quản lý tài sản.
BIM còn giúp phân tích mức tiêu thụ năng lượng của từng hệ thống, hỗ trợ các quyết định dựa trên dữ liệu để kéo dài tuổi thọ tài sản và tối ưu hóa hiệu quả vận hành, góp phần nâng cao hiệu quả năng lượng tổng thể của sân bay.
Kết luận
BIM không còn chỉ là công nghệ thiết kế mà đã trở thành trung tâm chiến lược của hạ tầng hàng không thông minh. Nhờ BIM, các sân bay ngày nay vận hành trong một hệ sinh thái số sống, nơi mọi cấu kiện, cảm biến và luồng hành khách đều được kết nối dữ liệu, giúp dự đoán và tối ưu hóa mọi khía cạnh từ xây dựng, bảo trì đến vận hành.
Hài Hòa tự hào cung cấp dịch vụ BIM chuyên sâu cho các dự án sân bay, từ thiết kế 3D chi tiết, lập tiến độ thi công 4D, quản lý chi phí 5D đến triển khai Digital Twin cho vận hành và bảo trì. Với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm, Hài Hòa hỗ trợ các sân bay:
- Tối ưu hóa luồng hành khách và trải nghiệm người dùng.
- Dự đoán và quản lý bảo trì tài sản chính xác, giảm chi phí vận hành.
- Hỗ trợ mở rộng và nâng cấp sân bay theo hướng bền vững, an toàn và hiệu quả.
Hãy để Hài Hòa đồng hành cùng sân bay của bạn trên hành trình chuyển đổi số, biến BIM từ công cụ thiết kế thành bước tiến chiến lược, mang lại sự chính xác, hiệu quả và bền vững cho mọi dự án hàng không.