Förstklassig konstruktion: Hur BIM-data förde Helsingfors flygplats in i framtiden
När Finlands flygmyndighet investerade i att förnya huvudstadens flygplats satte BIM-data kursen för varje aspekt av projektet. Det är ett exempel på 3D-baserat samarbete för den globala byggbranschen att följa.
Helsingfors flygplats betraktas som en av Europas finaste
Efter invigningen 1952 har flygplatsen vunnit dussintals utmärkelser genom åren för sin design, passagerarupplevelse och renlighet. Cirka 350 dagliga avgångar förbinder Helsingfors med världen, med flygningar till över 130 destinationer i Europa, Asien, Nordamerika och Mellanöstern. Helsingfors flygplats är också basen för Finnair, Finlands flaggbärande flygbolag.
Flygplatsens passagerarnummer berättar en tydlig historia om dess popularitet. År 2009 passerade cirka 12,6 miljoner resenärer genom Helsingfors flygplats. Ett decennium senare hade antalet ökat till nästan 22 miljoner. Denna ökade trafik har drivits av Helsingfors positionering som Nordeuropas ledande transferhubb, främst för flygningar till och från Asien.
För att möta denna ökade efterfrågan bland både passagerare och flygbolagskunder - utan att kompromissa med flygplatsens rykte för kvalitet - har Finlands nationella flygplatsbolag Finavia implementerat ett investeringsprogram på en miljard euro sedan 2013. Detta inkluderade ett djärvt beslut att införa ett 'one-roof concept' som expanderar och centraliserar alla flygplatsens verksamheter i en enda terminal. Studier visade att detta var det bästa sättet att säkerställa smidig resa och effektiv tillgång till tjänster.
Förutom att öka flygplatsens yta med 103 000 m2 (+45%) har Finavia också utökat flygsidan med 450 000 m2 och byggt 16 nya parkeringsplatser för bredare flygplan. Flygplatsens parkeringskapacitet har också utökats.
3D-data från början till slut
Utbyggnaden av terminalen som en del av investeringsprogrammet påbörjades 2017, med Building Information Modeling (BIM) i hjärtat av det fyra år långa projektet.
Arbetet övervakades av en konsortium av partners som kallades T2 Alliance, bestående av Finavia Corporation, utvecklaren SRV Rakennus, ingenjörsrådgivaren Ramboll och arkitekturföretagen ALA Architects och HKP Architects.
Finavia är en pionjär inom användningen av BIM och har arbetat med 3D-modeller sedan 2007. Som utvecklare och fastighetsägare använder Finavia BIM-data både för ändringar och daglig facilitetshantering. Tack vare detta hade T2 Alliance ett antal högkvalitativa BIM (byggnadsinformationsmodeller) tillgängliga i början av projektet för att komma igång med arbetet.
Finavia Design Manager Kari Ristolainen förklarar hur 3D-tekniken spelade en grundläggande roll genom hela flygplatsens expansion:
"Detta var ett storskaligt och komplext projekt. Byggandet ägde rum medan flygplatsen fortfarande var i bruk, så vi var tvungna att säkerställa funktionaliteten och säkerheten på platsen hela tiden. Arkitekturen är också mycket krävande, med många gränssnitt till den gamla terminalen och olika däckstrukturer," säger Ristolainen.
"Att genomföra ett projekt av denna komplexitet utan BIM skulle ha varit mycket svårt. Teamet började arbeta med 3D-modeller vid budgetering, och vi fortsatte att använda dem för alla aspekter av projektet: schemaläggning, konstruktion, kommunikation, kvalitetssäkring och mer," säger han.
Upp till 200 designers från åtta organisationer skapade över 400 digitala modeller under projektets gång, med Tekla Structures som en av de främsta verktygen för detta arbete. Källdata för de initiala modellerna kom från laserskanningar, med geometrin hos påverkade befintliga strukturer modellerade från analys av punktmoln.
Teamet skapade också en huvudmodell som kombinerade 3D-data från alla olika områden under konstruktion. Den användes för att identifiera eventuella konflikter, liksom för att planera leveranser så att de skulle orsaka minimal störning för den arbetsamma flygplatsen. Modelldata användes även för att skapa en instruktionsvideo som visade transportrutter och leveransplatser. Detta arbete koordinerades av BIM-specialisten Gravicon.
Leverantörer använde också data från 3D-modellerna för att tillverka betong-, trä- och ståldetaljer, inklusive en 2 300-ton stålram för att stödja den 6 000 m2 stora träentrén och taket. Ventilationskammare, fasader och aluminiumelement var bland de många komponenterna som modellerades i 3D.
Tillgängligt, säkert och hållbart
Trimble Connect och Tekla Model Sharing användes för veckovisa uppdaterings- och feedbacksessioner för att hålla alla på samma sida. BIM-modeller visualiserade framstegen i design, tillverkning och arbete på plats. Platsgjutna och prefabricerade förstärkningar, takstolar av stål och grundpålar syntes alla i modellen.
Teamet tillskriver denna öppna strategi som avgörande för framgången med att hålla arbetet under utsatt tidsram.
"BIM-baserat samarbete genom hela projektet har varit vår mest avgörande framgångsfaktor," säger Ristolainen. "Visualiseringarna som producerades av modellerna användes i nästan alla möten med intressenter, vilket hjälpte oss att engagera olika projektaktörer och beslutsfattare i byggprocessen."
Eftersom en stor del av arbetet ägde rum under Covid-19-restriktioner använde teamet 3D-modellerna för att skapa 'virtuella safariresor' för framtida butikshyresgäster, anställda och andra intressenter. Deras feedback inkluderades i upprepad designprocess, så att tillgängligheten, säkerheten och den övergripande användarupplevelsen av den nya terminalen kunde optimeras för alla.
BIM-simuleringar användes för att experimentera med olika bredder för att leda passagerare genom olika delar av flygplatsen. 3D-modellerna hjälpte till att planera brandutvägar och rätt vinklar för säkerhetskameror. Solreflektioner modellerades också, vilket resulterade i att gardiner lades till på vissa ställen och vissa arbetsstationer flyttades.
Tack vare Finavias långsiktiga hållbarhetsarbete har Helsingfors flygplats varit koldioxidneutral sedan 2017. Finavias nästa mål är att uppnå nettonoll koldioxidutsläpp i alla sina flygplatsverksamheter, där BIM spelar en central roll.
Den nya terminalen är 30% mer energieffektiv än vad reglerna kräver. Nyckeln till detta är installationen av över 2 000 solpaneler på taket av den nya terminalen. Deras optimala placering och potentiella energiutbyte beräknades genom BIM-simulationer som ritade solens bana. Detta arbete var avgörande för att terminalutbyggnaden skulle tilldelas den internationella BREEAM-certifieringen för hållbarhet.
"Tack vare det BIM-baserade tillvägagångssättet hade alla inblandade parter en utmärkt förståelse för varje aspekt av projektet," säger Ristolainen. "Vi uppnådde våra mål och visade att för framtida projekt kommer BIM fortsätta vara ett avgörande verktyg för projektgenomförande."
"I dag är användningen av BIM i planering och byggande nödvändig så att alla beslutsfattare, designområden, byggare och intressenter har samma förståelse för vad vi bygger tillsammans," säger han.