大埃及博物馆，历史与21世纪软件建模的相遇

• 建造开罗的大埃及博物馆意味着要面对安全放置无价文物的复杂挑战。
• 激光扫描和3D建模被用于记录博物馆估计的10万件文物，这些文物追溯了从史前到希腊罗马时期的埃及文明。
• 实现复杂、环保的建筑设计是利用BIM协调150多家分包商和5000多名现场工人完成的壮举。

2018年1月，人们聚集在埃及吉萨，观看重达83吨、高30英尺的拉美西斯二世花岗岩雕像被放在两张拖车床上，从一座临时建筑运往新大埃及博物馆(Grand Egyptian Museum)高耸的中庭。该博物馆将于2023年开放，在已故埃及总统胡斯尼·穆巴拉克为其奠基20多年后。

这尊有3200年历史的法老雕像被认为是古埃及最强大的法老之一，公元前13世纪从阿斯旺的采石场来到普塔神庙，经历了几个世纪的消失，直到1820年被意大利埃及古物学家乔瓦尼·巴蒂斯塔·卡维利亚考古重新发现。2006年，这座雕像从开罗的巴布·哈迪德广场被转移到吉萨博物馆，在那里修复并保存到2018年，然后成为博物馆的永久收藏。

长期以来，运输和安装无价之宝一直是一项挑战，但新兴的数字技术使这一过程效率大大提高，风险也有所降低。在被带入博物馆之前，拉美西斯二世被激光扫描生成了一个3D模型，正如博物馆估计的10万件文物中的许多文物一样，这些文物追溯了从史前到希腊罗马时期的埃及文明，包括图坦卡蒙国王坟墓中的全部藏品。

总部位于开罗的Orascom公司主导了这座耗资10亿美元、占地540万平方英尺的博物馆园区的建设，现在它是世界上最大的考古博物馆。Orascom与埃及旅游和文物部以及总部位于布鲁塞尔的建筑集团Besix合作。Orascom使用激光扫描生成了一组拉美西斯二世的微小数字针尖(称为点云)Autodesk ReCap Pro．这个点云被导入AutodeskRevit数字化重建雕像的网状覆盖层，可以放置在描述整个博物馆的更广泛的建筑信息模型(BIM)中。

提前模拟雕像的走向——精确到几英寸——以确保它能在一个特制的金属笼子里安全地被运送到中庭。在那里，它将在格子钢梁和百叶窗白色混凝土屋顶的戏剧性模板下，在格子灯光下生活。

Orascom公司负责人力资源和It部门的副总裁哈勒德·埃尔-赛义德说:“它有几千年的历史，所以是一件非常精致的作品。”“有了合适的模型在可操作性和安装方面有很大帮助。此外，当它与其他作品放在一起时，你要确保它不会阻碍展览体验的其他方面。”

拉美西斯二世只是大埃及博物馆拥抱科技的一个元素。使用21世纪的建筑建模软件是将博物馆整合到吉萨高原的关键，包括选址、朝向、空间几何、材料使用、环境敏感性，甚至规模和规模。吉萨高原距离开罗12英里，距离古法老胡夫、哈夫拉和门卡拉金字塔仅一英里多一点。

为了迎接每年500万游客，振兴地区旅游业拒绝近年来，该建筑将设有展览馆、儿童区、带有3D电影院的会议中心、零售店、图书馆和10家餐厅。该项目最大的部分包括露天空间，包括广场、展览和许多公园和花园。一个特别的展览空间将包括一艘有4600年历史的木船，或太阳能船专家建议“可能是法老(胡夫)生前的舰队的一部分，”或者“设计用来在他死后携带复活的国王穿越天空，”据报道史密森学会杂志。

“旅游业具有最大的增长潜力，对经济的影响最大，”Orascom建筑公司首席执行官奥萨马·比沙伊在一份报告中描述了该项目YouTube视频由牛津商业集团创建。“我认为埃及是时候为他们的文明建造一座伟大的房子了。”

可视化，空间分析和制作

建筑通常会考虑周围环境的文脉，但对于这样具有历史和文化意义的纪念碑来说，风险更高。建模使用Autodesk Revit和女子360博物馆的朝向在视觉上连接了过去和现在，从博物馆的外墙到三个吉萨金字塔的顶点的视线，就好像这些建筑从一个单一的透视图中同步诞生，并有一个共同的消失点。

Orascom的项目方法和控制执行总监谢哈布·谢努达(Shehab Shenouda)描述了一个画廊，在“同一幅图片”中可以看到三座金字塔，就好像它们是博物馆本身的遥远延伸。它创造了“三座金字塔的完整视图，实际上就像三座金字塔是博物馆的一部分一样，”el - said补充道，这也是一项技术壮举，使用传统的测量方法几乎是不可能的。

博物馆的巨大规模和斜角三角形形式，与吉萨金字塔相呼应，由Henegan Peng Architects设计，从埃及文化部和联合国教科文组织主办的国际设计比赛的1557个参赛作品中选出。“推动独特建筑设计的是选择一个射线点——这就是博物馆，”谢努达说。“它从某一点向三座金字塔突出;一道光线穿过博物馆，一直照到金字塔。”一个巨大的白色混凝土屋顶，有长达130英尺的鳃状板，在结构钢梁、接头和模板之间需要无缝连接，以适应法国制造商LaFarge特别混合的混凝土。

“当你在三维空间中有一个这样的三角形时，你没有一个重复的形式;每个都有不同的几何形状，”谢努达说。“我们必须制造特定的模板和钢筋，一个接一个。没有什么是复制的。”

使用Autodesk Dynamo，团队编写自定义脚本来自动化这些元素的细微迭代建模。超过1000万立方英尺的混凝土浇筑在不对称的模板中，形成了层叠的屋顶轮廓，在大楼梯的侧翼，100英尺高的“细高跟鞋”更加突出。通风的混凝土屋顶和立面也最大限度地减少了热传导性，确保画廊可以自然地保持在73华氏度，即使在夏天的高温下，外部表面的温度达到150华氏度。埃尔-赛义德说:“想象一下，空调节省了多少能源。”“当然，有空调，但你大大减少了电力负荷和随之而来的一切……这是这个项目设计中环保方面的一个关键因素。”

该建筑群设有一个空气质量监测站，与环境事务署的国家工业排放控制网络相连，该网络收集数据，有助于根据当地环境保护法律控制污染。许多建筑材料是在当地制造和购买的，机械设备和电气设备的选择是基于它们的节能，以满足可持续发展的要求。

BIM和3D项目协调

也许，这个项目的成功之处在于，在一个近半英里长的园区里，一个包括150个分包商和5000名现场工人的团队协调了信息。BIM 360，介绍为公共数据环境El-Said说，在分包商可以发布制造图纸之前，曾经要求分包商的模型由Besix-Orascom的合资企业内部BIM团队手动审查和批准，从而提高了耗时的范围过程的效率。一个可访问的界面加快了这个已经被两次政治革命和COVID-19大流行严重推迟了20年的项目。

从本质上讲，3D环境是虚拟副本数字双的自然景观。通过在共享的、基于云的界面中显示“已建成”条件的实时更新，BIM 360帮助不同的团队访问文件和协调工作流程。共享模型总共记录了1000多个更改请求;4000份工程量要求;12 000个提取的信息请求;提取施工图4.5万张;以及抽取的33000张竣工图纸。BIM还用于标记HVAC、电气和管道系统之间的潜在冲突，将(MEP)安装返工订单减少到总订单的5%以下，并将冲突率降至最低。

“建模有助于循环构建，”Shenouda说。“你可以手动进行采购，但在这种规模的项目中，每天都在发生变化，肯定会出现错误。拥有一个数据背后的真实来源，并及时结合分包商的更改和输入，有助于有效执行。”