摘要：利用BIM技術的建模功能對本劇場類項目技術要點問題進行統籌規劃與合理分析和可視化的模擬。同時在利用BIM創新技術對項目過程中發現的圖紙問題和廳內聲學效果進行合理評估，減少工程費用損失問題。
關鍵詞：劇場；BIM應用；創新；聲學
引言
成都城市音樂廳作為西南最大的劇場類建筑,它的建筑體量和舞臺設計都是世界一流的。音樂廳的聲學研究一直是國內乃至國際聲學界關注的重點課題之一,音樂廳的建筑聲學是基礎,它的好壞直接影響著演出時聲音的效果。而現代演出的多元化又將電聲系統加入到了音樂廳中,尤其是近些年比較流行的多通道擴聲技術在音樂廳中也有使用，成都城市音樂廳項目分別從技術層面和管理層面進行BIM 實施。技術層面， 進行基于 BIM 模型的深化設計、施工重難點實施，主要施工工藝及專項方案模擬等，達到工程設計碰撞檢查、優化設計、完善施工方案等目的，在管理層面，進行基于 BIM 模型的施工進度模擬，施工資源配置，施工組織輔助管理等，以實現施工進度、成本控制、施工材料配置、物料運輸及質量安全控制等各個施工環節的優化管理。優化施工方案，為保障了項目在2018年12月31日準時開演做出貢獻，最終實現施工階段 BIM 技術層面與管理層面信息統一，提高效率，降低成本，工程BIM 施工信息不斷豐富完善，形成成都城市音樂廳項目 BIM 竣工模型，為以后運維階段提供有力保障的同時在質量安全管理領域發揮其價值。
1 工程概況與BIM應用介紹
成都城市音樂廳項目分別從技術層面和管理層面進行BIM 實施。技術層面， 進行基于 BIM 模型的深化設計、施工重難點實施，主要施工工藝及專項方案模擬等，達到工程設計碰撞檢查、優化設計、完善施工方案等目的，在管理層面，進行基于 BIM 模型的施工進度模擬，施工資源配置，施工組織輔助管理等，以實現施工進度、成本控制、施工材料配置、物料運輸及質量安全控制等各個施工環節的優化管理。優化施工方案，為保障了項目在2018年12月31日準時開演做出貢獻，最終實現施工階段 BIM 技術層面與管理層面信息統一，提高效率，降低成本，工程BIM 施工信息不斷豐富完善，形成成都城市音樂廳項目 BIM 竣工模型，為以后運維階段提供有力保障的同時在質量安全管理領域發揮其價值。
音樂廳BIM是以從設計、施工到運營協調、項目信息為基礎而構建的集成流程，它具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性5大特點。通過使用BIM，可以在整個流程中將統一的信息創新、設計和繪制出項目，還可以通過真實性模擬和建筑可視化來更好地溝通，以便讓項目各方了解工期、現場實時情況、成本和環境影響等項目基本信息。 可視化可視化，即“所見即所得”，我們拿到的施工圖紙只是各個構件的信息，在圖紙上以線條繪制表達。而BIM提供了可視化的思路，將以往的線條式的構件，形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前，真實形象。
2 BIM團隊與配合
設計單位將最終的 CAD 圖紙發給BIM咨詢單位，BIM單位在 CAD 圖紙的基礎上建立BIM 模型并形成最終 BIM 模型（FDM），然后總承包商在此基礎上進行深化，BIM單位每周協調會，并且根據協調會內容對 BIM 模型進行更新。總承包商進行其管理的分包單位的BIM 實施工作，包括提交 BIM 文件進度計劃等。各專業 BIM 工程師總承包商 BIM 模型要求，提交各專業模型至總包方，進行在 BIM 模型的各組成之間展開碰撞檢查，并推薦解決碰撞方法，改進 BIM 模型直到碰撞解決并在施工開始之前得到發包方批準。由 BIM 顧問公司根據整合結果，定期組織碰撞檢查會并進行審查。由審查結果反推至目標模型， 圖紙進行完善。
圖1 BIM組織架構
每一方對BIM的體驗將根據他們在項目中的角色而有所不同，但BIM已證明是成功的，因為它對所有參與供應鏈的人員以及客戶都有好處它使得從開始到結束的建筑項目的工作方式更加有效，減少了整個供應鏈的采購，工藝和材料浪費。
在方案論證階段，項目投資方可以使用BIM來評估設計方案的布局、視野、照明、安全、人體工程學、聲學、紋理、色彩及規范的遵守情況。BIM甚至可以做到建筑局部的細節推敲，迅速分析設計和施工中可能需要應對的問題。方案論證階段還可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解決方案供項目投資方進行選擇，通過數據對比和模擬分析，找出不同解決方案的優缺點，幫助項目投資方迅速評估建筑投資方案的成本和時間。
對設計師來說，通過BIM來評估所設計的空間，可以獲得較高的互動效應，以便從使用者和業主方獲得積極的反饋。設計的實時修改往往基于最終用戶的反饋，在BIM平臺下，項目各方關注的焦點問題比較容易得到直觀的展現并迅速達成共識，相應地，需要決策的時間也會減少。協同設計是一種新興的建筑設計方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業的設計人員通過網絡的協同展開設計工作。現有的協同設計主要是基于CAD平臺，并不能充分實現專業間的信息交流，這是因為CAD的通用文件格式僅僅是對圖形的描述，無法加載附加信息，導致專業間的數據不具有關聯性。
3 BIM創新與技術
3.1 室內精裝修工程BIM應用
為滿足觀演廳的聲學標磚，利用ODEON軟件，結合聲學裝飾BIM模型進行觀演廳的三維聲場模擬分析。通過聲學反射分析結果對天花和墻面裝飾造型和材料優化，調整觀眾席區域反射聲音的覆蓋范圍，使舞臺發出的聲音均勻分布在整個觀眾席區域內，達到理想聲學效果。
3.2三維激光掃描碰撞檢測
為避免精裝修與土建結構的沖突碰撞，精裝修施工前對現場土建完成結構進行實測復核。通過三維激光掃描儀對觀演廳內土建結構進行實測掃描，獲得廳內三維點云數據模型，結合裝飾裝修的BIM模型，進行主體結構與裝飾設計造型的碰撞檢查。
3.2.1三維激光掃描儀掃描現場，快速獲取現場結構物測量數據。
3.2.2通過建立Rhinoceros三維模型，結合三維激光掃描儀的現場實測數據，進行實際施工情況與Rhinoceros模型碰撞分析，發現現場實際施工與聲學裝修完成面碰撞沖突。
3.2.3調整模型參數或修改土建結構，確定最終用于施工的模型。
3.3音樂廳復雜天花“冰芙蓉”施工
音樂廳天花造型“水晶冰芙蓉”，兼具裝飾造型、舞臺工藝、建筑聲學等功能，采用GRG、亞克力板、鍍鈦金屬線管等多種裝飾材料，其構造節點復雜，交接面眾多，施工工藝十分復雜。在深化設計階段建立天花造型的BIM綜合模型，通過分模將整個裝飾結構進行單元式分段，獲得各個構件的三維模型。將構件的三維數據導入工廠的數控機床生產系統自動配模生產，實現構件的智能化精準加工。
3.4 舞臺機械工程BIM應用
項目觀演廳均設計有舞臺機械系統，在深化設計階段建立SolidWorks模型，進行運動干涉檢查。通過模型實現設備和構件的單元式分段、工廠化預制、現場單元式組裝，保證設備與構件的安裝質量。
3.5 舞臺燈光效果模擬分析
利用DIALux軟件結合燈具參數，對劇場舞臺燈光進行照度分析，模擬舞臺燈光效果，為燈具選型和布置提供設計依據。
3.6 場地分析
場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素，是確定建筑物的空間方位和外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯系的過程。在規劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設計決策的重要因素，往往需要通過場地分析來對景觀規劃、環境現狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進行評價及分析。
圖9 音樂廳基坑及場地模型
3.7裝配式BIM方案
基于 BIM 模型的裝配式方案，結合本工程整體施工方案和進度計劃，完成 4D 施工模擬，用于探討和優化施工計劃和施工方案，確保工程進度。基于本工程整體施工方案和進度計劃，制作中、長期 4D 施工模擬，用于優化中、長期的施工方案和進度計劃。根據業主及施工管理的需要，制作短期可建性 4D 施工模擬，用于優化短期施工方案和進度計劃。為關鍵和節點復雜的部位施工前提供 4D 模擬。
3.7 BIM可視化動畫效果模擬
在動畫模擬制作階段根據提供的材質及相關信息對BIM模型進行二次開發，讓其變得更為逼真，另外天氣和日光系統的加入也讓其更為貼近現實。
4 應用總結
隨著建筑物規模和使用功能復雜程度的增加，無論設計企業還是施工企業甚至是業主對機電管線綜合的要求愈加強烈。利用BIM技術，通過搭建各專業的BIM模型，設計師能夠在虛擬的三維環境下方便地發現設計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設計能力和工作效率。這不僅能及時排除項目施工環節中可能遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產生的變更申請單，更大大提高了施工現場的生產效率，降低了由于施工協調造成的成本增長和工期延誤。
同時在工程設計階段，依托Autodesk平臺，我們除了將傳統的結構分析軟件（如PKPM）、流量分析軟件等融入到其中之外，還將Dynamo、Rhino、Lumion等可視化設計引入，貫穿設計的整個流程，較大化的解放了雙手，并且參數化的設計概念除了方便設計，也可以給我們提供更多有效、合理的方案，以供業主選擇。
圖12 豐富的擴展軟件
BIM能將建筑物空間信息和設備參數信息有機地整合起來，從而為業主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。通過BIM與施工過程記錄信息的關聯，甚至能夠實現包括隱蔽工程資料在內的竣工信息集成，不僅為后續的物業管理帶來便利，并且可以在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業主及項目團隊提供有效的歷史信息。
參考文獻
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——成都城市音樂廳項目為例
吳曉然
晨越建設項目管理集團股份有限公司（BIM中心）成都 610000