BIM技術(shù)搭建的水晶鋼琴
——慈溪大劇院施工中BIM技術(shù)的應用

Revit軟件的可視化功能可將傳統(tǒng)的2D平面視圖轉(zhuǎn)化為3D的模型，加快了對復雜公建建筑、結(jié)構(gòu)以及設計意圖的認知，讓項目管理者對工程的施工流程以及重難點分析透徹，為項目施工做好決策。BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)的工作量的結(jié)構(gòu)方式，大大降低了工程管理人員的工作量，在整個施工過程中發(fā)揮了無可比擬的作用。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，建筑已經(jīng)不再單純的是冰冷的鋼筋水泥，而是富有生命力，慈溪大劇院就是一座富有生命的建筑。慈溪大劇院位于慈溪文化商務區(qū)核心區(qū)，總建筑面積48159.82平方米，工程全部由市政府投資興建，是慈溪市“十二五”重點工程，也是寧波市重點工程項目。工程建成后可承辦大型文藝演出活動，為展示高雅藝術(shù)、音樂等活動提供良好的表演場所，是提高市民文化品位，豐富業(yè)余文化生活，展示慈溪市文化內(nèi)涵和提升城市形象品味的標志性建筑，是慈溪市的藝術(shù)殿堂和文化地標。

慈溪大劇院整體外形設計以“鋼琴”作為創(chuàng)意來源，立面造型新穎，線條流暢。外立面采用全玻璃幕墻設計，由曲面包裹，使得晶瑩剔透的幕墻與綿延彎曲的結(jié)構(gòu)渾然一體，宛如一架唯美的水晶鋼琴聳立在明月湖畔。如此鐘靈毓秀的大劇院想要建成絕非易事，其結(jié)構(gòu)復雜、標高多、跨度大，錯綜交替的混凝土結(jié)構(gòu)與扭曲多姿的鋼結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，使得施工極具挑戰(zhàn)性。又因其工序繁多，相互交錯施工，總包管理難度大，界面協(xié)調(diào)多，工期影響大為滿足大劇院室內(nèi)功能，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，標高多、跨度大，錯綜交替的混凝土結(jié)構(gòu)與扭曲多姿的鋼結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，使得施工極具挑戰(zhàn)性。

慈溪大劇院建筑、結(jié)構(gòu)模型

慈溪大劇院項目作為寧波市重點工程項目，備受市領導、各部門領導及業(yè)內(nèi)人士重點關注。由于其作為大劇院的特殊要求主舞臺深基坑，施工難度大，而超高大跨度支模體系眾多，標高與異型結(jié)構(gòu)眾多，整體質(zhì)量控制難度大。大劇院對聲、光等專業(yè)要求較高，深化設計難度大。在施工過程中，需要鋼結(jié)構(gòu)與幕墻穿插施工，施工銜接難度大。參與方比較多，總承包管理涉及范圍廣，組織協(xié)調(diào)難度大。

大劇院鳥瞰圖

用BIM彈奏的交響樂

作為承建方中國建筑第五工程局有限公司（以下簡稱“中建五局”）為了能夠保證慈溪大劇院按時保質(zhì)完成，通過引進BIM技術(shù)，分別從施工現(xiàn)場管理、進度管理、成本管理、技術(shù)管理、深化及優(yōu)化設計等方面進行研究應用，提高工程項目的總承包管理能力，推動總承包管理更加精細化、信息化。

中建五局年經(jīng)營規(guī)模1000億元以上，擁有房屋建筑工程施工總承包特級資質(zhì)，位居中國建筑業(yè)競爭力百強企業(yè)前5名、湖南省百強企業(yè)前8名。近年來，中建五局在企業(yè)信息化建設方面取得了較好的成績。自2008年，中建五局提出信息化建設“統(tǒng)一部署、統(tǒng)一建設”的發(fā)展策略，經(jīng)過三年的建設，中建五局信息化建設取得較好的成績。信息化管理集成系統(tǒng)被評為國內(nèi)領先水平，管理信息化已顯成效。2011年，中建五局切實響應國家“十二五”規(guī)劃，在“四有科技”的理念下，提出推廣BIM技術(shù)的應用，目前已在無錫恒隆廣場項目機電工程、慈溪大劇院、株洲神農(nóng)大劇院總承包管理中成功應用。

鋼結(jié)構(gòu)BIM模型及現(xiàn)場效果

“為了確保慈溪大劇院迅速、高質(zhì)量的完成，提高工程項目的總承包管理能力，我們采取以科技生產(chǎn)為支撐，以‘標準化運行、信息化驅(qū)動、精細化管理’的模式。通過與在BIM技術(shù)方面擁有豐富經(jīng)驗的公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，引進歐克特公司的Revit系列軟件，就BIM模型建設及BIM技術(shù)應用提供技術(shù)支持；并在慈溪大劇院項目硬件配置方面也加大了投入，配備了4臺大型圖形工作站、16臺移動圖形工作站、2臺服務器，組建了千兆局域網(wǎng)、以及100M獨立光纖。”中建五局土木工程有限公司項目技術(shù)部經(jīng)理薛潔靜介紹說。

慈溪大劇院項目成立以來，響應中建五局BIM技術(shù)應用的號召，成立了BIM技術(shù)部。在BIM應用前期，邀請合作公司的BIM工程師，對項目全體員工多次組織BIM技術(shù)培訓，讓每一位員工都能了解、應用BIM。在BIM工程師的共同努力下，組建了由10多人組成的BIM技術(shù)部，包括有BIM專業(yè)工程師、土建、暖通、給排水、機電安裝等各專業(yè)人才。項目制定了BIM應用計劃，每周組織BIM技術(shù)的學習與交流，共同解決應用過程中存在的問題，提高BIM應用效率。在中建五局領導的重視下，邀請了各專業(yè)公司總工，在慈溪大劇院項目上進行了BIM技術(shù)應用研討會，推進BIM技術(shù)在總承包管理的應用，將慈溪大劇院打造成為BIM技術(shù)綜合應用示范項目。

慈溪大劇院采用了多種軟件支持BIM的落地。在項目策劃初期，項目組根據(jù)平面CAD繪制的布圖，計劃采用4臺塔吊。而在利用BIM建模后，通過對直觀的現(xiàn)場布、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及層高的分析，確定了3臺塔吊的具體位、附墻高度以及塔吊頂升高度，為塔吊的布提高了可實施性，同時也節(jié)約了項目成本。應用Autodesk Revit2013里面的系統(tǒng)功能在結(jié)構(gòu)模型的基礎上進行管道、管線的模型建立。利用相關軟件進行大劇院建模工作，生成建筑模型及結(jié)構(gòu)模型。通過建模過程，將傳統(tǒng)的2D平面視圖轉(zhuǎn)化為可視化的3D模型，加快了對復雜公建建筑、結(jié)構(gòu)以及設計意圖的認知，讓項目管理者對工程的施工流程以及重難點分析透徹，為項目施工做好決策。

大劇院效果圖

“對于本工程采用BIM軟件在慈溪大劇院項目中所發(fā)揮的作用，我覺得首先讓我們對復雜空間結(jié)構(gòu)的認識變得輕而易舉，它直接展現(xiàn)給我們，節(jié)約了思考時間，提高了工作效率。其次，它改變了傳統(tǒng)工程量的計算方式，由人工手算變?yōu)槟Ｐ涂焖倬珳使こ塘拷y(tǒng)計，這種統(tǒng)計方式是動態(tài)、交互的，降低了工程管理人員的工作量。再次，它改變了工程管理的傳統(tǒng)方式，不僅僅依靠過程管理，還有施工過程模擬。最后，它提高了工程總承包管理的效率，加快了各分包單位的溝通，使工程管理更加精細化、信息化。因此，它在慈溪大劇院項目中發(fā)揮著無可比擬的作用。”薛潔靜解釋說道。

在慈溪大劇院的可視化設計中，業(yè)主利用模型很好的與當?shù)匦姓块T進行溝通，將總平面布局、各層的建筑布局以及消防通道等以模型平立剖形成的圖片+數(shù)據(jù)的形式（如防火分區(qū)設施及面積、安全出口、疏散距離、樓梯間形式等等）遞交到相關的行政主管部門，協(xié)助通過了設計圖紙的消防審核。

作為國家“十二五”規(guī)劃推廣技術(shù)，雖然目前BIM軟件多種多樣，且國內(nèi)已有多家單位及企業(yè)在進行初步研究和應用，但是BIM技術(shù)在國內(nèi)的應用還不夠成熟，仍處于研究階段。不過，隨著國內(nèi)BIM標準的完善，相關部門的推動以及相關BIM應用平臺的建立，它必將給傳統(tǒng)的建筑工程領域帶來一場革命性的變革。

大劇院效果圖

在慈溪大劇院項目可視化設計、施工現(xiàn)場管理、進度管理應用、技術(shù)管理、成本管理等應用針對性的解決現(xiàn)場施工，加快現(xiàn)場施工效率。隨著4D技術(shù)的發(fā)展，即以BIM三維虛擬建筑模型為基礎，利用進度時間軸，實現(xiàn)進度管理從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡計劃、橫道圖等平面靜態(tài)分析管理轉(zhuǎn)變?yōu)楦又庇^形象的虛擬建造的可視化與動態(tài)控制，使得工程進度管理精細化、信息化。

現(xiàn)階段現(xiàn)場平面布置圖

4D施工進度模擬

施工企業(yè)利用BIM技術(shù)建立三維模型已經(jīng)中，BIM都有不俗的表現(xiàn)。尤其是慈溪大劇院項目建筑工程特殊，結(jié)構(gòu)空間復雜，高低跨節(jié)點多，僅±0層標高就有11個之多。由于前期設計院出圖時間緊，導致圖紙問題非常多。通過建筑和結(jié)構(gòu)模型的疊加，發(fā)現(xiàn)設計圖紙問題達205處，提前解決了大量的圖紙問題，避免了因圖紙問題而造成返工損失以及對進度所帶來的影響。

BIM發(fā)展進入奏鳴曲

與傳統(tǒng)二維CAD平面相比，三維現(xiàn)場平面不僅直觀的顯示出了各個靜態(tài)構(gòu)筑物之間的關系，同時使得現(xiàn)場平面布置更加合理，施工效率更高，更有利于現(xiàn)場安全文明施工的推進與實施。

在施工階段，充分利用BIM模型的可視化、空間化特點，對結(jié)構(gòu)復雜節(jié)點及現(xiàn)場施工難點進行可視化三維交底，更直觀、更形象、易接受、指導性強。慈溪大劇院項目中的舞臺中心區(qū)觀眾廳作為大劇院關鍵工期線路，結(jié)構(gòu)復雜，標高多，異性結(jié)構(gòu)多，施工難度大。通過三維交底，直觀的、不再是新鮮事而逐漸成為必須掌握的技術(shù)，利用三維模型能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的三維交底，提前預知復雜公建項目的重難點。通過碰撞檢測功能實現(xiàn)各專業(yè)間存在的圖紙問題，加快圖紙問題解決效率，做好界面協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)施工總承包管理。采用BIM進行工程量的統(tǒng)計、不僅計算效率高，得到的工程量精確，為施工方案的選擇以及工程造價成本的管理提供了很好的數(shù)據(jù)支撐。利用BIM技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)、幕墻以及機電安裝進行深化設計，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計及碰撞檢查，解決設計存在的各種問題，生成施工詳圖及構(gòu)件清單，實現(xiàn)設計和加工自動化。

“BIM帶來的不僅是一個高效的工具，更多的是提供給我們一種建筑施工的全新理念。綜合目前BIM技術(shù)在慈溪大劇院項目應用情況及成果，它在總承包管理方面發(fā)揮著無可比擬的作用。隨著不斷的深入研發(fā)應用，將更加突顯BIM技術(shù)的巨大作用，進一步提高項目管理的精細化水平，逐步實現(xiàn)項目管理信息化。”薛潔靜總結(jié)說道。