BIM技术搭建的水晶钢琴——慈溪大剧院施工中BIM技术的应用

Revit软件的可视化功能可将传统的2D平面视图转化为3D的模型，加快了对复杂公建建筑、结构以及设计意图的认知，让项目管理者对工程的施工流程以及重难点分析透彻，为项目施工做好决策。BIM技术改变了传统的工作量的结构方式，大大降低了工程管理人员的工作量，在整个施工过程中发挥了无可比拟的作用。

随着科学技术的发展，建筑已经不再单纯的是冰冷的钢筋水泥，而是富有生命力，慈溪大剧院就是一座富有生命的建筑。慈溪大剧院位于慈溪文化商务区核心区，总建筑面积48159.82平方米，工程全部由市政府投资兴建，是慈溪市“十二五”重点工程，也是宁波市重点工程项目。工程建成后可承办大型文艺演出活动，为展示高雅艺术、音乐等活动提供良好的表演场所，是提高市民文化品位，丰富业余文化生活，展示慈溪市文化内涵和提升城市形象品味的标志性建筑，是慈溪市的艺术殿堂和文化地标。

慈溪大剧院整体外形设计以“钢琴”作为创意来源，立面造型新颖，线条流畅。外立面采用全玻璃幕墙设计，由曲面包裹，使得晶莹剔透的幕墙与绵延弯曲的结构浑然一体，宛如一架唯美的水晶钢琴耸立在明月湖畔。如此钟灵毓秀的大剧院想要建成绝非易事，其结构复杂、标高多、跨度大，错综交替的混凝土结构与扭曲多姿的钢结构有机结合，使得施工极具挑战性。又因其工序繁多，相互交错施工，总包管理难度大，界面协调多，工期影响大为满足大剧院室内功能，内部结构复杂，标高多、跨度大，错综交替的混凝土结构与扭曲多姿的钢结构有机结合，使得施工极具挑战性。

慈溪大剧院建筑、结构模型

慈溪大剧院项目作为宁波市重点工程项目，备受市领导、各部门领导及业内人士重点关注。由于其作为大剧院的特殊要求主舞台深基坑，施工难度大，而超高大跨度支模体系众多，标高与异型结构众多，整体质量控制难度大。大剧院对声、光等专业要求较高，深化设计难度大。在施工过程中，需要钢结构与幕墙穿插施工，施工衔接难度大。参与方比较多，总承包管理涉及范围广，组织协调难度大。

大剧院鸟瞰图

用BIM弹奏的交响乐

作为承建方中国建筑第五工程局有限公司（以下简称“中建五局”）为了能够保证慈溪大剧院按时保质完成，通过引进BIM技术，分别从施工现场管理、进度管理、成本管理、技术管理、深化及优化设计等方面进行研究应用，提高工程项目的总承包管理能力，推动总承包管理更加精细化、信息化。

中建五局年经营规模1000亿元以上，拥有房屋建筑工程施工总承包特级资质，位居中国建筑业竞争力百强企业前5名、湖南省百强企业前8名。近年来，中建五局在企业信息化建设方面取得了较好的成绩。自2008年，中建五局提出信息化建设“统一部署、统一建设”的发展策略，经过三年的建设，中建五局信息化建设取得较好的成绩。信息化管理集成系统被评为国内领先水平，管理信息化已显成效。2011年，中建五局切实响应国家“十二五”规划，在“四有科技”的理念下，提出推广BIM技术的应用，目前已在无锡恒隆广场项目机电工程、慈溪大剧院、株洲神农大剧院总承包管理中成功应用。

钢结构BIM模型及现场效果

“为了确保慈溪大剧院迅速、高质量的完成，提高工程项目的总承包管理能力，我们采取以科技生产为支撑，以‘标准化运行、信息化驱动、精细化管理’的模式。通过与在BIM技术方面拥有丰富经验的公司签订战略合作协议，引进欧克特公司的Revit系列软件，就BIM模型建设及BIM技术应用提供技术支持；并在慈溪大剧院项目硬件配置方面也加大了投入，配备了4台大型图形工作站、16台移动图形工作站、2台服务器，组建了千兆局域网、以及100M独立光纤。”中建五局土木工程有限公司项目技术部经理薛洁静介绍说。

慈溪大剧院项目成立以来，响应中建五局BIM技术应用的号召，成立了BIM技术部。在BIM应用前期，邀请合作公司的BIM工程师，对项目全体员工多次组织BIM技术培训，让每一位员工都能了解、应用BIM。在BIM工程师的共同努力下，组建了由10多人组成的BIM技术部，包括有BIM专业工程师、土建、暖通、给排水、机电安装等各专业人才。项目制定了BIM应用计划，每周组织BIM技术的学习与交流，共同解决应用过程中存在的问题，提高BIM应用效率。在中建五局领导的重视下，邀请了各专业公司总工，在慈溪大剧院项目上进行了BIM技术应用研讨会，推进BIM技术在总承包管理的应用，将慈溪大剧院打造成为BIM技术综合应用示范项目。

慈溪大剧院采用了多种软件支持BIM的落地。在项目策划初期，项目组根据平面CAD绘制的布图，计划采用4台塔吊。而在利用BIM建模后，通过对直观的现场布、结构构件及层高的分析，确定了3台塔吊的具体位、附墙高度以及塔吊顶升高度，为塔吊的布提高了可实施性，同时也节约了项目成本。应用Autodesk Revit2013里面的系统功能在结构模型的基础上进行管道、管线的模型建立。利用相关软件进行大剧院建模工作，生成建筑模型及结构模型。通过建模过程，将传统的2D平面视图转化为可视化的3D模型，加快了对复杂公建建筑、结构以及设计意图的认知，让项目管理者对工程的施工流程以及重难点分析透彻，为项目施工做好决策。

大剧院效果图

“对于本工程采用BIM软件在慈溪大剧院项目中所发挥的作用，我觉得首先让我们对复杂空间结构的认识变得轻而易举，它直接展现给我们，节约了思考时间，提高了工作效率。其次，它改变了传统工程量的计算方式，由人工手算变为模型快速精准工程量统计，这种统计方式是动态、交互的，降低了工程管理人员的工作量。再次，它改变了工程管理的传统方式，不仅仅依靠过程管理，还有施工过程模拟。最后，它提高了工程总承包管理的效率，加快了各分包单位的沟通，使工程管理更加精细化、信息化。因此，它在慈溪大剧院项目中发挥着无可比拟的作用。”薛洁静解释说道。

在慈溪大剧院的可视化设计中，业主利用模型很好的与当地行政部门进行沟通，将总平面布局、各层的建筑布局以及消防通道等以模型平立剖形成的图片+数据的形式（如防火分区设施及面积、安全出口、疏散距离、楼梯间形式等等）递交到相关的行政主管部门，协助通过了设计图纸的消防审核。

作为国家“十二五”规划推广技术，虽然目前BIM软件多种多样，且国内已有多家单位及企业在进行初步研究和应用，但是BIM技术在国内的应用还不够成熟，仍处于研究阶段。不过，随着国内BIM标准的完善，相关部门的推动以及相关BIM应用平台的建立，它必将给传统的建筑工程领域带来一场革命性的变革。

大剧院效果图

在慈溪大剧院项目可视化设计、施工现场管理、进度管理应用、技术管理、成本管理等应用针对性的解决现场施工，加快现场施工效率。随着4D技术的发展，即以BIM三维虚拟建筑模型为基础，利用进度时间轴，实现进度管理从传统的网络计划、横道图等平面静态分析管理转变为更加直观形象的虚拟建造的可视化与动态控制，使得工程进度管理精细化、信息化。

现阶段现场平面布置图

4D施工进度模拟

施工企业利用BIM技术建立三维模型已经中，BIM都有不俗的表现。尤其是慈溪大剧院项目建筑工程特殊，结构空间复杂，高低跨节点多，仅±0层标高就有11个之多。由于前期设计院出图时间紧，导致图纸问题非常多。通过建筑和结构模型的叠加，发现设计图纸问题达205处，提前解决了大量的图纸问题，避免了因图纸问题而造成返工损失以及对进度所带来的影响。

BIM发展进入奏鸣曲

与传统二维CAD平面相比，三维现场平面不仅直观的显示出了各个静态构筑物之间的关系，同时使得现场平面布置更加合理，施工效率更高，更有利于现场安全文明施工的推进与实施。

在施工阶段，充分利用BIM模型的可视化、空间化特点，对结构复杂节点及现场施工难点进行可视化三维交底，更直观、更形象、易接受、指导性强。慈溪大剧院项目中的舞台中心区观众厅作为大剧院关键工期线路，结构复杂，标高多，异性结构多，施工难度大。通过三维交底，直观的、不再是新鲜事而逐渐成为必须掌握的技术，利用三维模型能够实现可视化的三维交底，提前预知复杂公建项目的重难点。通过碰撞检测功能实现各专业间存在的图纸问题，加快图纸问题解决效率，做好界面协调工作，实现施工总承包管理。采用BIM进行工程量的统计、不仅计算效率高，得到的工程量精确，为施工方案的选择以及工程造价成本的管理提供了很好的数据支撑。利用BIM技术对钢结构、幕墙以及机电安装进行深化设计，通过数据统计及碰撞检查，解决设计存在的各种问题，生成施工详图及构件清单，实现设计和加工自动化。

“BIM带来的不仅是一个高效的工具，更多的是提供给我们一种建筑施工的全新理念。综合目前BIM技术在慈溪大剧院项目应用情况及成果，它在总承包管理方面发挥着无可比拟的作用。随着不断的深入研发应用，将更加突显BIM技术的巨大作用，进一步提高项目管理的精细化水平，逐步实现项目管理信息化。”薛洁静总结说道。