中国建筑第八工程局有限公司上海
摘要：复杂剧院类工程项目的设计和施工技术难度大，工程的成本控制和施工过程管理经常因设计深度不够而受到影响。而运用BIM技术进行复杂剧院类工程的设计和施工管理，可以通过BIM软件的虚拟现实技术在空间布局、构件节点以及建筑内外空间不同位置的视线和观感方面进行优化设计。并且基于三维可视的建筑模型和主体结构模型规划施工现场的平面布置和大型机械设备的安装，利用模拟施工对施工技术方案的可行性进行验证和优化，能够实现对施工过程的有效控制，避免因技术方案的不合理打断施工进程。
关键词：剧院类工程；BIM技术；模拟施工；优化设计
引言：
复杂剧院类工程在外立面线条、装饰和整体布局方面有很多个性化的设计，并且这类建筑对内部功能区的规划设计需要给消费者带来完美的视觉和听觉等感官体验。因此其内部空间跨度大，且主体构件具有十分复杂的空间位置关系，工程的设计和施工具有很大的挑战性。
一、在复杂剧院类工程项目的设计中应用BIM技术
BIM技术的诞生和应用得益于计算机技术和信息技术的发展，在我国建筑工程项目对BIM技术的应用大多集中于设计阶段，相关软件的研发和应用还存在很多尚未解决的课题。国内的设计单位和施工企业应用的基本是国外引进的BIM软件，具有非常完善的建模、协同设计和模拟施工等功能。
（一）对剧院类工程项目的景观可视度与观众视线进行优化
剧院类建筑在大型文艺演出或组织其它类公共活动过程中，参与者视野范围内的景观效果直接影响其身心体验。首先，内部不同区域座位的梯度和视角设计必须确保观众的视线不被其它观众和剧院的构件阻挡，并且所有座位和舞台之间的平面距离能够符合设计规范的要求。其次，建筑内外部游览和休闲区域中观者的视野能否符合设计意图也十分重要[1]。而应用传统的二维建筑和主体结构设计方法，在描述复杂的空间相对关系时需要使用多张剖面图，因此在景观可视度和观众视野的设计上极易出现问题。而使用BIM软件进行观众席、包厢以及休闲区的视野设计，能够使用模型漫游体验观众未来的观感，基于三维可视的模型计算和调整如观众席的视角、高度和距离等参数，对设计师的设计构想进行不断地优化，确保建筑物在投入使用后给消费者带来理想的体验，完美的实现建筑师的设计意图。
（二）优化复杂剧院类工程的空间布局
通常剧院类工程具有多种使用功能，除了舞台文艺演出，还有影院和其它休闲娱乐功能，因此在内部需要进行复杂的空间分割。并且剧院类建筑对声音效果的要求很高，如果不同功能区空间的大小、结构和与其它区域之间关系设计的不够深入，会严重影响剧院类建筑的使用效果。使用BIM软件建立的建筑模型和结构模型，能够在设计方案的优化中给建设方、结构设计师、舞台设计师和相关领域的专家呈现虚拟现实的实景效果，节省互相沟通的时间并有利于各方对空间布局做出最科学的决策。
（三）对钢结构构件的节点进行深化设计
钢结构是复杂剧院类工程主体结构中的重要组成部分，而由于这类建筑的钢结构主体部分往往兼具装饰性的作用，是实现建筑物复杂曲面和曲线造型的关键。因此，其构件的节点及其与混凝土梁柱之间的联接和空间位置关系复杂，利用传统的二维设计图纸很难精确表达这些复杂的节点设计，给构件的加工、施工工艺设计和施工工序设计留下很多问题[2]。而利用BIM软件进行钢结构构件几何形状、尺寸、联接方式以及加工工艺的设计，能够从任意角度观察和优化各构件在建筑主体结构中的位置、形状以及与其它构件的关系，让钢结构构件的设计足够深化。
二、运用BIM技术进行复杂剧院类工程项目的施工管理
在传统的设计和施工管理模式下，由于剧院类工程个性化的复杂结构，让施工方在依据设计文件进行施工工艺设计和现场施工组织时，难以通过技术交底彻底领会设计意图。并且钢结构和混凝土构件的施工存在大量交叉和并行的工序，不同专业的施工队伍作业面和作业时间的安排、大型吊装机械设备的布置等工作时常出现冲突。因此施工现场的管理经常面临设计和施工组织计划变更的情况，造成工期和成本管理的不可控局面[3]。因此，在我国目前已经有很多剧院类工程项目的施工管理引入了BIM技术，利用其施工模拟功能验证施工技术方案的可行性、优化施工现场的平面布置和施工组织，并且通过碰撞检测优化机电设备安装的设计方案和施工工序，起到了明显的提高施工效率和有效控制成本的作用。
（一）通过模拟施工验证技术方案的可行性
BIM是建筑信息模型的简称，不难理解BIM技术是基于对建筑工程信息的集中管理、设计和优化，实现对工程项目从规划设计到竣工运营的动态、连续的控制。而BIM技术在施工环节的技术管理中体现出了绝对的优势，通过仿真模拟动态的施工进程，工程技术人员可以直观了解施工技术方案是否合理，不同工序之间的施工是否会出现冲突、钢结构构件的吊装顺序设计是否可行等，避免因方案不合理而导致施工中断，甚至重新设计和加工构件的情况。
（二）优化施工现场的平面布置和施工组织
复杂剧院类工程涉及到大量的混凝土工程和构件运输、吊装，因此在施工现场的平面布置中，除了需要规划常规建筑工程所需的水电、临时性设施和原材料仓库，还要有满足大型运输和吊装机械设备进场的通道和构件的临时堆放地点。而由于施工现场的空间随施工的进行会出现持续的动态变化，依靠主观设想很难考虑周全，因此在施工开始后，难免需要重新安排有限空间的使用。此外，在构件装配环节的施工开始前，吊装机械设备的安装方案是否会与已完工结构发生冲突也难以预见，往往出现机械设备作业空间不足或设计好的安装方案无法实现的问题。但是通过BIM软件对施工平面布置方案的可行性进行推演，模拟不同阶段现场主体结构施工的进展和场地空间的占用情况，可以及早改进平面布置中的不合理之处，确保施工现场组织计划能够顺利实施[4]。并且同样基于BIM技术的施工模拟和吊装施工工序的施工需要，对设备的安装方案进行优化，提高设备的利用率并避免出现设备作业空间不足和无法安装的问题。
（三）利用碰撞检测优化机电设备安装和管线布置
在大跨度复杂结构的剧院类建筑工程中，涉及到多个专业复杂的机电设备安装和管线布置问题。在有限的空间和复杂的空间位置关系下，极易导致不同专业的设计方案出现冲突，影响施工过程的顺利进行。但是利用BIM软件建立碰撞检测模型，通过科学的设置检测条件，能够通过计算机对涉及不同专业的施工设计方案快速分析检测，发现其中存在冲突的环节，由相关设计人员进行协调解决。经过检测优化的设计方案，再利用三维可视的图纸或影像资料指导施工，能够有效提高安装工程的质量和施工的效率。
三、结束语
应用了BIM技术的复杂剧院类工程，不仅能够让建设方和公众得到优质的建筑，还给后续的运营管理留下了丰富、全面的信息资源。利用BIM建筑模型和主体结构模型的三维可视信息，能够方便实施建筑工程各部分的管理和维护，建立基于建筑模型信息的智能化监控系统，实现信息化的管理。
参考文献
[1]温爱明.BIM技术在吉林人民大剧院施工管理中的应用[J].中国高新技术企业，2016（8）：45-46.
[2]□叶子青.BIM技术在复杂剧院类工程项目中的应用[J].建筑施工，2016，38（12）：1730-1732.
[3]雷秋雯.高明文化中心项目大剧院的BIM技术应用[J].低碳世界，2017（19）：196-197.
[4]史岩，岳万博.BIM技术在建筑设计中的应用——以息县影剧院为例[J].江西建材，2017（19）：14-14.