基于BIM的全过程智能建造技术研发及综合应用？

在方案设计选择中考虑声学分析

该项目的声学要求极高，不同的结构设计方案会对建筑走廊和房间的设置产生影响，所有这些都会对声学效果产生影响。

项目组采用SOFiSTiK进行初步结构设计，并使用OBJ实时同步Oden声学软件，综合考虑结构选择、建筑布局和声学效果。通过方案模型与声学软件之间的数据交换和仿真，确保设计方案满足声学要求。

激光扫描辅助声线折射复核及装修设计调整校正

项目中每个表演厅的空间都有严格的噪音控制，土建施工的准确性对声学效果有很大影响。结构构造偏差会造成声学反射偏差，影响某些座椅的视听效果。

项目团队利用激光扫描来捕捉实际的结构施工结果，并更新BIM模型。该模型以OBJ格式导入声学模拟软件，以帮助声学顾问根据实际施工结果模拟、调整和优化声学设计。

通过激光扫描复核，重新模拟验证实际结构的声折射效果，并基于点云模型调整精装修尺寸，以满足声折射的要求。

参数化编程辅助房间声学符合性检查

剧场工程特殊功能室往往对声学要求很高，对机电管道布线也有特殊要求。为所有房间和机电系统添加声学参数，通过Dynamo输入项目声学要求，并在管道集成过程中自动确定管道路由是否满足每个房间的声学效果。在深化设计过程中，对设计结果的声学符合性进行动态评估，以确保剧院各特殊功能室的声学要求。

设计和深化设计阶段钢结构BIM应用

设计和深化设计阶段建立钢结构模型，并开展跨专业设计综合协调。通过SOFiSTiK插件将初设模型导入Revit，建立LOD300施工图BIM模型，后期基于施工图BIM模型开展深化设计。SOFiSTiK导入Revit减少建模工作量，深化设计节约用钢量650吨。

钢结构深化流程图

辅助施工计划的部署和工况模拟

由于本工程钢结构安装施工条件复杂，难以选择科学合理的施工方案，确保屋面安装和卸荷的最终状态符合设计要求，实现屋面结构的精细控制在本工程中至关重要。

自动排料、虚拟预装配应用、钢结构全生命周期信息管理平

基于Tekla模型，使用Sinocam自动套料系统，自动生成套料布局，实现100%的数控切割率和87.7%的材料利用率。钢构件加工完成后，通过激光扫描恢复加工后的构件，并根据不同构件的扫描结果进行虚拟预装配。

基于RFID技术的钢结构物料管理

基于分段分节的深化设计模型，对每个构件赋予ID。利用RFID技术对构件的下料、运输、安装进行全过程追踪管理。通过无线射频识别，实时更新材料精确位置，优化排版取料顺序，减少材料浪费，现场基于条形码快速获取安装位置，加快施工进度。

外立面包含折叠铝板幕墙系统，加工难度大，板块不可替代，项目穿孔三角铝板幕墙无国内外参照先例，微拧扭板块尺寸各异，要求空间定位精准。金属屋面为双曲面造型，每一个单元板块尺寸均不一致。

为了解决折叠铝板幕墙系统施工精确度要求极高、板块具有不可替代性、细微的加工和安装偏差造成的误差累积会造成后续板块无法安装的情况，对预埋件位置和板块的匹配度要求极高的施工难题，项目团队通过激光扫描对幕墙龙骨、预埋件进行复核，并作为折叠铝板单元板块的深化设计的依据。

激光扫描辅助龙骨、预埋件位置复核

基于预埋件实际点云模型的折叠铝板深化，保障了深化和加工的精确度，避免了因安装误差累积造成后续板块无法安装情况的发生。

该项目在激光点云模型的基础上，采用Rhino和Grasshopper进行参数化设计。在控制整体形状的基础上，根据设计要求对金属屋顶和外立面进行分段，并根据节点要求（分类、扣胶缝等）对面板进行进一步深化。

通过深化设计模型，快速生成金属屋顶和幕墙单元加工的三个视图，提取点位置导出CAD加工图纸和材料清单，辅助切割和加工。其中，穿孔和折叠铝板采用参数编程进行切削深化处理。

BIM 模型参数化编程辅助排版和下料

该项目在国内首次采用NC代码参数化编写双头锯可以识别的加工数据文件。处理数据与软件对接，切割数据按顺序发送并自动定位到切割锯的锯头。切割完成后，对接软件将工件的标签信息发送到打印机，并打印出工件的标签消息。

机电专业系统多，管线复杂，现场施工难度大

该项目的机电系统极其复杂，有60多个机电系统和多达10层的局部管道。该项目按照世界级剧院标准进行设计，声学对管道集成提出了更高的要求。机电深化涉及舞台机械、声学、降噪等多个专业，需要考虑多个接口。深化后需要考虑声学的影响，并根据声学要求对深化进行调整和优化。

同时，工程量大，机电分包商、系统单位、专业分包商多，涉及工具交叉，协调困难。确保机电施工有序进行是关键。

在设计阶段净高度控制的主要原则的基础上，本工程施工阶段机电管道的布置主要考虑综合支吊架的使用、管道保温层的影响、维修空间的预留、管道安装的方便性、根据精装修的要求进一步优化净高度以及精装修结束等因素的影响。

剧场声学专业要求，部分房间通过管道的噪声水平不得超过房间的允许限值。超过限制的管道需要重新布线。

在综合管理过程中，要综合考虑机械和电气减震、减震等措施对管道空间的影响，如对隔离支撑和悬挂、减震器、隔音包裹的要求。

在深化设计过程中，该项目要求舞台机械、灯光、扬声器等专业人员定期提交BIM模型，开展多学科综合协调工作，避免跨学科碰撞，并利用综合模型辅助大型舞台机械相关设备的安装和运输路径选择。

     

此外，该项目直接采用BIM正向出图，极大地保障了深化设计的准确性和跨专业协调的及时性。

该项目系统单位、设备厂家多，业主要求的设备信息录入工作量大，确保参建各方的信息录入标准统一且符合业主方要求是难点。

信息录入表单和模型信息关联

为推动住建行业数字化发展，为“数字住建”信息化奠定坚实基础，满足北京城市副中心数字城市建设的要求，项目组进行了数字交付研究，以支持北京城市副核心数字城市建设要求。项目部组织人员对模型与现实的一致性进行了检查和审查工作，确保了数字库的准确性。根据业主要求的竣工交付设备信息输入清单，采用数模分离方式交付模型和数据。通过组件代码、位置空间和序列代码将模型和数据链接匹配，确保了参与建设的各方信息输入格式的统一，提高了信息输入的效率。数字和模拟分离的管理方法为竣工信息模型的交付提供了极大的便利，以满足业主的需求。