BIM技術在中央歌劇院劇場幕墻工程中的應用

文/北京城建一建設發展有限公司 宗兆民 王福龍 劉明文 閆金鑫 魯 晉

0 引言

隨著社會進步，人們對建筑美學的要求不斷提高，對實現建筑表現的幕墻行業要求也日益增高，對幕墻設計階段的精準性提出更高要求，這也為幕墻工程設計和施工帶來難題。現場安裝誤差、生產過程中的細小誤差及主體結構施工過程中的不確定性均會對設計和施工造成不利影響，而BIM技術的出現為幕墻技術的發展創造良好機遇，使設計和施工更加直觀準確。

1 中央歌劇院劇場項目

1.1 工程概況

中央歌劇院劇場項目位于北京市東城區中街115號，項目北側為富華大廈南街，南側緊鄰文化部大樓，東側為東中街，西側為朝陽門大街，建設用地面積13386m2。本項目為1201座乙等大型劇場建筑，由入口大堂、主舞臺、后舞臺、側舞臺、后側舞臺、觀眾廳及后臺輔助用房組成。耐久性100年。工程整體效果如圖1所示。

圖1 中央歌劇院劇場項目整體外觀

1.2 幕墻工程特點與施工難點

本項目屬于國家重點工程，幕墻施工面積大、節點及安裝定位要求精度高；不同材質幕墻交界面處理不清晰；幕墻種類和尺寸繁多；需提前對專業分項與主體結構進行預留預埋及技術交底等。針對以上難點，本項目利用BIM三維可視化、施工節點模擬進行施工方案優化，解決相關問題。

2 幕墻BIM技術應用

2.1 整體幕墻模型創建

工程前期已將建筑、結構、機電等不同專業的模型創建完成，在幕墻施工前在建筑結構模型基礎上，通過模型鏈接的方式將幕墻BIM模型創建完成，以滿足施工要求。

2.2 幕墻分格編程優化

本項目玻璃幕墻采用模數化分格尺寸，結合主體結構層高合理布置。利用Autodesk Dynamo進行參數化編程，控制幕墻網格劃分，輸入劃分規則生成網格，再在三維空間中推敲研究，通過改變參數微調局部，最終按照預想完美地完成幕墻分格劃分（見圖2）。

圖2 玻璃幕墻分格優化

2.3 幕墻節點深化模擬

在幕墻安裝前，將Revit幕墻外表皮模型與Tekla鋼結構模型導入Navisworks進行碰撞檢查，提前規避施工中會出現的問題，同時對復雜節點與狹小安裝空間進行可行性安裝方案模擬研究（見圖3～6），減少返工，提高施工質量。

2.4 三維可視化技術交底

在設計與施工階段，平面圖紙無法準確表達相關節點及部位構造，需采用BIM技術進行三維放樣（見圖7），并利用BIM可視化特點進行技術交底，可有效提高施工質量和效果。

2.5 利用BIM模型進行工程量及材料統計

依據幕墻BIM模型提取幕墻工程量，創建明細表輔助算量和工廠生產加工作業。

3 結語

中央歌劇院幕墻BIM技術專項應用改變了傳統幕墻深化方式，通過BIM可視化技術應用解決了復雜節點的工藝安裝難題，通過BIM工程量的快速提取及放樣機器人的應用，對工廠進行下料加工、安裝指導，從而為項目節約工期，降低成本。

圖3 幕墻單元板節點深化模擬安裝

圖4 拉索式玻璃幕墻節點深化

圖5 構件式玻璃幕墻節點深化

圖7 節點構造三維可視化交底