全过程BIM+着力打造“智慧剧院”
从北京市建筑设计制作研究院有限公司获悉，由北京建工和北京建院联合申报的北京艺术中心工程，日前从来自35个国家的300余个项目中脱颖而出，获得“Autodesk设计制作与制造大奖”。这座承载着千年之城历史文脉的“文化粮仓”，以全专业、全要素、全过程BIM+智能建造应用为愿景，着力打造全球工程建造科技水平领先的智慧剧院。
全过程BIM+智能建造“智慧剧院”
据了解，Autodesk设计制作与制造国际大奖的前身是全球工程规划建设行业卓越大奖，已有十余年的历史，是工程数字化领域全球最具影响力的国际奖项之一，每年均有大量来自不同国家的行业顶尖团队和项目参赛，并最终由行业领军专家组成的评委团队评审出各子类别奖项中的唯一大奖，获奖项目和企业也获得了来自全球同行的高度认可。截至现阶段，来自中国历届申报的项目已累计近500个，这一奖项也逐渐成为我国规划建设企业走出去、展现科技水平的重要平台。本次获奖是我国在大赛全面升级后的成绩突破，充分体现了北京艺术中心项目在工程规划建设领域数字化、自动化与智能建造创新、创效方向的国际先进性，是国有企业数字化转型的重要成果，也是建造大国技术实力的证明。
北京城市副中心大运河畔的北京艺术中心，是一座由戏剧院、歌剧院、音乐厅、室外剧场组成的综合演艺中心，它以“文化粮仓”为设计制作理念，意在再次呈现世界最大、最古老的运河岸边往昔的繁华盛景。作为北京“文化中心”和“国际交往中心”的重要组成部分，项目有着高速度、高品质、高标准的规划建设要求。剧院建筑是国际公认的高建造难度公共建筑，不仅声学标准高、楼中楼结构复杂，而且舞台工艺与多专业综合深化难度大。北京艺术中心在规划建设伊始就制定了全专业、全要素、全过程BIM+智能建造应用愿景，励志全面实现数字交付，着力打造出一座智慧剧院。
阳光下，“文化粮仓”的外檐呈现出美轮美奂的光影变化，“大幕拉开”的灵动意象非常具有视觉冲击力。其设计制作灵感来源于通州古粮仓和运送物资的船舶，这些极具动感的曲面造型和屋顶轮廓，既是对于古粮仓建筑屋面曲线的写意勾勒，也抽象地再现了古运河上运输船只扬帆启航的盛况。而“大幕拉开”的效果，是靠跨度超过155米的单层曲面钢网壳的完美落架和4134块不同的三角形幕墙单元严丝合缝拼接实现的。
在设计制作上，项目通过参数化设计制作，运用模型优化双曲面屋面造型，调节结构和完成面尺寸，最终使每一榀钢梁的曲率一致、每一个板块曲率一致，大大提升了屋面的有理化程度。外立面则利用参数化程序，将所有板块信息统计并整合，使扭曲三角板都拥有唯一性。再通过程序手段实现板块以及龙骨的批量建模和数据提取工作，为材料优化、成品保护、安装定位等工作带来极大便利，有效提升生产与安装工作效率。
数字化、智能化系统呈现顶级听觉盛宴
声音是一座剧院的灵魂。北京艺术中心的顶级声学效果，是灯光、音视频、融媒体、屋面浮筑系统、声学封堵、座椅、隔声门等70项专业系统利用BIM模型不断协同深化设计制作实现的。各厅堂需要确保观众厅施工形体的精确来调节声线反射和散射。设计制作中，利用ODEON软件开展建筑室内声学仿真模拟，模拟、预测、图解观众厅内的声环境，优化声学设计制作。施工中则通过激光扫描还原实际结构，更新模拟，并作为精装造型深化和调节依据，防止施工误差造成的声线反射偏差。并利用Dynamo开展参数化编程，自动判断管线路由对各房间噪声调节的影响，在管综过程中实现动态预警等，正是通过这些先进的数字化、智能化系统，才呈现出当下的顶级听觉盛宴。
此外，在专项设计制作方向，通过建模模拟人流疏散来辅助特殊消防设计制作。模拟观众视线来辅助剧场剖面设计制作。在管综设计制作方向设计制作团队将建筑、结构、机电各专业模型信息集中反映在设计制作文件中，着重推敲调节各重点机房、重要空间、夹层空间等位置的管线排布，达到建筑要求的效果，以期确保施工完成后的净高满足设计制作要求。在机房设计制作中则开展了1：1排布，将更多空间留给主要作用。
数字化模型支持剧院运营管理
北京艺术中心基于BIM模型和Tekla模型进行跨专业设计制作综合协调，基于钢结构深化模型，采用套料系统自动生成材料排版图并直接导入数控切割设备，达到所有零部件100%的数控切割率，加工完成后通过三维扫描还原加工构件实际尺寸，基于激光扫描技术辅助钢结构预拼装，通过测量机器人、焊接机器人、探伤机器人辅助钢结构现场施工，在全球建筑工程领域首次实现自动调节探伤，实现了钢结构高精度安装，节约用钢量1300余吨。除此之外，在二次结构、幕墙、舞台机械、精装、机电等专业全面进行了面向预制和组装的深化设计制作，利用BIM模型开展下料及加工，基于虚拟预拼装与BIM放样技术，确保所有异形构件一次性安装到位，以还原设计制作方案。现阶段，北京艺术中心工程通过数模分离的工作方式开展BIM数字化交付，形成数字化竣工模型，该模型将用于支撑北京艺术中心未来在碳排放、能源、消防、安防、票务与人流管理等方向的智慧运营管理，让这座剧场真正成为一座智慧剧场。
在“BIM+智能建造”全过程应用的助力下，北京艺术中心完美亮相在大运河畔，预计年底正式运营。这座世界级超一流剧场，将丰富京津冀地区人民群众的文化视野和感官体验，也将吸引世界各地的优秀艺术家云集于此，国家大剧院全面开启“一院三址”的发展新格局。该项目也将为我国企业带来宝贵的建造经验，并推动越来越多的中国企业通过数字化升级创造更大价值。
在“BIM+智能建造”全过程应用的助力下，北京艺术中心完美亮相在大运河畔，预计年底正式运营。
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