新疆大剧院项目中的BIM技术应用

客户：深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院

新疆大剧院

图1新疆大剧院效果图

深圳市建筑设计研究总院有限公司始建于1982年，伴随着深圳经济特区的发展而不断成长。深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院（“深北院”）成立于2003年。深北院下设创作中心、规划设计所、建筑所、结构所、机电所、BIM研发推广部、项目管理部、质量管理部、财务部、大营销部、人事行政部等10个部门。专业技术人员130余人。从事各类工业及民用建筑设计、装饰工程设计、城市规划编制、项目前期可研、市政道路与环境景观设计，涵盖项目前期策划、可研编制、建筑方案及规划设计、施工图设计直至景观外线的全程设计服务，公司业务立足北京，并辐射至天津、河北、山东、内蒙、新疆及整个华北地区。连续三年荣获深圳总院颁发的“优秀设计院(所)”荣誉称号。

深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院（简称“深北院”）作为业内著名的建筑设计企业，近年来在异形建筑和生态建筑的BIM应用方面进行了探索，在福建正荣金融财富中心项目、承德4#地项目中均不同程度的运用了BIM技术作为工作手段，新疆大剧院这一项目更是全方位的应用BIM技术解决了包括复杂形体定位、绿色节能分析、精细化设计等方面的问题。

Autodesk®Revit®Architecture
Autodesk®Revit®Structure
Autodesk®Revit®MEP
Autodesk®Navisworks®
Autodesk®Ecotect®
Autodesk®3dsMax®
Autodesk®SimulationCFD

客户感言：

全专业、全过程、信息化集成应用以及以互联网云技术为代表的新形势，是未来工程建设行业发展的必然趋势。我院将在未来继续扩大投入和支持BIM技术。

—韩纪升院长深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院

BIM带给我们的不仅仅是一个新技术的集合，它带给我们的是建筑工程、市政工程、工业工程领域的产业革命。未来，我们期待欧特克能带给这个行业更多的惊喜。

—穆英项目总监深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院

BIM技术在建筑设计领域的运用，是未来的一种趋势，我们能做的只有勇敢的面对，逃避是必然被竞争所淘汰的。

—马净建筑所所长、新疆大剧院项目主持人深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院

天山下的雪莲花
新疆大剧院项目中的BIM技术应用

案例正文：

项目概况

新疆大剧院项目由新疆昌吉西域国际文化旅游产业园开发有限公司投资开发，位于昌吉屯河边“大美新疆城”旅游文化中心南侧。

新疆大剧院采用国家级建筑大师孟建民的设计方案——“天山下的雪莲”，建筑物以新疆“仙物”天山雪莲的形象为原型，通过抽象与创新，形成里外层套的伊斯兰建筑穹顶造型，主体建筑坐落在4万平米的台基上，神似一朵天山脚下含苞待放的雪莲花，以圣洁的形象寓示着吉祥如意，是新疆昌吉州标志性建筑。

天山雪莲是造物主赐给新疆的“仙物”，生长于天山山脉海拔4000米左右的悬崖陡壁之上，其傲霜斗雪、顽强生长的品质使人们奉雪莲为“百草之王”，是高尚、纯洁、吉祥如意的征兆，“何亭亭而独芳！”是唐代边塞诗人对天山雪莲的吟唱。

新疆大剧院项目以天山雪莲的形象为原形，通过抽象与创新的设计，形成与伊斯兰建筑穹窿顶神似的大剧院主体建筑形象，像一朵含苞欲放的雪莲花，同时通过蓝色琉璃饰面材质表达出圣洁、高尚的品质，红色砖纹肌理表达出浓烈的新疆文化特征。

图2新疆大剧院室内效果图

大剧院主体建筑点缀以伊斯兰特征的拱券、长廊、水池等特色元素，形成天圆地方的中心对称构图，是“印象西域”国际旅游城的中心地标，创造出全新的现代伊斯兰文化建筑形象，全面提升旅游城的品味与知名度。

项目难点

表皮——大剧院外表皮为复杂曲面，四个曲面很好的展示了设计母题“天山雪莲”的意识形态，复杂形体在各个专业之间造成了协同困扰。另外，复杂的外表皮也为建筑设计带来了非常大的挑战。

空间——观众厅内结合了复杂的声学反射板、吸声板、电声设备、升降舞台设备、暖通空调设备等。实际上，观众厅整体设计不仅仅是为了设计意图的表达，同时也要兼顾观众声学体验，视觉体验等。

BIM在建筑设计中的典型应用

节能——大剧院项目地处严寒地区，冬季寒冷夏季炎热。同样，技术措施不同体型的设计造成能耗量差别巨大，如何能够确定一个满足方案设计下的最优体型，都是需要项目团队克服的难题。

结构——新疆大剧院空间向上内收，致使原先设想的消防楼梯无法上下贯通，为满足消防疏散的要求，经过性能化设计，建筑师决定利用外壳钢结构桁架双肢之间的肢距空间设置飞梯，对于弧形的结构钢架，能设计出符合规范要求的飞梯给项目团队在设计过程中带来了巨大的挑战。

BIM在设计中的应用

在观众厅的设计过程中，运用基于BIM的Autodesk Revit软件搭建建筑模型，并导入到人员紧急疏散逃生评估系统中进行人流疏散的模拟，虽然国家规范有明确的疏散宽度及疏散距离的要求，为了保险起见，深圳市建筑设计研究总院有限公司北京分院还是利用人流疏散软件进行人流模拟，对于观众厅聚集几千人的空间来讲，疏散问题尤为重要。通过对观众厅的疏散模拟，深北院的项目团队调整了出入口的宽度和数量，尽可能的保障观众的人身安全，同时也尽可能的降低了设计风险。

图3观众厅部分人员疏散模拟

图4人员疏散模拟结果

在BIM技术的指导下，各个专业都通过BIM技术统一起来，方案和初设阶段由于大剧院项目的异形外壳设计，常规的二维方式难以定位与楼板相交的外壳边缘，而利用AutoCAD则可切出不同标高标准的异形楼板边缘，导出DWG格式进行可用空间推敲与功能用房划分等深化设计。在方案期间，可根据量化图搭建准确的异形外壳，BIM模型提取幕墙面积供给幕墙公司参考算量和可行性商讨，并给各专业提供平立剖面图纸辅助设计与施工图出图。在室内异形剪力墙设计方面，常规二维设计难以定位飞梯具体位置，容易造成内壳与外壳的穿透，而建筑与结构专业的三维协同设计则能验证电梯高度是否满足设计要求，同时辅助验证钢结构异形外壳内的异形飞梯是否满足净高要求。

图5剧场综合专业设计图

图6异形飞梯剖面

在新疆大剧院项目中，要求台基层满足4.5m的净高要求，由于设备机房大都集中于此层，管线也非常的复杂，通过二维的方式很难达到设计净高要求。通过BIM技术指导机电专业的管线标高，管线综合也完全是以BIM为主体，通过反提资的形式返给各个专业。在各专业的努力下，最终达到了设计要求。

图7台基层管线标高及排布

BIM在建筑性能方面的应用

新疆大剧院位于新疆乌鲁木齐东北30公里的昌吉市，属中温带气候区，为典型的大陆性干旱气候，具有冬季寒冷、夏季炎热、昼夜温差大的特点。南部山区气候特征明显，北部沙漠性气候特征显著。年平均气温6.8℃，1月份平均气温为-15.6℃，7月份平均气温为24.5℃，极端最高气温39℃,极端最低气温-37.3℃。全年无霜期约155天左右，年均降水200毫米。因此合理的利用水资源和合理的主动与被动节能措施，对项目建筑生命周期的总成本影响非常大，深北院在概念阶段利用Autodesk Revit软件中的概念能耗模拟进行方案对比，从中找出最优形体的方案进行深化设计。

图8大剧院VIP室

图9大剧院概念能耗模拟

另外，利用风环境模拟新疆大剧院室外风环境，根据得出来的结果调整设计，以至于达到最优的效果，也同时根据模拟出来的结果指导场地规划设计。

同时，新疆大剧院项目对于舞台照明度、声学原理等要求也非常的高，深北院项目团队人员利用Autodesk Ecotect对整个室内进行相关环境分析，通过模拟对设计师进行指导。

基于Autodesk Revit等系列软件的BIM技术的实施，很好的解决了设计中的难题，降低了设计难度、提高了设计效率、节省了设计时间。

图11风压矢量图

图12人工照明分析

图13剧场内声粒子

总结

新疆大剧院项目为完美诠释西域风情，具有比较复杂的形体。观众厅、VIP室、共享大厅、异形飞梯等，业主都有较高的设计要求，基于Autodesk Revit等系列软件的BIM技术的实施，很好的解决了设计中的难题，降低了设计难度、提高了设计效率、节省了设计时间。