BIM在建筑设计中的典型应用

在剧场的设计过程中，运用欧特克BIM软件帮助实现参数化的座位排布及视线分析，借助这一系统，可以切实的了解剧场内每个座位的视线效果，并做出合理、迅速的调整。根据座椅的设计尺寸，以单元的形式整合到模型中，可对每一个座椅的间距、尺寸等进行即时的调整，并结合通用人体模型模拟视线。欧特克BIM软件可以根据建筑师的要求自动生成各个角度的模拟视线分析，通过视线分析模拟，建筑师可以直观的看到观众视点的状况，从而逐点核查座椅高度和角度，进而决定是否修改设计。根据参数化模型可直接生成视线分析表格，在参数化的辅助下，高达1550座的视线分析，这几乎不可想象的工作量，都可交由参数化软件模拟，不仅提高了效率，也降低了错误率。

图3 视线分析模拟

图4 视线模型分析结果

在BIM技术的统一设计平台帮助下，各阶段都可以与各专项设计团队紧密的同步并共享设计成果。这一模式大大加快了设计的效率，同时避免了各团队之间由于沟通问题而产生的失误与返工。在剧场专项设计过程中，BIM技术可以对舞台设计中的面光、耳光、追光的角度和投射面进行即时的模拟，即减少了工作量也提高了工作效率。

图5 剧场综合专业设计图

对于观众厅来说，吊顶板声学设计非常重要，要满足一次反射声的要求，并能够最大限度的扩展观众厅内的混响时间。针对剧场内表皮模型的复杂性，借助欧特克软件搭建的BIM平台和Odeon声学软件，可以在很短的时间里建立完整的声学模型，模拟并纠正模型的问题，并反馈到设计师手中。

图6 声学-混响时间 图7 声学-EDT分布 图8 声学-清晰度

在整个观众席区域所有网格点(1m x 1m 的网格)的计算结果显示了声学参数随空间位置的变化，用彩色图来显示这些计算值可以清楚地表示声学参数在座位区域的分布。

图6显示了频率为1000Hz 时观众厅内混响时间的分布，混响时间的变化范围是0.8s 到1.8s。在一个声扩散空间内，混响时间的分布是均匀的，图7显示了频率为1000Hz 时EDT（早期衰减时间即人们对一个房间混响时间的感受）的分布。EDT的变化范围为0.8s 到1.8s。可以看出池座后部和楼座看台的观众席处具有较低的EDT值（图中的深色部分），这一结果表明这些观众席处的声音将具有较低的丰满度和混响感。图8显示了模型中两个对清晰度来说至关重要的区域。在池座的中央位置颜色很深，表明该区域的声音具有较低的清晰度，这也表明该区域接收到的早期反射声较少，而较多地暴露在混响声场中。根据这些建议，通过不断的修改室内模型的造型，以便更好的满足观演的需求。

在BIM模型内建立一套反馈机制，生成从声源到反声板再到观众区的一套计算模型。在这套反射模型中，通过调整反声板的角度、大小、高度等数据，确保来自声源的声音能够准确的落在观众席上，最终将反声板整合到观众厅内表面模型中，并由Odeon声学软件进行验证。

图9 观众厅内表皮调整前

图10 观众厅内表皮调整后

同样的，BIM技术在建筑结构形体的塑造也体现了不可替代的作用。

建筑造型的缘起，选择了寓意珠海历史与文化的双贝形象。歌剧院的观众厅和主舞台、后舞台都涵括其间，建筑造型纯净而自然，通向歌剧院上部楼层的交通系统完全设计在贝壳区的钢结构之间，走在楼梯上观众既可以通过玻璃和细目金属穿孔板欣赏室外的阳光、大海、景观绿化屋面，又可以透过室内的细目金属穿孔百叶，欣赏观众厅球体及贝壳的优美造型。

图11 室外人视图

图12 歌剧院交通厅