今年6月，《深圳市数字孪生先锋城市建设行动计划（2023）》正式发布，提出建设“数实融合、同生共长、实时交互、秒级响应”的数字孪生先锋城市。在此背景下，由深圳市人民政府主办、深圳市政务服务数据管理局承办，深圳市发展改革委、科技创新委等单位协办的“先锋杯”数字孪生创新应用大赛作为重点活动，开启了数字孪生系列活动。
围绕“以赛促建、以赛促用、以赛促产”的总体思路，“先锋杯”数字孪生创新应用大赛共设置了BIM技术与创新应用、CIM技术与创新应用、地下空间专题技术与创新应用等三个赛道，每个赛道分设不同方向赛题，邀请全球各大企业、高校、科研机构参赛。
2023年11月13日，首届深圳市“先锋杯”数字孪生创新应用大赛举行了颁奖仪式。经激烈角逐，深圳市建筑工务署5个项目在BIM技术与创新应用赛道斩获二等奖2个、三等奖1个、新锐奖1个以及优秀奖1个，其中，国际演艺中心项目、深圳理工大学建设工程项目荣获二等奖。
项目综合利用数字化手段赋能设计，突破传统的标准、科技和技术在剧院中的应用场景，开拓“数字创生”绿色智慧型剧场的设计路径。
△国际演艺中心项目效果图
△风环境模拟模型图
△建筑能耗及碳排放模拟分析
利用ECOTECT（建筑性能分析软件）进行热环境模拟，调整挑檐进深及高度，为建筑周边提供4米以上的檐廊阴影，降低58%的立面太阳辐射热，营造低碳的建筑界面。通过分区控制空调舒适度，减低30%的空调负荷；量化自然通风，确保过渡季的零碳运维效果；优化天窗参数，降低热量，避免炫光；评价太阳能光伏位置，提升20%综合节能率。
利用自主研发的“光线追踪算法”，演算形体的光反射影响；最后，制作大比例模型完成实体风洞试验，确定荷载数据。整个路径大大提高了设计效率，节省了物理试验成本。
观众厅的设计中，利用自主开发的参数化程序，将技术指标转译成电脑可读取的近10个目标要素，智能生成强排方案；依据运营需求，选取合适强排方案，塑造室内意向；
△人行交通模拟
同平台，同模型基础上的协同工作，是成熟的BIM应用优势，项目在这方面的难点及创新点主要集中在：幕墙六边形板的参数化拟合难度高。
需要综合利用参数化分析和数字渲染、筛掉比选项；
利用3D打印技术，推敲连接构件；
利用数字化拉压成型技术，制作大型材料样板；
最终完成分板、精度控制、工程量统计等设计目标。
结构深基坑、声学隔振、超限设计难度高。利用参数化技术建构4152个节点，18111个单元的空间定位模型；利用SAP、MIDAS、YJK，完成5大类计算及12项专项分析；最终导出完成承载力验算的三维构件模型，生成BIM图纸。
△正向设计出图
设备CFD模拟计算量大，室内3000万个四面体网格需要模拟，最终优化了20%的风口位置，模拟了数10种不用运营场景的空调运行模式。
△观众厅CFD模拟
给排水动态模拟雨水流动的路径，确定以“赤道线”分界的防、排水策略、划分92个异形汇水单元，量化5道环形水沟构造。
△屋面雨水动态模拟
项目积极响应《深圳市数字孪生先锋城市建设行动计划（2023）》工作要求，在数字设计中，以“绿色低碳”“数字智慧”为目标，经过大量的数字分析、模拟、比选及验证，让数字技术不仅仅停留在设计之后的“数字孪生”水平，做到真正利用“数字创生”提高建筑设计的效率和质量，深度聚焦BIM技术应用，赋能政府工程高质量发展。
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