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        幕墻設計工程中的BIM技術分析

        2015-10-21 16:40:47李超
        基層建設 2015年30期
        關鍵詞:應用

        摘要:BIM技術早幾年前已進入我國建筑行業(yè),被設計單位廣泛應用。隨著BIM技術的不斷推廣,各類施工單位及科研院校也開始重視并應用。目前我國一些大型復雜的幕墻工程均使用BIM技術進行建模,取得很好的效果。本文主要對幕墻設計工程中的BIM技術進行分析,供同行借鑒參考。

        關鍵詞:BIM;幕墻設計;應用

        引言

        BIM技術的本質其實是首先是建模,其次便是圍繞著此模型進行一系列的工作應用。從理論上來講,開發(fā)商在提出項目方案開始便可以運用BIM軟件進行建模獲得預算數據等信息,這些信息可以支持其決策。然后提供規(guī)劃設計文件供政府部門審批,將修改意見在BIM模型中體現。模型流轉到建筑師和設計分包時,他們進行擴初設計,配合招投標等,圖紙和模型在這一階段是關聯(lián)的,模型的幾何信息在不斷的調整,并定義出初步的物理信息和功能信息,以作為下一階段總承包單位和施工單位的實施指導資料??偝邪鼏挝粫IM在施工階段進行調整,添加和修正各種信息,并將施工信息返回模型中,以管理和控制專業(yè)分包以及材料商的運轉。監(jiān)理單位在項目實施過程中從模型中獲取幾何信息、功能信息,可視化比對設計與施工成果的差距,而后提出意見。最后,工程項目竣工時將形成兩個完全相同的建筑,一個在現實世界,另一個存在于電腦中,兩者通過管理系統(tǒng)相互關聯(lián),物業(yè)可以基于電腦中的建筑對現實世界的建筑進行控制。

        BIM是技術,也是方法,項目可以在此平臺上進行收集并管理,整個業(yè)務流程均可以協(xié)同管理,在不同的階段提供準確的數據及信息,達到共享與交流信息等目的,提高了項目的進度及質量。

        一、BIM在國內的應用現狀

        目前,國內BIM的主要狀況是:a)大部分業(yè)內人士聽說過BIM;b)設計院大都已經開始應用BIM開展工作;C)大學院校開設了BIM課程,逐漸輸出BIM人才;d)國家已經明確了BIM發(fā)展規(guī)劃并著手制定相關BIM標準;e)越來越多的業(yè)主開始重視并在自己的工程項目中實踐BIM;F)一些大型施工單位正積極運用BIM為自己創(chuàng)造價值;g)越來越多的BIM咨詢顧問公司正在出現;h)復雜形態(tài)項目、大型項目強制要求使用BIM。比如上海中心大廈、凌空Soho等。

        二、BIM的應用軟件

        BIM概念涉及的領域比較廣,包含建筑物從規(guī)劃設計、施工到運營管理整個生命周期,因此每個領域都有與之相關的BIM軟件。比如BIM建??蛇x擇許多軟件廠商的軟件,一般來說根據相關專業(yè)人士總結出的經驗,可以按照如下原則選擇軟件,但也不是絕對的:

        (1)民用建筑用Autodesk Revit;

        (2)工廠設計和基礎設施用Bentley;

        (3)單專業(yè)建筑事務所選擇ArchiCAD,Revit,Bentley都有可能成功;

        (4)項目完全異形、預算比較充裕的可以選擇DigitalProject或CATIAo

        三、BIM在幕墻中的應用

        BIM在幕墻中的使用,最早只是用于一些外形復雜的項目,雙曲彎扭的截面用CAD制圖無法繪制(如圖1所示)。BIM軟件有強大的三維功能,可以根據參數建模,然后在模型的基礎上進行設計,按照實際幕墻的板塊進行分格,最后再從三維模型中拆分出每一個板塊,直接生成加工圖,以指導加工,保證幕墻安裝完成面,能流暢的表達出設計師想要的效果。

        圖1 雙曲彎扭的截面

        目前國內傳統(tǒng)的幕墻設計主要依賴于CAD軟件進行二維的圖紙繪制。根據設計院給定的平立面及結構圖紙,進行幕墻系統(tǒng)的深化設計,不同位置繪制幕墻的分格,在幕墻分格的基礎上進一步細化為幕墻的節(jié)點圖,以分格和節(jié)點圖為依據繪制不同材料的加工圖,進行下料加工,進而上墻安裝。

        通過在不同工程項目中的一系列BIM實踐,我們總結了BIM在幕墻工程中的核心價值包括:

        (1)曲面優(yōu)化:設計師對建筑外形的設計理念是理論性的,比如很多工程的曲面是無規(guī)則的,或者說參數化的。用普通的軟件難以繪制出建筑的外形,更不要說進行深化設計。幕墻BIM軟件具有強大的三維功能,可以按照建筑師的設計理念模擬出設計師想要的外形。把理論性的概念變成實體模型(如圖2所示)。

        圖2 BIM軟件三維模型

        (2)方案推敲:有了模型.再在模型的基礎上進行細化。即把外立面按幕墻的面材材質不同進行分格。幕墻BIM協(xié)助設計師進行參數化幕墻分格,根據設計師的需求通過參數化控制幕墻分格,快速準確表達設計師的設計理念。幫助設計師在設計理念與制造成本之間尋找平衡點。在不影響設計師設計理念的前提下,對曲面玻璃平面化,自由曲面板材可展化,降低生產安裝難度,減少建造成本。

        (3)幕墻系統(tǒng)基礎建模:根據設計師的圖紙和幕墻顧問公司的大樣節(jié)點圖,快速搭建模型,直觀展示建筑的真實表現,完成幕墻系統(tǒng)的基礎建模。也可通過與其他專業(yè)模型整合檢查幕墻的設計缺陷和建筑、機電、結構、鋼結構的問題。基于BIM創(chuàng)建的三維模型,對外幕墻、外幕墻支撐鋼結構及其他相關專業(yè)進行碰撞檢查,快速發(fā)現問題,協(xié)調解決。

        (4)幕墻深度建模:通過幕墻公司的節(jié)點圖以及前期制作好的模型進行深化建模,模型參數化可以提取出加工、定位所需的數據,根據幕墻公司的需求制作加工圖,定位圖。幕墻公司按照BIM建模的數據圖紙進行生產和安裝,保證了設計師對建筑外形要求的延續(xù)性,在施工階段避免了對建筑形體的更改。

        (5)構件加工圖,定位圖與數據:

        模型可直接導出材料加工圖紙,直接與加工廠接口,進行下料加工?;贐IM模型,可快速分析現場測量數據,自動對不同偏差情況分類判別(正常偏差征超差項超差),效率大大提高;

        可運用現場測量數據,快速修正設計模型,提取加工圖,抽取細目定額理論數據。即使在超過設計運行的偏差情況下,也通過快速設計變更響應一>設計加工運輸綠色通道等措施,在最短時間內可將新構件運至現場。響應速度大幅提升;

        進行BIM模型預拼裝。對于偏差較大的情況,采用先進的測量手段和設備,自動生產實際單元板塊,置人理論模型中進行現場預拼裝模擬。

        (6)簡易幕墻安裝動畫,指導安裝:可視化模型也是指導現場施工的重要參考數據,可以通過模型進行施工順序的指導?;贐IM創(chuàng)建現場施工機具模型,包括鋼平臺、雙層吊籃、施工吊機等等,進行運行分析模擬。

        (7)幕墻系統(tǒng)數據管理:BIM模型在幕墻使用過程中的應用。在模型中快速找到破損位置的單元板塊編號,進而找出其對應的玻璃規(guī)格以及鏈接的構件加工圖。同時,分析該板塊兩側的單元尺度,從而制定合理的更換方案。

        四、結束語

        綜上所述,BIM是可以貫穿于幕墻的設計、招標、施工及后期的運營整個過程之中的技術。未來的幕墻設計中BIM將取代CAD等二維軟件,成為不可或缺的設計技術。

        作者簡介:

        李超,1987年11月,男,本科,湖南省岳陽市,從事幕墻設計類工作,研究方向:幕墻設計及施工。

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