申 遠，王 歡，武港港，王文珂

（中建鋁新材料河南有限公司，河南 鶴壁 458030）

長期以來，我國建筑業(yè)一直被傳統(tǒng)粗放的生產(chǎn)方式所主導，不僅工業(yè)化程度低、生產(chǎn)效率低，而且資源浪費大、建設成本高，與當前國家轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略嚴重不符。數(shù)據(jù)顯示，在長達20年的20%～30%經(jīng)濟高增速時期，我國建筑業(yè)利潤依然長期低下，而這種情況是發(fā)生在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展且建筑業(yè)增速是GDP增速的2～3倍的情況下。為了將信息化深度融入新型建筑工業(yè)化，應著重抓好信息技術應用，尤其是在設計和施工階段用好BIM技術。所以設計階段應使用BIM技術對建筑工程進行優(yōu)化[1]。同時BIM技術在鋁模設計中的應用可以以更直觀的三維方式呈現(xiàn)真實的鋁模設計效果，相比于傳統(tǒng)二維模式的不直觀、更多的節(jié)點造型需要想象、需要多次重復修改，BIM技術可以更直觀地呈現(xiàn)三維設計信息，方便設計人員進行審核交接校對。

1 鋁合金模板在建筑工程中的應用有著很大的優(yōu)勢分析

其一就是施工周期短。鋁模板系統(tǒng)為快拆模系統(tǒng)，水平構(gòu)件模板在36小時后即可拆除，一套模板正常施工可達到四天一層，而且可以較好地展開流水線施工，大大提高施工進度，節(jié)約管理成本。其二能重復使用的次數(shù)多，降低了每次使用的平均成本，達到了節(jié)省成本的效果[2]。由于鋁模板系統(tǒng)采用整體擠壓形成的鋁合金型材做原材，安裝平整、牢固，鋁合金模板系統(tǒng)拆模后，混凝土表面質(zhì)量平整光潔，可達到飾面及清水混凝土效果，一套模板規(guī)范在施工條件下可重復使用300次以上。其三施工方便、效率高。鋁模板系統(tǒng)組裝簡單、方便，模板與模板之間采用定型的銷釘固定，安裝便捷。其四鋁合金模板是由鋁模板加工工廠按照建筑結(jié)構(gòu)施工圖進行鋁合金模板深化配板，采用鋁板及鋁合金型材制作成鋁合金模板，在模板發(fā)往工地之前會進行整體預拼裝，預拼裝過程中會將所有可能出現(xiàn)的問題提前發(fā)現(xiàn)解決，解決了施工現(xiàn)場加工改動不方便的問題。

2 鋁合金模板鋁模設計過程類型

鋁模設計過程分為深化設計和配模設計，深化設計是根據(jù)結(jié)構(gòu)、建筑、機電等專業(yè)的施工圖紙進行整理，提取出實際鋁模板工程所需要的墻、梁、板、樓梯、節(jié)點等信息，同時將造型節(jié)點進行統(tǒng)一優(yōu)化。為了增加鋁模使用層數(shù)，會對非標樓層的造型節(jié)點提前考慮，如會采用鋁木結(jié)合的施工方式增加使用層數(shù)，也會附一些建筑工程常見二次結(jié)構(gòu)做法，如反坎。同時還會考慮建筑常見二次精裝修做法，如一些后砌墻部位需要鋁模工程帶出抹灰壓槽、窗戶部位需要帶出企口，使建筑墻體表面允許偏差、觀感質(zhì)量達到免抹灰或直接裝修的質(zhì)量水平。一些項目還會考慮到現(xiàn)場的爬架定位，對爬架附著點進行提前定位，鋁模施工到相應層數(shù)后會考慮對爬架的影響提前做好施工避讓方案，綜合各種水管管線信息提前對施工方案進行設計，方便現(xiàn)場施工。各專業(yè)的實際施工信息通過鋁模深化人員的整理，匯總到一起，使其最終成為適合鋁模設計的鋁模深化底圖。配模設計是將深化設計之后的平面二維圖紙進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換成三維BIM可視化模型，在三維模型的基礎上進行鋁模板設計，根據(jù)模板施工布置圖，選用標準模板，設計非標準模板繪制配板設計圖和支撐系統(tǒng)布置圖。同時會根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載和施工設備等條件進行計算，并應采取相應的構(gòu)造措施進行加固設計，鋁模板配模設計時也會按照部位進行配模設計，如常見的墻、梁、板、樓梯節(jié)點等，三維配模完成后提取鋁件、鐵件、配件的生產(chǎn)清單，繪制異形模板的加工圖，整理現(xiàn)場施工需要的拼裝圖紙，匯總審核無誤后資料下發(fā)至鋁模加工廠進行生產(chǎn)預拼裝（如圖1）。

圖1 鋁模設計最終效果圖

對于一些鋁模板加工企業(yè)來說，盡可能地縮短前期深化設計的時間來給后期生產(chǎn)加工爭取時間，才是縮短整個生產(chǎn)周期的關鍵所在，如何提高鋁模設計效率成為各個公司需要面對解決的問題。

BIM協(xié)同可以縮短鋁模設計時間，依靠局域網(wǎng)網(wǎng)絡，可以大幅度提升文件傳輸速度提高文件共享效率。傳統(tǒng)鋁模設計過程中文件的傳輸需要借助于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡，而互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的帶寬又受制于寬帶運營商，大多數(shù)情況下很難超過100M/S。如果借助于公司內(nèi)部組建的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡傳輸速度僅僅會和硬盤的讀取速度有關，隨著這幾年電腦硬件的發(fā)展，很多電腦已經(jīng)配備固態(tài)硬盤，平均讀取速度往往在400m/s～2G/s的范圍，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡寬帶傳輸數(shù)據(jù)是很難達到這個上傳速度的，所以在局域網(wǎng)文件傳輸有著很大的優(yōu)勢。通常鋁模設計的BIM最終版三維配模文件大小在100兆左右，在局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)時幾乎是妙傳，正常項目中基本感覺不到網(wǎng)絡傳輸?shù)难舆t，所以在局域網(wǎng)進行BIM協(xié)同有著很大的優(yōu)勢。

鋁模設計時應提前做好BIM三維樣板文件，樣板文件對一些常用構(gòu)件進行顏色區(qū)分，同時將一些特殊構(gòu)件進行區(qū)分，且樣板文件通過自帶過濾器功能，對一些特殊做法節(jié)點進行單獨區(qū)分，如墻的過濾器應包含墻厚不等于200mm寬度的、高度不等于層高的，梁過濾器應包含梁上翻及下沉，板過濾器應包含內(nèi)容頂板厚度不等于100mm、升板降板等內(nèi)容[3]。過濾器功能的加入可以方便深化人員快速直觀地看到工程的難點，同時也方便快速核對BIM三維模型與深化底圖，避免因前期的建模錯誤導致后期配模人員修改配模內(nèi)容的重復無效工作（如圖2）。

圖2 樣板文件包含的常用過濾器

3 鋁合金模板鋁模設計具體過程

深化溝通過程中可先將一些基礎構(gòu)件優(yōu)先建立BIM三維模型，同時利用BIM軟件自帶的過濾器功能對一些上翻構(gòu)件進行特殊顏色標識，方便深化人員仔細核對。深化人員會對前期的BIM三維模型進行校對，確認無誤后會通過局域網(wǎng)共享BIM模型及項目資料（如圖3）。

圖3 深化人員建立的三維模型

配模人員將深化人員建立的三維模型采用鏈接的形式鏈接到一個中心文件中，此過程中深化人員建立的模型僅作為參照，配模人員無法對參照文件進行修改，同時根據(jù)配模部位的不同劃分為不同的工作集，方便配模人員進行配模工作，深化人員只需更新維護深化模型，配模人員只需更新維護配模文件，兩個過程同時進行，相互參照，可提高工作進度，將傳統(tǒng)的鋁模設計周期明顯縮短。

由于配模時是按照先從頂板配模，隨后梁配模，最后墻配模的順序執(zhí)行，而頂板基本上變化都不會大，所以頂板是可以最早配模甚至出清單的。隨后梁配模人員可以根據(jù)頂板配模的三維模型進行參考，再對梁進行配模。梁配模人員對梁進行配模后，墻配模人員可以根據(jù)梁配模對墻板進行配模。各個部位的配模信息進行相互參照，在此過程中，每個配模人員的工作集只能被相應部位的人員編輯，其他人員一律沒有編輯權(quán)限，如被誤操作則會進行提示協(xié)同文件不能更新，需重新復制中心文件同步之后進行繼續(xù)配模工作。此過程中配模人員應嚴格執(zhí)行配模操作權(quán)限。至此項目的第一階段已經(jīng)完成（如圖4）。

圖4 配模人員根據(jù)部位不同劃分工作集

項目的第二階段是在深化圖紙簽字完成后，本項目的所有工程做法已經(jīng)確定，深化人員會對深化BIM模型進行二次細節(jié)修改，在此環(huán)節(jié)中修改的內(nèi)容主要是外墻節(jié)點造型部位。由于外墻節(jié)點部位造型比較多，細節(jié)問題需要考慮的比較多，所以節(jié)點部位的配模工作一般都是項目進行到最后才進行。而此時的深化人員對三維BIM模型的修改對配模設計幾乎沒有影響，同時進度又能提前往前推進。針對深化人員對三維BIM模型修改的部位，可單獨使用特殊顏色進行標注顯示，同時通知配模人員三維BIM模型有變化。配模人員接收到變化時，可單獨隱藏配模工作集，獨立顯示三維模型從而更快地定位到變更位置，快速地修改配模文件提高工作效率。

Autodesk Navisworks 軟件能夠?qū)utodesk AutoCAD和Autodesk Revit系列等相關BIM應用創(chuàng)建的設計數(shù)據(jù)，與來自其它設計軟件的幾何圖形和信息相結(jié)合，將其作為一個整體，通過將多種文件格式進行合并達到實時審閱審查的要求，同時也無需考慮過程中產(chǎn)生的文件大小。通過對三維項目模型中存在的問題產(chǎn)生的報告，Autodesk Navisworks能夠幫助用戶降低低級錯誤的發(fā)生，并支持用戶在特定的時間和空間進行協(xié)調(diào)，對項目的工作流程進行提前規(guī)劃，提前規(guī)避不必要的風險（如圖5）。

圖5 Autodesk Navisworks支持文件類型

在鋁模設計過程中也會常用到它的碰撞檢查功能。深化配模完成后，通常是將三維BIM配模文件以NWC的文件格式導入到Autodesk Navisworks軟件中進行碰撞檢查。由于配模人員配模時的鏈接文件是深化人員提供的，此處鏈接只作為參考對象，在做碰撞檢查時可采用附加模型的方式將底圖三維BIM模型和配模三維BIM模型放在一起進行檢查，兩者可以相互參照，碰撞檢查時可像此過程檢查模板與模板之間、模板與混凝土構(gòu)件之間的碰撞，進而提高模板正確率。根據(jù)項目的精度，可調(diào)節(jié)不同的碰撞檢查方式，同時三維BIM模型中族的模式也引入到Autodesk Navisworks中，可單獨選擇兩個族類型進行碰撞檢查。

如圖6所示，針對項目中出現(xiàn)的碰撞點，可利用Navisworks中自帶的功能如隱藏其它或者高亮顯示來進行單獨觀察。每次設計人員看完一個碰撞點，碰撞檢查結(jié)果界面在相應的碰撞序號處顯示一個照相機圖標，表示此處位置相應人員已經(jīng)看過，圖標的不同可以避免因碰撞檢查位置較多出現(xiàn)漏看的情況。由于Navisworks軟件的輕便顯示，可快速審閱完所有碰撞點，實際項目中，可重復多次步驟直至出現(xiàn)無碰撞點，另外Navisworks也提供了動畫制作的功能，針對一些特別復雜的部位，可單獨制作成施工動畫或者漫游動畫，協(xié)助現(xiàn)場施工人員施工或者對外演示宣講，達到了通俗易懂的目的。檢查完成后，可單獨點擊每個檢查出碰撞的位置點，同時在Navisworks定位到碰撞點后可跳回至三維BIM軟件中修改，定位到BIM中相應的碰撞位置點進行快速修改。借助于BIM協(xié)同技術，很多工作可以同時進行，例如在檢查碰撞的過程中配模人員可同時進行出圖操作，由于是采用BIM設計，三維配模文件更改的同時出圖也會自動做相應的更改，無需重復出圖操作，減少了后期修改配模文件對整個項目周期的影響，提高了設計出圖效率。

圖6 Navisworks后期碰撞檢測

在項目管理中，基于BIM技術的文件協(xié)同是項目過程及最終文件長久儲存的基礎，不同的專業(yè)將不同專業(yè)的初版設計圖紙、最終版圖紙、過程中的變更、出現(xiàn)的問題記錄文件等信息與專業(yè)模型構(gòu)件進行關聯(lián)，能夠查詢到任意時間段的模型匯總信息、變更信息、出現(xiàn)的問題及解決辦法，便于后續(xù)項目參考總結(jié)模擬過程。同時結(jié)合現(xiàn)有的云技術和移動技術，項目設計人員還可以將整個項目的BIM模型及過程文件的文件同步保存至云端，同時本地也將備份，確保工程文件能夠暢通無阻地在項目中機型共享。同時可以通過互聯(lián)網(wǎng)中興起的各種輕量化平臺，將BIM模型上傳至云端平臺，通過云端的一些輕量化技術進行優(yōu)化，達到多平臺僅需一個瀏覽器就能審閱整個項目的要求，一方面降低了硬件成本，同時也方便了個部門隨時隨地查閱的需求，從而為現(xiàn)場辦公和跨專業(yè)協(xié)作提供了極大的便利。一些互聯(lián)網(wǎng)平臺也加入了對BIM模型的支持，如釘釘?shù)腂IM慧工程、騰訊的大象云平臺，更是與日常的辦公達到了高度融合，如釘釘?shù)腂IM慧工程會提示指定發(fā)送的用戶是否查看BIM文件，避免了部分人漏通知耽誤整個工程的進度。互聯(lián)網(wǎng)+BIM的平臺發(fā)展方式將作為未來主流的平臺發(fā)展模型。

4 結(jié)語

我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術給建筑業(yè)的發(fā)展帶來了新的動力。BIM技術是一種基于信息技術的新技術，這種技術的出現(xiàn)在很大程度上彌補了傳統(tǒng)建筑業(yè)在設計過程中的存在的各種不足，提高了設計質(zhì)量和效率。借助于BIM三維的直觀可見性和多樣化的碰撞檢查方式可檢查出鋁模板工程的常見設計錯誤，一些不易察覺的設計錯誤也能直觀的看出并及時改正，使整體設計水平得到保證，不會出現(xiàn)重大的設計失誤。局域網(wǎng)協(xié)同概念的引入，解決了不同設計人員部位劃分不明確的問題，一些BIM樣板文件及族庫的建立和積累，過濾器功能的不斷完善，可以幫助設計人員快速的進行設計，同時借助于BIM軟件的開放性，可以建立完全符合自己公司個性化要求的族類型，便于和其他成員快速分享，同時也有利于公司自己的技術積累。但受限于BIM軟件精度的問題，一些樓梯異形模板出加工圖紙時精度無法保證，還需借助其他的機械設計軟件進行樓梯部位輔助設計。