BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

辜令聰

沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司

BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

辜令聰

沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司

本文章以某項(xiàng)目為例，通過BIM技術(shù)的運(yùn)用，并且有效的利用犀牛軟件建立幕墻的立體模型，并且通過三維的環(huán)境中做好該項(xiàng)目的修改及相關(guān)設(shè)計(jì)工作，從而將很好的體現(xiàn)出了其技術(shù)的科學(xué)合理性與優(yōu)秀的應(yīng)用效果，這將對(duì)以后的異形建筑的幕墻設(shè)計(jì)工作有著很好的參考意義。

BIM 技術(shù)；幕墻；三維建模

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人們的生活水平不斷的提升，人們對(duì)于建筑的要求也在不斷提高，從而建筑行業(yè)在向前進(jìn)步，其建筑技術(shù)的水平不斷提升，施工技術(shù)的含量高與造型復(fù)雜以及外表美觀的建筑與異形的建筑物也隨之增多。因此本文將深入介紹在建筑幕墻的設(shè)計(jì)中如何更好的將BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑幕墻設(shè)計(jì)中以及介紹BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1、建筑幕墻設(shè)計(jì)

由于建筑形態(tài)的復(fù)雜性，給建筑幕墻的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的二維軟件無法滿足類似這些工程的方案設(shè)計(jì)、放線定位，材料下單的要求，需要建三維模型去完成，于是BIM軟件走進(jìn)了視野。BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息化模型，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。幕墻工程BIM系統(tǒng)是以三維數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在幕墻工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)各階段集成項(xiàng)目的工程數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)幕墻工程全生命周期管理的過程及方法。

2、工程概況

本項(xiàng)目英文簡(jiǎn)稱ITE，是某職業(yè)技術(shù)學(xué)校，占地面積約107600平方米，幕墻面積約105700平方米，建筑高度最高8層，高度為51.5m，包括行政樓(ADMIN)、禮堂及會(huì)議中心(AU-DITORIUM)、教學(xué)樓(SDM/SEIT/SBS/SEG)、以及屋面(飛檐鋁板和穿孔鋁板)。主要的幕墻系統(tǒng)為屋頂穿孔鋁板飛翼、鋁板幕墻、框架幕墻、單元體幕墻、shopfront、地彈門等。本文主要針對(duì)禮堂及會(huì)議中心的異型鋁板幕墻的設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

3、BIM 技術(shù)的應(yīng)用

禮堂及會(huì)議中心的外形為弧形，總共約8100塊1000*1000的框架鋁板和框架玻璃，尤其轉(zhuǎn)角和屋面彎弧位置，測(cè)量的準(zhǔn)確性和材料的配套性直接影響現(xiàn)場(chǎng)的安裝質(zhì)量和施工進(jìn)度。常規(guī)的二維制圖很難滿足工期、難度的要求，對(duì)比幾種BIM軟件的優(yōu)劣點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員決定采用犀牛軟件進(jìn)行三維建模、劃分幕墻表皮分格。犀牛軟件是一款基于NURBS的造型軟件，具有非常強(qiáng)大曲面建造功能，可以在Windows系統(tǒng)中建立、編輯、分析和轉(zhuǎn)換NURBS曲線、曲面和實(shí)體，不受復(fù)雜度、階數(shù)以及尺寸的限制。犀牛軟件跟其他BIM三維建模軟件相比有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

3.1 與建筑工程制圖最常用的AUTOCAD等軟件有對(duì)接接口，可以互相導(dǎo)入，進(jìn)行無縫搭接，具有良好的兼容性。

3.2 操作簡(jiǎn)單，容易上手，而且沒有很高的硬件要求，在一般配置的計(jì)算機(jī)上就可以運(yùn)行。

3.3 建模功能強(qiáng)大，且建模后誤差很小，此誤差在建筑單位級(jí)別中可以忽略不計(jì)(小于1mm)。

3.4 犀牛軟件建模感覺非常流暢，它所提供的曲面工具可以精確地制作所有用來作為渲染表現(xiàn)、動(dòng)畫、工程圖用的模型。

3.5 本身犀牛軟件對(duì)建立好的NURBS三維模型還能進(jìn)行曲率分析、對(duì)幕墻表皮板塊劃分、表皮劃分等一系列幕墻加工圖的放樣輔助工作。

項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用步驟：

第一步：將建筑師提供的定位點(diǎn)按公式自動(dòng)生成線模型

第一步：由線模自動(dòng)生成面板

第三步：導(dǎo)入CAD進(jìn)行格式化標(biāo)注，加網(wǎng)格等處理生成施工平面圖

第四步：根據(jù)不同的構(gòu)造類型以及尺寸大小對(duì)板塊進(jìn)行編號(hào)，再用lisp 程序?qū)С雒繅K鋁板加工圖所需要的長(zhǎng)度、寬度、角度等數(shù)據(jù)。

4、BIM技術(shù)在本工程應(yīng)用中有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

4.1 建筑模型的建立過程也同時(shí)變成是施工圖和加工圖的繪制的主要過程，任何建筑模型的修改，將直接反映在施工圖和加工圖上，真正意義上達(dá)到了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝的高度協(xié)同。犀牛軟件參數(shù)化建立模型，可以完全反映幕墻的細(xì)節(jié)，幕墻的構(gòu)件在模型上的表達(dá)也達(dá)到加工級(jí)別。

4.2 工廠加工方面，由于本工程特性，如采用傳統(tǒng)CAD 出圖方式，加工圖數(shù)量會(huì)非常龐大，工廠需專人負(fù)責(zé)打圖及核對(duì)圖紙數(shù)量，這樣增加人力、財(cái)力、物力，還容易出錯(cuò)。通過犀牛軟件，結(jié)合獨(dú)立開發(fā)的編程插件來定制適合幕墻工程批量，快速建模，出工藝圖，出明細(xì)表，出數(shù)據(jù)等的邏輯功能，大大降低了每批加工圖量，提高工廠工藝員效率，節(jié)約工廠成本。

4.3 材料采購(gòu)方面，由于本工程的特性，鋁板為雙曲面鋁板，加工難度大，加工周期比較長(zhǎng)，通過Rhino軟件參數(shù)化件建模出圖，為了后續(xù)廠家加工預(yù)留足夠時(shí)間，同時(shí)參數(shù)化模型大大提高了出圖的準(zhǔn)確性，給廠家加工帶來很大連續(xù)性、避免圖紙重復(fù)修改影響加工進(jìn)度。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝方面，三維模型的建立對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝定位，提供精準(zhǔn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)數(shù)據(jù)埋件定位控制在允許偏差之內(nèi)，三維坐標(biāo)點(diǎn)定位，異形鋁板編號(hào)準(zhǔn)確提供，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工進(jìn)度得到了可靠的保證。

5、結(jié)束語

在當(dāng)前的建筑幕墻設(shè)計(jì)工作中幕墻專用系統(tǒng)BIM在建筑幕墻領(lǐng)域有著重要意義，只有掌握BIM技術(shù)才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中得以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，建造綠色建筑是建筑行業(yè)中的每個(gè)人員共同的目標(biāo)，也是建筑行業(yè)的責(zé)任之所在。

[1]陳繼良，張東升.BIM相關(guān)技術(shù)在上海中心大廈的應(yīng)用.

[2]任璆，戈宏飛.三維建模Rhinoceros軟件在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù).2010.(07)：164-167.