BIM技術(shù)在螺旋式超常規(guī)玻璃幕墻中的應(yīng)用

朱天送

（中建二局裝飾工程有限公司，北京 100070）

1 工程概況

成都龍泉山丹景臺(tái)幕墻項(xiàng)目位于簡(jiǎn)陽(yáng)市丹景鄉(xiāng)-龍泉山森林公園，主體采用鋼結(jié)構(gòu)。丹景臺(tái)幕墻工程采用橫隱豎明玻璃幕墻系統(tǒng)，豎向?yàn)殇X板裝飾條。本工程幕墻面積12 000m2，施工高度約23.95m，設(shè)計(jì)采用螺旋上升造型，將丹景臺(tái)山頂平臺(tái)與丹景閣連接起來，既實(shí)現(xiàn)了美觀效果，又滿足了功能需求（見圖1）。幕墻主要由傾斜豎明橫隱玻璃幕墻、不銹鋼玻璃欄桿、鋁合金吊頂格柵幕墻等系統(tǒng)組成，頂部為幕墻太陽(yáng)神鳥采光頂。幕墻面層材料為12mm+2.28mmPVB+10mm雙銀Lowe+12mmAr+12mm夾膠中空鋼化超白玻璃，該玻璃幕墻豎龍骨為鋼龍骨，間距約2m，每根龍骨朝不同方向傾斜，形成總體向外傾斜的效果；橫向主龍骨為鋼方管龍骨，在主體鋼橫梁龍骨外側(cè)焊接10mm厚鋼板，此鋼板為幕墻橫向龍骨。

圖1 項(xiàng)目建成實(shí)景

2 重難點(diǎn)分析

1）造型復(fù)雜，優(yōu)化困難。

2）模型與現(xiàn)場(chǎng)尺寸統(tǒng)一困難。

3）深化設(shè)計(jì)圖紙量大。

4）精準(zhǔn)下單、定位安裝困難。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合工程重難點(diǎn)，采用異形曲面幕墻有理化建模和幕墻三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，如圖2所示。

圖2 BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 異形曲面幕墻有理化建模

利用BIM技術(shù)對(duì)材料造型尺寸進(jìn)行優(yōu)化，原設(shè)計(jì)有1 001塊雙曲玻璃，雙曲玻璃加工技術(shù)不成熟，自爆率較高。通過BIM編程在模型中模擬比對(duì)（見圖3），對(duì)玻璃進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化為單曲面后，加工安裝難度得到改善，成本降低近10%，同時(shí)將超寬板優(yōu)化為常規(guī)板，縮短了加工周期。

圖3 雙曲優(yōu)化

3.2 三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用

3.2.1 三維掃描工程實(shí)體，提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)

三維激光掃描流程如圖4所示。本項(xiàng)目利用三維激光掃描儀對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行三維測(cè)量，得到精確的三維模型（見圖5），通過與BIM模型對(duì)比分析得出鋼構(gòu)件的偏差度，及時(shí)調(diào)整偏差，為鋼結(jié)構(gòu)精確快速安裝提供數(shù)據(jù)支持。

圖4 三維激光掃描流程

圖5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取

3.2.2 整合模型碰撞分析

根據(jù)三維激光掃描反饋的結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模型進(jìn)行對(duì)比，龍骨模型與鋼結(jié)構(gòu)模型碰撞，發(fā)現(xiàn)較多交叉碰撞的問題，最終形成碰撞報(bào)告進(jìn)行模型調(diào)整，確定最優(yōu)施工方案。幕墻模型與土建模型整合，碰撞優(yōu)化并協(xié)調(diào)土建預(yù)埋預(yù)留工作，進(jìn)行幕墻模型與機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)模型整合，查找碰撞點(diǎn)優(yōu)化調(diào)整（見圖6）。

圖6 碰撞檢查

4 幕墻BIM技術(shù)深化應(yīng)用

4.1 樣板先行

根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的幕墻三維表皮模型建立建筑幕墻三維模型，采用BIM三維建模軟件，將幕墻參數(shù)化信息模塊導(dǎo)入幕墻三維模型中，自動(dòng)生成幕墻材料下料單；最后通過BIM軟件與三維模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，自動(dòng)生成幕墻材料下料單及加工工藝圖，如圖7所示。

圖7 樣板段深化

4.2 幕墻龍骨及面板下單

通過設(shè)計(jì)圖紙查錯(cuò)設(shè)計(jì)交底，運(yùn)用犀牛模型網(wǎng)格劃分優(yōu)化，基于犀牛劃分模型進(jìn)行主龍骨及相應(yīng)鋁型材建模，再進(jìn)行次龍骨及相應(yīng)鋁型材建模，劃分模型進(jìn)行幕墻面板建模以及幕墻面板編號(hào)，通過grasshopper插件參數(shù)化自動(dòng)生成加工圖和加工單，如圖8所示。

圖8 幕墻深化

4.3 面板定位安裝

通過模型三維坐標(biāo)點(diǎn)，將高程點(diǎn)輸入全站儀進(jìn)行定位。豎立龍骨定樓層的平面定位點(diǎn)，然后在上一樓層標(biāo)記定位點(diǎn)連接垂線進(jìn)行安裝校核。將基座滿焊固定，最后安裝玻璃面板。

4.4 協(xié)調(diào)共享

建立共享云平臺(tái)，該平臺(tái)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)、支撐平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)3個(gè)層次。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)由BIM數(shù)據(jù)庫(kù)在施工過程中遇到需要變更協(xié)調(diào)、批注的部分，均可使用BIM模型完成模型同步修改工作。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程通過利用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工、施工集合成一個(gè)整體進(jìn)行整體深化設(shè)計(jì)、加工控制和定位放線，在此過程中，形成基于BIM技術(shù)的螺旋式超常規(guī)玻璃幕墻施工工法，從而減少實(shí)際施工中可能遇到的難題，保證了幕墻安裝施工質(zhì)量，優(yōu)化施工工序，保證施工工期，節(jié)約工程成本，減少時(shí)間、材料、人力的浪費(fèi)，取得良好的效果。