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未造先知 匠心协同 探讨利用BIM在幕墙设计上创造的价值
来源: 发布时间:2018-12-20

 

       BIM的英文全称是Building Information Modeling,是一个完备的信息模型,能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中,方便的被工程各参与方使用。BIM1995IAI协会决定推出IFC标准为里程碑,迄今已有20余年。

       从千年前的舆图,到上世纪五十年代,我国著名学者赵学田教授简明而通俗地总结了三视图的投影规律——长对正、高平齐、宽相等,再到近代20世纪70年代,计算机图形学、计算机辅助设计(CAD)、计算机绘图在我国得到迅猛发展,90年代中期开始在机械和建筑行业推广, 90年代末全面普及,全国基本淘汰了手工绘图,再到现代软件制图第二次改革,自从2004年我国引入BIM到如今已有10余年,可以看出BIM终将是大势所趋。

       BIM的优势在于通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息,为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型,使该模型达到设计施工的一体化,各专业协同工作,从而降低了工程生产成本,保障工程按时完成。从BIM设计过程的资源、行为、交付三个基本维度,给出设计企业的实施标准的具体方法和实践内容。BIM(建筑信息模型)不是简单的将数字信息进行集成,而是一种数字信息的应用,并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。当然,我国现阶段的BIM由于国内没有统一的数据格式、建筑行业缺乏动态控制的管理理念、网络通讯缺乏保障等原因,仍存在不成熟之处。

那么,我们能利用BIM在幕墙上创造什么价值呢?

       其一,深化设计。幕墙施工图深化设计的主要工作就是在结构与幕墙表皮之间加上二次结构的工作,其中混凝土结构及预埋件施工的误差会直接影响深化图纸的质量,深化设计人员拿到的结构图纸往往是没有进行现场结构复核后的。因此对于深化设计人员,基础数据的错误就会影响其图纸的准确性。从安装用的钢架和码件中的“一字槽”“十字槽”可以在施工中消化一些由于结构误差引起的数据错误,但整体把控难度极大。因此现场复核结构误差是不可避免的,同时把控其复核工作的效率、准确性产生的投入也是不小开支。

       如今我们可以通过三维点云扫描结合BIM技术解决结构复核问题,利用激光扫描仪可以将被扫描的建筑外表面结构及预埋件信息转换为三维点云数据,然后利用BIM技术逆向建立BIM模型,最后从BIM模型中导出现场实际结构外轮廓及预埋件位置的二维CAD图纸,提供给深化设计人员作为深化基础数据,从而保证图纸的精确性。三维点云扫描与BIM技术的结合,使得施工图纸、模型的构建与分析更加直观清晰、精确。它不仅能够实现高精度、高效率获取各项所需数据,而且还可以克服双曲面玻璃幕墙等复杂工程施工技术难题。

       其二,优化设计。随着建筑外观的标新立异,大量的双曲面板要优化成可展开的曲面,非标准板块多,标准节点不能重复使用,面板的尺寸也是非常规的,无法用常规尺寸标注。同样面临的困难有特殊型材的梳理很难确定,施工安装定位非常困难。我们利用BIM技术,通过Rhino建立3D实体模型,配合GH插件建立计算模块、设定几何约束条件等方法从而生产外形体和幕墙表皮,运用参数化设计优化面板,在视觉误差允许的情况下,最大限度的用单曲面替代双曲面,用平板替代单曲,使得规格尽可能的统一从而确定设计和生产工艺。

       同时将模型导入到参数化软件中,自动批量生成加工图纸。根据建立的BIM信息模型,导入二次开发的下料软件中,根据每批单元板数量及编号自动提取单元材料清单、铝材、玻璃、辅材下料单。

       其三,模拟施工吊装。在幕墙安装之前,根据工程实际要求制作施工吊装模拟,避免与其它分包交叉作业保证施工过程顺利进行。对工程重点连接位置制作安装模拟,让施工人员直观按设计意图施工,提前规避施工中会出现的问题,保证施工质量。同时对复杂节点与狭小安装空间地方进行可行性安装方案模拟研究,减少返工提高施工质量。BIM的运用不但避免建筑幕墙由于设计不当甚至是错误所造成的工程损失以及工期延误,而且快速处理与幕墙加工安装有关的各种信息,合理安排工期,控制好生产成本。并减少从构思到拆除中的无效行为和各种风险。

       伴随着建筑产业化升级,新的技术和理念将直接促使建筑行业的发展与变革,颠覆传统幕墙行业的思维模式,改变现有的流程生产模式。同时也期待我们共同努力,抓住改革机遇,勇于创新,做不忘艰苦创业初心,敢打硬仗、能打胜仗的中南铁军。

   


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