筑宇科技

幕墙工程

Curtain Walls

BIM在幕墙工程中的核心价值


曲面优化

设计师对建筑外形的设计理念是理论性的,比如很多工程的曲面是无规则的,或者说参数化的。用普通的软件难以绘制出建筑的外形,更不要说进行深化设计。幕墙BIM软件具有强大的三维功能,可以按照建筑师的设计理念模拟出设计师想要的外形。把理论性的概念变成实体模型。

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方案推敲

有了模型,再在模型的基础上进行细化。即把外立面按幕墙的面材材质不同进行分格。幕墙BIM协助设计师进行参数化幕墙分格,根据设计师的需求通过参数化控制幕墙分格,快速准确表达设计师的设计理念。帮助设计师在设计理念与制造成本之间寻找平衡点。在不影响设计师设计理念的前提下,对曲面玻璃平面化,自由曲面板材可展化,降低生产安装难度,减少建造成本。

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幕墙系统基础建

根据设计师的图纸和幕墙顾问公司的大样节点图,快速搭建模型,直观展示建筑的真实表现,完成幕墙系统的基础建模。也可通过与其他专业模型整合检查幕墙的设计缺陷和建筑、机电、结构、钢结构的问题。基于BIM创建的三维模型,对外幕墙、外幕墙支撑钢结构及其他相关专业进行碰撞检查,快速发现问题,协调解决。

幕墙深度建模

通过幕墙公司的节点图以及前期制作好的模型进行深化建模,模型参数化可以提取出加工、定位所需的数据,根据幕墙公司的需求制作加工图,定位图。幕墙公司按照BIM建模的数据图纸进行生产和安装,保证了设计师对建筑外形要求的延续性,在施工阶段避免了对建筑形体的更改。

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构件加工图,定位图与数据

模型可直接导出材料加工图纸,直接与加工厂接口,进行下料加工。基于BIM模型,可快速分析现场测量数据,自动对不同偏差情况分类判别(正常偏差征超差项超差),效率大大提高;可运用现场测量数据,快速修正设计模型,提取加工图,抽取细目定额理论数据。即使在超过设计运行的偏差情况下,也通过快速设计变更响应设计加工运输绿色通道等措施,在最短时间内可将新构件运至现场。响应速度大幅提升;进行BIM模型预拼装。对于偏差较大的情况,采用先进的测量手段和设备,自动生产实际单元板块,置人理论模型中进行现场预拼装模拟。

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简易幕墙安装动画,指导安装

可视化模型也是指导现场施工的重要参考数据,可以通过模型进行施工顺序的指导。基于BIM创建现场施工机具模型,包括钢平台、双层吊篮、施工吊机等等,进行运行分析模拟。

幕墙系统数据管理

BIM模型在幕墙使用过程中的应用。在模型中快速找到破损位置的单元板块编号,进而找出其对应的玻璃规格以及链接的构件加工图。同时,分析该板块两侧的单元尺度,从而制定合理的更换方案。

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幕墙工程中的优势

可视化三维展示

参数化设计BIM技术提供了非常方便的可视化功能,对以往以2D线条表现的构件改采用3D视觉进行展示;与效果图所不同的是,这些3D图是通过构件的信息库自动生成的,能够反应出构件之间的互动性和关联性。所以在BIM中,整个过程都是可视化的,不仅能够展示三维效果,产出各类报表,更重要的是项目设计、建造、运营和维护过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

综合项目设计参数选择最优设计

BIM参数化设计的意义在于可以针对不同的设计参数,快速进行造型、布局、节能、经济、疏散等的各种计算和统计分析,优先采取最合适的设计方案。这是BIM的参数化设计与一般只能实现几何造型的参数化设计不同之处。 协调性设计建筑信息模型是BIM应用的基础,有效的模型共享与交换能够实现BIM的应用价值最大化。作为建筑的一个分支,幕墙设计施工不免会和其他专业有工作交界。建筑工程全生命周期是一个复杂的过程,一旦项目的实施过程中出现了问题,参建各方就需要开协调会议查找问题原因,提出解决办法,进而出具体变更。施工中常会遇到的碰撞问题,通过BIM的碰撞检查就可在设计时间处理碰撞报告,做成碰撞检测数据,供给各方进行讨论协调。

可视化幕墙设计

可视化设计基于BIM技术的三维虚拟设计环境将设计信息、模拟信息快速地传递给项目协作伙伴,提高了协作方的沟通效率,减少了因设计失误返工带来的经济损失。可视化可用于幕墙边角、洞口、交界处、梁底收边等细部构造节点的设计交底。此外,通过可视化的展示,可以快速发现各专业之间的矛盾,有助于提高设计的质量。

幕墙深化节点图

接口整合工序检查依建筑管理专业,将幕墙工程与其它工项需要理清的界面关系找出来,作为建模及应用的界面,再把碰撞冲突找出来加以检讨管理,后续再将幕墙总体工程进度完全依照实际现场工程规划区分为系统及分区,制作成与施工计划较为一致,含有施工动线的幕墙工项4D工序,做为总体进度中与其它工项协调的沟通工具。


BIM技术带来的改变

模型交付模型化设计交付是实现幕墙行业工业化的重要手段之一。幕墙大量采取工厂定制的生产方式,设计与制造紧密结合。在建筑行业中相对于其他专业,幕墙的机械化程度更高,可定制化的程度更高,不仅各个项目的设计不同,甚至有时在一个项目中的幕墙板块也各不相同,需要灵活、快速的按需生产,因此通过幕墙单元标准化和规则化实现大批量生成的工业化模式或许不是幕墙行业的主流的工业化方向。

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1、BIM建模,参数导出加工图

基于BIM技术的模型化设计交付,可以避免从二维设计图纸到三维加工模型转换这个环节出现的信息损失,精准地把幕墙设计数据传递到数控机床,直接用于幕墙构件加工。设计数据的无损传递、数字化自动加工不但可以提升建筑品质,而且可以减少从设计到加工各个环节中的巨大浪费,这或许是未来幕墙行业的工业化发展趋势

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2、将幕墙节点做成模板,辅助招投标

近来,单元式幕墙的应用越来越多。由于单元式幕墙的板块是在车间加工和组装,所以现场施工人员必须要掌握幕墙不同立面、不同层高、不同类型的板块才能与现场的施工区域一一对应。基于BIM技术完成幕墙的深化设计后,单元面板、龙骨框架、非常规型材这类构件都可以依据数据规划进行唯一的编码,装配出整体建筑的幕墙模型,而可提取数据产生料单。料单中对每根构件都有唯一的编号,通过编号下料加工、管理材料堆放,根据标准单元模板图快速拼装单元。

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3、BIM建模,参数导出零件加工图

未来的设计必将由二维走向三维,BIM技术在未来一定会达到一个深度的应用。由于幕墙本身的特性,BIM技术一定会在幕墙行业具有更加广泛的应用,在幕墙的设计、生产、施工上出现新的变革。

幕墙BIM深化设计流程

基于BIM技术的幕墙施工图设计流程,主要是深化初步设计,生成施工图纸,并提出科学合理的施工依据、工艺做法、技术措施,并为幕墙制作、施工安装,工程预算等工作提供完整的图纸信息依据。 在幕墙施工图设计过程中,可以应用BIM软件生成幕墙详细构件的施工图设计模型,在此基础上,完善幕墙构造,嵌板与竖梃的类型、数量,各类构件的注释说明,并及时、动态反映幕墙施工图设计阶段的各项技术经济指标。

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幕墙BIM深化设计实施方案

现在市面上主流的建模软件有,autodesk公司的Revit;Bentley公司的AECOsim Building Designer;以及Graphisoft公司的Archicad这三款。

施工图设计阶段BIM应用软件,常见如表1。 

在施工图设计阶段,应满足初步设计阶段建模精细度的要求基础上进行细度深化。各构造层次均应赋予材质信息。幕墙系统应按照最大轮廓建模为单一幕墙,不应在标高,房间分隔等处断开。幕墙系统嵌板分隔应符合设计意图。内嵌的门窗应明确表示,并输入相应的非几何信息。幕墙竖梃和横断面建模几何精度应为3mm。模型细度参见表2。


表1 施工图设计阶段BIM软件策划表


应用

软件名称

建模

Revit ……

曲面优化与参数化

Rhino、Revit、CATIA ……

性能分析

Ecotect、IES、eQuest、DOE-2、Green BIM ……

计算分析

CATIA、PKPM、ETABS、TEKLA ……

三维表达

Revit、Navisworks ……

平面表达

Revit、AutoCAD、天正 ……

移动终端

BIM360 ……

表2 幕墙施工图设计模型细度表


幕墙模型元素类型

幕墙模型元素及信息

竖梃

非几何信息包括:

竖梃的标识数据:类型图像,注释记号,型号,制造商,类型注释,URL,说明,部件代码,成本,部件说明,类型标记,防火等级,成本、编号及标题,代码名称

嵌板

非几何信息包括:

嵌板的标识数据:类型图像,注释记号,型号,制造商,类型注释,URL,说明,部件代码,成本,部件说明,类型标记,防火等级,成本、编号及标题,代码名称

其他

非几何信息包括:

指定参数族图元属性,以及实例和类型的项目参数