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深圳國際會展中心(一期)七標幕墻工程BIM應用

來源:2020論文集  作者:王斌 李奇新  日期:2020-12-7
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    摘要:本文探討了BIM技術在幕墻設計、施工、加工方面的應用與實踐,通過BIM技術的應用來改善設計流程,提升工作效率,輔助現場施工安裝,輔助提升加工工藝;在參數化設計,智能制造,多方協同平臺方面的進行了大膽嘗試,通過BIM技術的更多嘗試與實踐來拓展BIM技術在幕墻上的應用,為幕墻行業的發展助力。
    關鍵詞:幕墻;BIM技術;參數化建模;智能制造

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  摘要:本文探討了BIM技術在幕墻設計、施工、加工方面的應用與實踐,通過BIM技術的應用來改善設計流程,提升工作效率,輔助現場施工安裝,輔助提升加工工藝;在參數化設計,智能制造,多方協同平臺方面的進行了大膽嘗試,通過BIM技術的更多嘗試與實踐來拓展BIM技術在幕墻上的應用,為幕墻行業的發展助力。

  關鍵詞:幕墻;BIM技術;參數化建模;智能制造

  1、工程概況

  深圳國際會展中心位于深圳市寶安區福永街道的會展新城片區,是深圳市委市政府布局深圳空港新城“兩中心一館”的三大主體建筑之一,項目一期建成后,將成為凈展示面積僅次于德國漢諾威會展中心的全球第二大、國內第一大的會展中心;整體建成后,將成為全球第一大會展中心。

  深圳國際會展中心(一期)七標幕墻工程面積約16萬平米,主要分為屋面幕墻系統、廊道玻璃盒子幕墻系統、蜂窩鋁板吊頂系統和欄桿系統,幕墻類型為框架幕墻,其中屋面幕墻系統采用框架單元板塊設計方案。

  本項目應用BIM技術對幕墻系統進行整體建模,通過BIM應用,解決了復雜幕墻的造型設計、專業間的碰撞問題;應用BIM進行優化設計,極大的提升工作效率,減少構件(詞條“構件”由行業大百科提供)加工難度和工作量;通過施工動畫模擬指導現場施工,提升工程管理水平和施工質量,進而提升企業經濟效益。

  1.1 工程特點

  本工程幕墻面積16萬平方米,體量巨大;7個標段同時施工,各交叉作業面多,管理難度較大。

  本項目全程應用BIM技術,各參建方基于云平臺參與溝通協調,是一個BIM技術應用的典型成功案例。

  2、BIM應用

  2.1 BIM應用標準

  項目組織編寫了《深圳國際會展中心(一期)工程總包BIM管理策劃》、 《深圳國際會展中心BIM統一建模標準》 、《深圳會展中心BIM施工管理平臺規劃》等文件,用于明確指導項目的BIM工作的開展,本次項目方大幕墻-七標段 建模規則嚴格按照此標準實行。

  2.2 BIM軟件選擇

  根據幕墻類型選用使用BIM軟件,本項目屋面幕墻系統全部構建采用Rhino軟件,結合GH輔助完成建模、提料、工藝制作;玻璃盒子造型比較規整則采用Revit軟件;施工模擬、動畫、碰撞采用Navisworks軟件。

  2.3 玻璃盒子幕墻系統介紹

  本工程中廊玻璃盒子幕墻為框架幕墻類型,使用REVIT建模,深度達到LOD350。根據幕墻類型制作項目構件族庫:立柱橫梁裝飾條、玻璃、懸窗等;設置相應的特征參數,便于模型搭建及數據提取。

  2.4 金屬屋面幕墻系統介紹

  屋面幕墻整體造型為長條弧形,短軸為近似圓形,長軸為波浪弧形,造型比較復雜,設計難度和工作量非常大。屋面幕墻系統分為金屬屋面和采光頂系統、吊頂格柵系統。本系統使用RHINO+GH建模,將面板玻璃面板、鋼件主龍骨鋁合金(詞條“鋁合金”由行業大百科提供)龍骨、吊頂格柵&骨架、鋼支座詳細建模,深度達到LOD400。

  2.5 金屬屋面表皮設計優化

  根據項目特征進行分析,將整個模型劃分為3個模塊(4個K1,3個K2,K4),優化后實際需建模部分僅為圖紙紅色框部分.這使得建模、設計下料、工廠加工的工作量大大減少,同時減少出錯率。優化后此部分工作量減少50%。

  2.6 金屬屋面節點(詞條“節點”由行業大百科提供)深化設計

  中廊幕墻屋面部分為框架幕墻系統,依據工程特點,本項目將屋面系統設計為框架單元板塊形式,將16個小菱形板塊組成為一個大菱形單元板塊(約6mX6m),采用整體吊裝施工方案,在工廠加工成單元成品,運往現場后將單元板塊實施整體吊裝,此方案優點是將加工組裝環節放在工廠,保證了加工質量;在施工現場將單元板塊吊裝至屋面,通過鋼支座與主體鋼結構連接,減少了施工現場的焊接量,降低安裝難度,如此在加快了工程進度的同時保證了工程質量

  2.7 吊頂格柵深化設計

  吊頂格柵系統為鋁合金圓管,采用框架式單元板塊設計,即在工廠完成單元板塊組裝后運至現場實施整體吊裝,板塊通過多維調節支座與主體結構連接,因本項目設計是將格柵連接件(詞條“連接件”由行業大百科提供)設在主體鋼結構內側,因此,準確的BIM模型是保證加工質量的前提。本次也是將格柵系統進行了詳細建模,并與主體結構進行合模,以確保各構件與主體之間的良好配合。

  2.8 幕墻龍骨參數化建模

  應用Grasshopper自行編制小程序快速建模,將中間重復、繁瑣工作由計算機完成,達到快速建模的目的。

  2.9 面板工藝數據提取

  應用GH自編程序從模型中自動提取面板的尺寸數據并標注顯示,同時將尺寸數據提取至外部表格實現模型與標注、模型與表格的數據聯動,提升設計效率和數據準確性。

  2.10 應用模型數據指導施工

  由于中廊屋面曲率變化大,板塊定位變得繁瑣復雜,因此所用幕墻構件均采用三維控制點定位安裝。從BIM模型導出三維控制點用于現場構件安裝定位,保證施工質量。

  2.11 BIM協同

  由于中本項目建筑設計為法國VP建筑設計事務所設計,針對后期部分設計變更,通過3D模型與建筑師進行細節溝通交流,以更直觀、清晰的方式方便快捷的展示溝通內容,大大提升工作效率。

  2.12 碰撞檢測

  將各專業模型匯總、整合,將幕墻模型與相關專業模型進行碰撞檢測,檢查是否存在出現沖突的情況出現,形成可視化檢測報告。本項目已通過多專業協調檢測模型,發現數十個沖突,將問題在正式施工前得以解決,避免材料浪費及工期延誤。

  2.13 碰撞施工動畫模擬

  應用3D模型制作動畫,用于工藝組裝、現場安裝工序指導,使得溝通更加直觀、清晰,減少誤解

  2.14 BIM平臺協同

  本項目通過廣聯達協筑云平臺,管理各參與方的模型、圖紙、問題溝通等。所用形成的過程文件都存于協同平臺,使得溝通更高效,文件更完整。

  2.15 數據與實物高度一致性

  由于前期大量精確數據輔助施工,施工現場情況始終與BIM模型保持高度一致性。

  3、總結

  深圳國際會展中心七標幕墻工程造型復雜、體量巨大,幕墻面積約15.6萬平面。本工程通過BIM技術應用在設計優化、工程量統計、碰撞檢測、施工動畫模擬、虛擬建造、可視化技術交底、云平臺協同、智能制造等都有深入的應用和嘗試,有利推動了BIM技術在幕墻上的應用,同時為公司創造了實際效益。

  借助GH參數化設計平臺自主研發適用幕墻的小程序,實現快速建模、工藝排版、工程量統計等,大大提升了工作效率和準確性。

  本項目在設計、加工、施工各環節都有BIM技術的應用,但仍然存在碎片化應用問題,BIM的深度應用和系統建設仍有待進一步提高。

作者單位:深圳市方大建科集團有限公司
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原文地址:http://www.52mqw.com/info/2020-12-7/47743-1.htm
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