基于BIM的幕墙加工一体化系统研究论文_张元军,陈晓庭

基于BIM的幕墙加工一体化系统研究论文_张元军,陈晓庭

万石建筑装饰有限公司杭州分公司 浙江杭州 310000

摘要:幕墙加工一体化,基于工业化交工和现场安装,避免了大量的施工安装浪费,直接减少了经济成本,提高了项目收益率,提高了经济、社会和环境综合效益。基于BIM的幕墙加工一体化系统,对于打通幕墙设计、施工、深化、加工、运维的数据流转具有重要的应用价值,将为幕墙产业带来成本降低、施工浪费减少等直观经济效益,具有广阔的应用场景和重要的研究价值。本文对该系统的运行流程及功能应用等方面做出的探索,获得了较好的结果,为今后幕墙的加工一体化提供了基础。

关键词:BIM;幕墙加工;一体化系统

1.现状

1.1幕墙工业化国外发展现状

目前幕墙工业化在国外发展比较成熟,有成熟的软件配套解决方案。如基于犀牛(Rhino)软件的整体解决方案,欧特克(Autodesk)的Revit也提供了相关解决方案。

1.2幕墙工业化国内发展现状

国内的幕墙设计技术、工程管理方法总体上还停留在以CAD二维设计图纸为基础的技术管理系统之上。但在幕墙形态、构造向着复杂化、精细化的方向发展的今天,很多部位用传统的二维施工图已无法清晰表达技术细节,复杂幕墙项目的实施无疑需要增加对设计、施工与管理提供有效的技术支持。尽管有少数复杂的工程已应用了部分BIM技术,但仍大多局限于在传统的项目管理模式下进行,协同作业的成效也远未得到最大化。

2.BIM技术在幕墙工业化的应用价值

首先,借助于BIM的技术优势及管理方式,复杂工程项目的设计能突破在不同专业、不同阶段之间信息传递及共享的瓶颈,从而促使工程的生产效率大幅提高,工程的质量及经济效益也将得到保证。另外,BIM与传统项目管理的结合,将给幕墙工程的设计、加工制造、施工安装等各生产环节带来全新技术管理方法及工具,让幕墙项目管理的效率得以提升,工程的精细化运作得以实现。最后,BIM技术能够有效减少工程变更,缩短工程生产周期,提供项目信息的视觉化、形象化模型,为设计、施工管理提供高精度信息依据,还为设计施工一体化项目管理提供技术支持。

3.基于BIM的幕墙加工一体化系统

3.1系统分析

该系统用来解决幕墙加工一体化技术路线实现上的关键节点问题,如进行幕墙模型的深化设计、单元体幕墙的深化出图、CAM数据格式导出、可视化模型显示及参数化信息集成等功能应用。

3.2系统功能

该系统大体分为以下四大模块。(1)幕墙模型深化模块。对幕墙进行一键深化,生成适合于应用标准的深化幕墙模型,并对模型的非几何信息进行批量的添加、修改。同时,对已经完成的幕墙模型进行三维参数的批量提取、构件信息导出、统计表单的自动生成及导出。(2)单元体深化设计。对从深化模型中提取出来的单元体幕墙进行深化设计,能进行参数化的三维处理、参数化驱动模型生成、批量生成工艺图、批量生成加工工序图表并生成CAM软件所用的数据交互文件。(3)智能加工模块对接。将导出的数据导入FSTCAM软件中进行数据交互、设计加工点位、模拟加工过程并校正,完成后输出数控编程文件完成加工模块对接。实现将深化模型进行工业对接。(4)集成化平台研究。集成化平台应能承载大体量幕墙模型的幕墙三维模型轻量化显示、基于构件二维码的数据查询追踪、材料订货单的一键生成、材料市场价集成、出货清单统计等功能。根据网络实现平台的协同工作,实现设计、施工、加工、安装多专业协同,及时根据各环节、各过程的数据分析统计,为协调和项目管理服务。

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3.3系统结构

整体项目数据采用云平台,以幕墙加工一体化网络协作平台为基础,紧密围绕BIM模型,实现信息数据的流转。网络云数据库是信息载体,幕墙加工一体化协作平台是交互平台,用户可以调用基于Revit的幕墙模型深化模块、基于Revit的幕墙单元体深化模块、智能加工对接模块等功能。

3.4系统实现

幕墙设计协作云平台设计多个专业多个人员,业务需求复杂,是整个项目的数据流转核心,其难点包括业务逻辑复杂、人员权限众多,如何保障不同人员在不同阶段拿到应该拿到的信息,则是本平台的价值所在,同时结合网络云数据实现数据按照工作流进行业务流转,是本课题需要重点关注的解决核心。

4.基于BIM的幕墙加工一体化系统优势

基于BIM的幕墙加工一体化系统的优势体现在以下几个方面。(1)基于Revit软件的参数化模型生成。通过调用Revit的Dynamo等参数化建模工具,进行模型的参数化生成及参数化的模型调整,是Revit参数化建模在幕墙领域重要研究方向。(2)Revit导出CAM格式的数据接口。基于Revit软件到CAM软件的数据接口,打通了Revit到CAM的数据交互,是国内外在该领域的首次研究。(3)基于BIM幕墙三维网络协作平台开发。集成项目可视化、材料下单、物流追踪及清单统计功能的集成化平台,是国内首个基于Revit进行幕墙加工一体化集成平台。

5.系统应用

该系统已经成功应用于郑州美术馆幕墙设计施工项目。该项目外幕墙施工面积4.2万m2,GRC幕墙有30%呈扭曲面,施工难度大。项目首先采用BIM技术进行三维动画模拟辅助施工方案选定。然后经过复测幕墙龙骨得到最终版的幕墙模型,一次完成幕墙GRC水泥纤维板、玻璃、铝板的下料工作。最后通过dynamo导出饰面安装的空间坐标控制点,通过全站仪辅助进行现场的定位安装指导。

6.BIM的应用效益

a.提升的质量。BIM在质量管理中的应用涵盖了项目的全寿命周期,包括设计、施工、验收及运行维护等阶段。其中,在设计阶段,可以利用BIM软件检测工程项目各专业之间是否存在碰撞与冲突,在这过程中可有效排除设计冲突可能留下的质量隐患。在施工阶段,BIM模型可以集成现场设备的性能及其状态,同时可将材料信息与质量信息导入模型中,从质量控制设置、施工设备监测、建筑材料控制等方面进行质量的跟踪检查。b.节约的工期。运用BIM技术对工程虚拟建造过程,将二维设计施工图建模成为三维模型,运用BIM技术检测建筑、结构、消防、安装等专业间的碰撞,在施工前消除设计冲突,减少设计变更及技术核定等计划外的流程对总工期的影响。另外工程项目BIM技术和BIM的网络平台的搭建,提高了项目各方查阅工程数据和工程信息的工作效率,缩短了工期。c.可持续性上的积极影响。BIM技术使得设计师在设计过程初期加入可持续性理念及标准成为可能,其与绿色建筑的组合为建筑可持续性发展战略带来了更广泛的利益。

结论:

简而言之,幕墙工程的生产管理不同于传统的建设工程企业或生产制造企业,其生产过程同时融合了工程和制造行业的众多业务流程。幕墙工程的管理既需要具备工程项目管理和运营能力,也必须具备制造行业中的线性生产管理能力。然而在目前国内幕墙行业,仍有制约幕墙技术、工程管理体系发展等诸多问题的存在,白热化的市场竞争也不断在削弱国内幕墙企业一直赖以生存的成本优势。在产业链条不断延伸,技术及资源管理要求高度集中的幕墙工程领域,一种能尽可能集成分散信息,并能在工程项目各环节中高效传递,确保工作实现有序及精确可控的技术管理方式,成为众多国内幕墙企业追逐的目标。

参考文献:

[1]徐增建,吴文奎,孙青山,等.BIM技术在宁波城市展览馆幕墙工程中的应用[J].浙江建筑,2018,35(5):51-55

[2]李凯凯.BIM在商业建筑幕墙设计及施工中的应用方法[D].天津:天津大学,2017

论文作者:张元军,陈晓庭

论文发表刊物:《防护工程》2019年18期

论文发表时间:2020/1/10

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