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BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

作者: 艾三维软件 来源: 艾三维软件 发布日期: 2019.11.25

建筑幕墙是建筑的外衣,其将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来。幕墙建筑已成为气派、高雅、具有时代感的代名词并且成为现代化大都市的重要标志与显著特征。

幕墙依附于建筑业,但它具有天生的机械制造工业基因,是建筑业中专业交叉最多的分支。 幕墙在设计制造安装过程中具有

多专业深度交叉的特点,建筑师们对艺术孜孜不倦的追求以及大量城市综合体和超高层建筑的不断涌现, 这些都给幕墙技术提供了极大的发挥空间。而BIM的出现给幕墙技术的发展带来了良好的机遇。

一、幕墙行业发展中的挑战

传统的建筑业存在严重的产能浪费现象。造成浪费的原因包括建筑材料使用率低、工程返工以及人员窝工等诸多因素。 据统计在建设过程中, 各种资源的浪费竟高达建设项目总投入的 25% ,其中很大一部分浪费是源自建筑幕墙的设计制作安装过程。

二、 BIM技术在幕墙行业的优势

参数化设计

BIM技术 提供了非常方便的可视化功能,也就是我们常说的所见即所得。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。

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。

BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

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。

BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

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。

BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

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,后续再将幕墙工程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技术在幕墙方面应用的相对较少,而且处于起步阶段,随着时间的推移,经过更多项目的历练和总结,BIM技术在我国的幕墙应用终有一天会有突破的飞跃,实现设计(包括方案设计、结构计算、热工计算、日照计算等等)、加工制作、安装施工和运行维护的各个阶段运用软件的使用整合,进一步撰写BIM技术在幕墙系统的自动化程序,增进产业竞争能力。

BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

三、 BIM技术后续带来的改变

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。

 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。

BIM技术在建筑幕墙行业上的深化设计

虚拟装配

在工业化高度发达的今天,机械行业在虚拟化转配中已经取得了很好的应用,比如汽车行业的整车以及相关的零部件的装配,中国沈飞集团的歼31战机的装配。那BIM技术的虚拟装配在幕墙行业也将发挥巨大的作用。

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。

四、小结       

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。

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