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工程 | BIM技术在异形石材幕墙工程的应用研究

www.jdm86.com 2017年4月21日 来源: JDM资讯中心 查看:  我要评论(0) 字号: TTT
宝捷成石材-宝捷成实业

BIM技术的出现,对幕墙行业的设计更加直观、更加准确。随着人们对建筑美学的要求不断提高,对实现建筑表现的幕墙行业要求也日益增高。

本文通过某工程案例的几个应用点浅谈BIM基于异形石材幕墙的应用,希望对各位有所帮助或者从中找到其他幕墙分支的解决思路!

项目为某大型商业综合体,属于古典主义风格建筑(可参考罗浮宫东面、凡尔赛宫、恩瓦利德新教堂等),主体结构部分采用钢结构,再利用干挂GRC、GRP等异形石材幕墙实现建筑效果表现。(GRC译为玻璃纤维增强混凝土,其拥有无限可塑性及高质感多肌理的特点,能实现建筑师天马行空的设计梦想,是众多设计师熟知的外墙材料。)阿利耶夫文化中心、上海迪士尼、澳门威尼斯人酒店等项目都大量采用了此材料。

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阿利耶夫文化中心

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上海迪士尼

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澳门威尼斯人

传统石材幕墙生产方大都自己生产石材产品,背负石材的钢架则外包给专业的制钢厂制作。而钢架背负着石材,这意味着钢架的设计图纸还是由石材幕墙企业提供,这样才能避免钢架与石材无法对接的问题,当前国内石材幕墙企业大多提供CAD设计图纸给予钢材生产方,只有少数直接提供Tekla生产模型及图纸。基于前者,钢材生产方还得使用Tekla重新建模后再进行下料生产,这种重复的二次设计难以避免的出现对图纸理解错误或是所提供的CAD图纸表达不清晰等问题,出错的概率大增。

在BIM设计工作模式下,石材幕墙企业直接使用Tekla进行钢架设计,直接提交模型及图纸予钢构厂生产,有些企业已经做到这步。但还没有企业对模型进行后续的利用,即加之从结构施工方提供的结构模型或本公司的石材模型,通过整合,可以直观的观察埋件与钢架、钢架与产品之间的关系。Tekla亦能通过清单功能快速得出某一钢架产品所消耗的方通亦或角钢的长度及重量,节省掉了后面人工算量的一个环节,大大的提高了效率的同时还具有更高的准确性。

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回到石材幕墙产品本身,传统CAD二维表达方式已经逐渐满足不了如今越来越复杂的造型,不能清晰的表达设计意图。有些建筑甚至整个幕墙系统没有重复模块,二维的设计显然已经无法胜任,这也导致了每个构件的编号必须唯一性以保证现场准确安装施工,传统的纸质记录管理起来相当混乱及困难。

本项目选用Revit为石材建模平台,每个石材构件便是一个族,每个族记录着此构件详细的信息。需要用时通过筛选即可立刻得到,亦可导出明细表。信息的记录对比传统纸质图纸更加的科学及全面。会议时通过Navisworks轻量化模型,快速过滤高亮显示,不管是进度会议还是方案讨论都比一群人翻阅纸质图纸来得直观和易于沟通理解。

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上段所说的多是管理上的应用,回到设计中,由于主体部分施工过程中的不确定性,在幕墙部分,设计院多只提供简单的立面分格形式及少量节点图,远远满足不了施工要求,所以石材幕墙的后深化设计显得尤为重要。

其实幕墙或许是整个建筑行业中最早运用三维参数化设计的行业,只是大家谈的多都是玻璃幕墙,很少有人去关注石材幕墙的应用。三维可视化的设计打破了传统二维图纸的格局,在深化阶段给予设计师更直观的设计思路,参数化的设计软件可以给出科学的板件优化参考,通过曲率的优化来降低生产难度,双曲件优化为单曲件组合,单曲件优化为标准件,通过最大化统一规格,减少模具制作,达到降低成本的目的。通过二次开发,来实现同单元模块自动排布建模,节省了大量的人工。

而BIM的协同理念,对石材幕墙行业深化设计阶段可谓锦上添花。即在建设工程的全生命周期中各种信息的共享、交互。幕墙的后深化原因在于现场结构建设存在的不确定性及大量变更。特别强调现场结构及水暖电施工与幕墙深化方的协调。所以设计过程中,信息的及时更新共享和协同显得尤为重要。BIM协同理念正好解决了这一痛点,在各方都掌握BIM技术后,通过在同一云端进行设计,大大小小的变更及时反馈在中心模型上,幕墙设计可以在工程建设中更早的阶段开始介入,使设计效率提高及更为准确。以实现施工组织的无缝对接。通过其他专业模型,还能清晰的查看某些隐蔽位置的结构问题,及时进行开孔避让。

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通过管综模型,能直观的看到管道走向,进行避让。比起CAD图纸核对时需要打开多张图进行复核,甚至是拿着一堆现场测量数据进行复核,模型可以直观的检查出主副钢架的连接是否准确。把错误率降到最低。理想状态下Tekla模型还可导入石材幕墙的建模平台,实现直接出CSD(即施工图纸),这个下文会详细说明。

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 最后说说上面提到的利用Tekla模型进行施工图出图的问题,之所以放到单独来讲,是因为这个应用还不够完善。毕竟Tekla与Revit属于不同软件厂商,目前的解决办法只能是通过IFC标准格式进行互导,难免还是有数据丢失甚至构件丢失的问题。如螺栓锚栓不能导出,弯折梁柱导出错误等等……但是!对比起玻璃幕墙或者其他钢结构来说,石材幕墙的背负钢架组成相对简单,复杂节点极少,所以其实导出利用率非常高。其实Tekla也出了针对Revit的接口,官网现在还可以下载得到,不过很多人反馈说用不了,据说是Revit停止了支持,这方面我没有做过详细研究。有经验的工程师欢迎交流!不过我相信随着IFC标准的不断完善,国内众多二次开发团队的努力,这个问题在不久的将来就能解决。

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题外话,不知道有没有人听过Advaence  steel,或许AutoDesk也意识到自己在钢结构的软肋,这个软件是一款基于CAD平台的钢结构深化设计软件,由于其基于CAD平台,所以使用起来也容易上手,其在欧美具有一定的市场占有率。不过中国市场目前钢结构深化领域还是被Tekla占领,加上As也还没有汉化版本,教程也较少,所以国内使用的人不多。As经过这两年的不断优化整合,AutoDesk也将他塞入了BIM解决方案生态圈,提供了Revit接口的同时也可以直接导入Navisworks做协调

JDM设计媒体部 编辑: 小南
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