幕墙集建筑美学、功能、节能和结构于一体,在设计、制造和安装过程中与各专业深度交叉相容。近年来,众多城市综合体、超高层和标志性建筑迅速涌现,对能够支撑复杂幕墙工程的设计和实施工程技术提出了更大的挑战。
所以,BIM技术的应用为幕墙设计带来了智能化和高效化。采用BIM技术,可以创建具有真实体验感的建筑模型,在此基础上进行幕墙设计,进行虚拟仿真,通过加入材料的物理特性和环境效应等,为幕墙设计提供最真实的视觉体验,也可进行可视化的设计的具体方案比较,从而使幕墙的设计更加科学,更符合用户需求。
BIM技术应用大致上可以分为以下几点:数据采集、几何定位、立面优化、正向出图、碰撞检测、效果展示。同时通过种种不同软件协作还能实现专业协调、日照分析、材料清单统计、施工模拟等等。
对项目造型进行参数化提取和分析,评估可行性及合理性,并且给出一定建议,使项目在可行性和落地性方面更好的推进。
利用参数化GH提取模型信息及特征,对幕墙类型分类,正向设计,指导方案设计及优化,对节点设计提供帮助及支持。
对于不规则建筑(异形建筑),如何保证落地造型与设计相符是一个重难点,BIM技术能在模型中提取坐标点指导施工,施工完成后再进行三维扫描返回模型中进行校核,可以较为准确的还原设计意图。
对于立面上超规超限的部分细分,达到满足规范的目的;对异形双曲板优化为单曲或平板,减小超高层建筑施工难度及成本。
传统的方案设计,建筑师使用SU等建模软件做出方案,再用出图软件出图,图纸修改再返回模型看外观,浪费大量的时间和精力。BIM技术,基于Revit的正向设计,图纸和模型是统一体,修改模型的同时,图纸随之更新,节省了大量的时间和精力,也不会产生各种图纸对不上的问题。
幕墙是一个和多专业有联系的分支,通过1:1各专业建立BIM模型合模检测,能提前发现设计中的错、漏、碰等问题,提前调整方案,避免了在施工中再察觉缺陷导致没办法调整。
BIM成本因项目复杂程度不同而不同,因此无法准确评估BIM技术能为项目带来的效益。大多数企业不是从需求层面推动BIM的发展,而是试图通过技术来驱动。
此外,BIM推广、软硬件采购和人员培训增加了经营成本,导致BIM技术的应用长期处在投资大产值小的状态,短期内难以看到实际效益。
市场上有很多专业的BIM平台,但彼此之间并不匹配。数据共享和连接慢慢的变成了一个大问题。而且幕墙工程很复杂,需要多个平台相互配合。IFC标准是国际通用的BIM数据交换和共享标准。
但是,即使采用相同的标准,在复杂幕墙环境下,不同BIM平台之间的信息交换后,也会出现数据丢失的情况,需要一个多兼容的数据中心进行信息交换。
BIM主流平台和软件多为国外开发,国外标准与国内标准相差甚远。同时,设计交付的结果是符合国家规范和标准的“图纸”,而不是BIM模型。
虽然国家已经出台了相关的BIM应用标准,但总体来说还不够完善,企业在标准应用方面缺乏研究力量。BIM设计结果的有效性与合法性无法验证。
掌握BIM技术的设计和实施工程人员相对较少,大部分单位都是BIM、设计和施工两条线,BIM与设计、施工脱节情况相对来说比较严重,缺乏掌握BIM技术的设计和施工人员。
BIM是一项新兴技术。在国家规范和标准尚未深入研究之前,BIM在企业中的定位还不确定。幕墙工程是建筑的外观。除了建筑、结构的专业配合外,还需要生产加工单位的配合。
目前的设计仍以二维图纸为主,三维模型为辅。其结果是需要二维的图纸,设计越往后期,变更的成本就越高。在施工阶段,大量的设计资料需要调整,设计工作需要深化。设计变更造成的工作量呈倍递增。
A9售楼部位于湖南长沙湘江新区,地理位置独特,是一个典型的异形建筑。幕墙面积2200平米,主要有玻璃幕墙和铝板幕墙,均为异形幕墙,其造型新颖,独特。无完整的建筑图纸,建筑规划设计单位仅提供外立面概念图和初步建筑图,要求不二公司做幕墙设计,幕墙设计在两个星期内完成。
确定本项目的坐标原点。采用统一的项目坐标原点,使不同软件的模型相互间快速准确链接在软件固定的位置中。在Revit软件里建立项目公用轴网、标高。把“项目公用轴网”文件另存为“建筑结构模型”文件,依据建筑结构施工图创建建筑结构模型。
依据顾问公司的幕墙设计图纸创建玻璃幕墙体量,在Revit里点“新建概念体量”再点“公制体量”,把处理好原点的幕墙平面图纸导入到Revit体量文件中。依据幕墙方案图纸创建玻璃幕墙体量。
在Revit软件中打开“建筑结构模型”文件另存为“建筑幕墙模型文件”,把玻璃幕墙面板模型和“SAT”格式的铝板面板模型导入到“建筑幕墙模型”文件中
可以很直观的看出幕墙的碰撞问题。在Revit 软件中导出格式为“NWD”的文件,在Navisworks软件中打开进行碰撞检查,找出设计缺陷,通过验算,确定幕墙方案。
A、玻璃幕墙部分:把曲面玻璃面板优化为平面玻璃面板,赋予玻璃幕墙空间坐标点可驱动参数。
在Revit里给玻璃幕墙各空间坐标点命名并添加尺寸参数,目的是当施工现场的测量数据导入到模型中,实现模型数据与现场同步。
Rhino结合Grasshoper由定位点建立铝板外表面,优化成可方便加工的平板或单曲板块。
在Rhino软件里对大面铝板编号,用Grasshoper插件进行分割铝板大面,并建模铝装饰条。
重新生成玻璃面板模型(Revit创建)与铝板面板模型(Rhino创建),并做好分格,该项目玻璃幕墙主要为两种玻璃,分别以绿色和蓝色来区分。玻璃幕墙模型、铝板幕墙模型、结构模型组合。
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