基于BIM技術(shù)與3D掃描的空間異型UHPC幕墻施工技術(shù)

摘 要：文章將異形UHPC幕墻工程的施工特點作為立足點，圍繞BIM技術(shù)和3D掃描在其中的應(yīng)用展開探討，在該技術(shù)的支持下可實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，以仿真模擬的方式準(zhǔn)確呈現(xiàn)異形UHPC幕墻的結(jié)構(gòu)特點，為設(shè)計優(yōu)化工作提供可靠的依據(jù)，以便保質(zhì)保量完成異形UHPC板的各項施工作業(yè)，創(chuàng)造更顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);異形;UHPC幕墻;應(yīng)用

現(xiàn)代化公共建筑事業(yè)中，以施工安全及整體質(zhì)量為基礎(chǔ)目標(biāo)，同時應(yīng)最大限度提高建筑的美感。UHPC板的應(yīng)用優(yōu)勢在于可塑性良好、材質(zhì)輕、經(jīng)濟(jì)效益顯著，逐步成為大型公共建筑幕墻工程中的關(guān)鍵材料。但縱觀行業(yè)發(fā)展趨勢，異形UHPC建筑幕墻的造型逐步趨于復(fù)雜化，同時幕墻所含信息的體量較大，傳統(tǒng)方式難以有效覆蓋各項信息，設(shè)計方案及施工方式缺乏合理性的情況屢見不鮮，在此背景下，探尋新型數(shù)據(jù)分析與模擬方式是打破發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵。

1.BIM技術(shù)在幕墻工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)已經(jīng)取得較顯著的發(fā)展成果，其逐步滲透至各行業(yè)中，在UHPC幕墻工程中也取得較好的應(yīng)用效果。但UHPC幕墻的工藝更為復(fù)雜，應(yīng)充分做好精細(xì)化設(shè)計工作，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，給UHPC幕墻的設(shè)計與施工提供可靠的引導(dǎo)。在合理應(yīng)用BIM技術(shù)后，可創(chuàng)建三維BIM模型，其解決了以往二維圖紙信息量少、缺乏直觀性的問題，通過輸入?yún)?shù)的方式便可創(chuàng)建3D立體模型，從而形象呈現(xiàn)出異形UHPC幕墻的情況，有效減少人為誤差。通過BIM技術(shù)建模后，可實現(xiàn)對各專業(yè)BIM模型的整合，由于各專業(yè)都有其特殊性，因此需注重彼此間的協(xié)調(diào)問題，施工前便要制定行之有效的處理方法，以便施工作業(yè)可順利落實到位。BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢突出，可實現(xiàn)對幕墻安裝全流程的精準(zhǔn)化模擬，確保各構(gòu)件定位的精確性。將BIM技術(shù)應(yīng)用于異形UHPC幕墻工程后，能夠達(dá)到可視化設(shè)計的效果，從而充分發(fā)揮出UHPC板的應(yīng)用優(yōu)勢，構(gòu)成造型各異且具有較高觀賞價值的異形UHPC幕墻，此時施工成本隨之降低，經(jīng)濟(jì)效益良好。

2.BIM技術(shù)在異形UHPC幕墻工程中的具體應(yīng)用

2.1發(fā)揮出信息載體的作用

UHPC幕墻工程具有多樣性，各工程對于UHPC板的要求存在差異，具體表現(xiàn)在外形、尺寸等方面，而依托在幕墻上的信息也逐步豐富。在BIM技術(shù)的支持下，可發(fā)揮出信息載體的作用，完整保留與異形UHPC板有關(guān)的信息。建模是工程全流程中基礎(chǔ)工作，在BIM軟件的幫助下，能夠高效統(tǒng)計信息并視實際情況合理修改，將所得的結(jié)果作為材料設(shè)計等后續(xù)工作的參考。現(xiàn)階段，Revit軟件在我國的建筑工程中取得廣泛應(yīng)用，作為市面上主流的BIM建模軟件，其能夠滿足多數(shù)條件下的建模要求，在信息管理方面具有穩(wěn)定、可靠的特點。

2.2設(shè)計階段應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢較多，其中以可視化最為顯著，其對于推動建筑行業(yè)的發(fā)展而言具有積極意義。BIM技術(shù)采取的是三維圖像呈現(xiàn)信息的形式，將其作為建筑信息的傳達(dá)途徑。在傳統(tǒng)設(shè)計方法中，通常會以線條為基礎(chǔ)元素構(gòu)建二維平面，其局限之處在于難以呈現(xiàn)建筑物三維空間信息。而在幕墻工程持續(xù)發(fā)展之下，各類異形造型層出不窮，此時傳統(tǒng)的二維圖紙明顯缺乏可行性，而BIM技術(shù)的可視化特性則正好解決了該痛點。以某商務(wù)中心大樓為例，其異形UHPC幕墻總面積達(dá)2548m2，整體結(jié)構(gòu)均以UHPC板為基礎(chǔ)按照特定的方式組成，通過BIM深化設(shè)計，加之Rhino犀牛軟件的輔助，可將模塊劃分為多個部分，隨后利用三維掃描的方式逆向建模，從中提取模型的坐標(biāo)值，施工人員在水平儀等相關(guān)裝置的輔助下測放平面和高程點，由此保證了工程精度，具體流程如圖1所示。

2.3施工階段應(yīng)用

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠全面呈現(xiàn)出UHPC幕墻的情況，施工人員可以更為準(zhǔn)確地掌握施工中可能出現(xiàn)的問題，結(jié)合現(xiàn)場條件提前針對性的處理措施。從我國建筑工程發(fā)展?fàn)顩r來看，天博城工程在此方面則頗具代表性，其采用的是雙層幕墻體系，內(nèi)側(cè)幕墻凈間距1180mm處設(shè)置有懸挑外幕墻。該工程幕墻施工總面積為2518m2，均采用的是UHPC幕墻形式。鑒于工程量較大、復(fù)雜度較高的特點，根據(jù)現(xiàn)場情況通過BIM技術(shù)創(chuàng)建三維模型，從而將完整的異形UHPC幕墻分塊，并通過三維掃描的方式完成逆向建模工作，合理安排施工流程。并且，BIM技術(shù)還可以精準(zhǔn)確定外邊輪廓線的具體位置，將其與幕墻的構(gòu)造模型擬合，在此基礎(chǔ)上于指定位置設(shè)置主次龍骨。

3.結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在現(xiàn)代工程建設(shè)領(lǐng)域的重要性逐步提升，將其應(yīng)用于異形建筑幕墻工程后，可創(chuàng)建直觀的三維模型，幫助工程人員提前掌握施工情況，針對不足之處采取優(yōu)化措施，以達(dá)到事前預(yù)控的效果。BIM技術(shù)的覆蓋面較廣，除了前期設(shè)計與規(guī)劃外，其在施工期間也具有較好的應(yīng)用效果，能夠給施工質(zhì)量提供可靠的保障。在建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展以及人們審美要求逐步提高的背景下，幕墻建設(shè)水平也應(yīng)有所提高，應(yīng)用BIM技術(shù)則是重要的途徑，值得工程人員在此方面深入探討，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

作者簡歷：

陳燁（1981-），女，漢，浙江溫嶺，本科，工程師。研究方向：BIM（三維）設(shè)計在幕墻深化設(shè)計中的應(yīng)用和作用。