探究異形裝飾條組合幕墻施工技術(shù)

文｜廣東省第一建筑工程有限公司 孫旭敏

一、引言

我國近年來城市化發(fā)展速度很快，大量高層建筑的建成為城市增添亮麗的天際線，建筑玻璃幕墻融合工程技術(shù)、建筑藝術(shù)的特點(diǎn)，玻璃幕墻具有裝飾效果好、采光、節(jié)能、隔熱、安裝速度快等優(yōu)點(diǎn)成為新型高層建筑的首選方案，隨著城市建設(shè)持續(xù)深入發(fā)展對建筑設(shè)計(jì)造型逐漸追求其獨(dú)有的藝術(shù)性，異形裝飾條在結(jié)合原有幕墻特點(diǎn)，造型多變，建筑物觀感隨外部環(huán)境、燈光、陽光變化而變化，更好地體現(xiàn)建筑的美觀藝術(shù)性，在現(xiàn)代城市建設(shè)中起到很好地裝飾作用，成為現(xiàn)代化建筑特色標(biāo)志之一。

二、異形裝飾條組合幕墻應(yīng)用BIM 技術(shù)原理

傳統(tǒng)建筑幕墻設(shè)計(jì)的裝飾線條主要由鋁合金型材、壓板、裝飾扣制作而成，由于異形設(shè)計(jì)的獨(dú)特性對制作的裝飾線條尺寸的精確度要求很高，多變的形狀、連接安全可靠對制作擠壓型材的機(jī)器和工藝水平提出新的要求。應(yīng)用近年來大力推廣的BIM 技術(shù)能很好地通過建立高精度模型提前進(jìn)行安裝模擬，滿足異形裝飾條組合幕墻安裝高精度要求，BIM 技術(shù)對安裝的構(gòu)件提前分解向預(yù)制工廠下單，提供準(zhǔn)確的尺寸給高度工業(yè)化、專業(yè)化預(yù)制工廠進(jìn)行按需加工定制，節(jié)省材料的同時(shí)保證施工進(jìn)度的需要，能直接產(chǎn)生較好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

三、異形裝飾條組合幕墻應(yīng)用BIM 技術(shù)實(shí)例

下面以廣州白云機(jī)場綜合信息大樓項(xiàng)目為例，說明異形裝飾條組合幕墻BIM 技術(shù)應(yīng)用施工。

1、工程概況

白云機(jī)場綜合信息大樓施工建設(shè)面積達(dá)到32653.4m2，地上主體建筑為7 層，高度為32.45 m，建設(shè)的兩層地下室深度約12m，外墻均為玻璃幕墻，設(shè)計(jì)采用大規(guī)格異形裝飾鋁條。

2、本項(xiàng)目異形裝飾幕墻施工特點(diǎn)

本工程施工幕墻為鋁板裝飾條組合玻璃幕墻，幕墻類型主要以框架式幕墻為主，玻璃幕墻面積約8000m2，鋁板幕墻約7000m2，裝飾條面量較大，展開面積達(dá)到25000m2。鋁合金裝飾條主要規(guī)格為800mm×200mm，1200mm×300mm，截面有局部變形設(shè)計(jì)，使用的結(jié)構(gòu)為中空，內(nèi)部填入吸音棉，采用高科技數(shù)碼機(jī)精確切割再進(jìn)行拼裝，減少直接吊裝的危險(xiǎn)程度，又直接降低幕墻自身重量。

3、應(yīng)用BIM 軟件實(shí)施異形裝飾技術(shù)要點(diǎn)

本工程幕墻設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)信息大樓外觀行云如水的特點(diǎn)，整體外觀突顯豎向異形裝飾條流動(dòng)性強(qiáng)，很好地體現(xiàn)信息化大樓特色，幕墻裝飾條以異形的明隱線條為主。裝飾條展開面積達(dá)到25000m2，鋁合金型材種類達(dá)到三百多種，單純手工切割制作耗時(shí)又拖延施工進(jìn)度，應(yīng)用BIM 軟件建立模型對進(jìn)行異形裝飾組合條不同種類模擬安裝（圖1），對需要安裝的每一個(gè)裝飾條進(jìn)行獨(dú)立編碼，編碼后再發(fā)詳圖給預(yù)制工廠下單，這樣一來制作的裝飾條準(zhǔn)確性大大增加，降低材料浪費(fèi)。

BIM 模擬需要拼裝幕墻玻璃的準(zhǔn)確尺寸后，玻璃與鋁型材粘接加工均在預(yù)制工廠內(nèi)完成，不用在施工現(xiàn)場制作，以保證打膠溫度、組裝的專業(yè)性，也減少多次搬運(yùn)后材料損耗。

應(yīng)用BIM 技術(shù)對含有變截面造型鋁合條進(jìn)行仿真模擬，且每一個(gè)異形裝飾條均有唯一編號，按傳統(tǒng)安裝方法逐片安裝對工程進(jìn)度影響較大。BIM 模擬后能多個(gè)區(qū)域同步實(shí)施安裝作業(yè)，參數(shù)化建模極大提升工作效率，精細(xì)地控制異形裝飾條尺寸。既節(jié)省在安裝過程中交叉作業(yè)時(shí)間，又大大加速安裝進(jìn)度，對工期節(jié)約極為有利。

場區(qū)內(nèi)地上7 層建筑，部分異形裝飾條尺寸規(guī)格過大，如用外腳手架安裝難度較大，且建筑高度32.45 m，應(yīng)用BIM 技術(shù)模擬吊裝全過程，現(xiàn)場需要使用吊車、小型吊籃聯(lián)合安裝，吊車先吊起較大規(guī)格的裝飾條，現(xiàn)場安裝人員通過吊籃把裝飾條進(jìn)行準(zhǔn)確定位，之后安裝角碼，安裝順序從下而上進(jìn)行，施工過程中可多點(diǎn)同步作業(yè)，以加快進(jìn)度。

圖1 裝飾條BIM 建模

應(yīng)用BIM 技術(shù)對異形裝飾條組合幕墻進(jìn)行模擬施工，對裝飾條尺寸進(jìn)行精準(zhǔn)編碼，由預(yù)制工廠規(guī)?；谱靼惭b，大大減少安裝工時(shí)間，也保證了現(xiàn)場施工的安全，高效地推進(jìn)了新技術(shù)在幕墻施工中的應(yīng)用。

4、BIM 應(yīng)用異形裝飾條組合幕墻施工工藝主要流程

第一步，應(yīng)用BIM 軟件對異形裝飾組合幕墻安裝進(jìn)行統(tǒng)一建模，按照不同材料進(jìn)行分類編號，BIM 生成預(yù)制材料工料單由預(yù)制工廠制作，BIM 模擬現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)由技術(shù)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行技術(shù)交底工作。第二步，安裝裝飾條步驟與傳統(tǒng)方式相同，從測量放線，預(yù)埋件安裝，立柱、橫梁、防火層、連接件安裝到玻璃安裝，打膠封邊，裝飾條吊裝打膠清理后，直至幕墻竣工驗(yàn)收。

5、針對異形裝飾條組合幕墻的改良技術(shù)措施

本工程中對異形裝飾條施工應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建模，指導(dǎo)現(xiàn)場施工、材料制作，幕墻安裝。本工程中針對異形裝飾條組合幕墻有以下多項(xiàng)改良技術(shù)措施：

（1）測量過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，施工主體建筑7 層，地下室2 層，主體結(jié)構(gòu)由于基坑較深易出現(xiàn)沉降，因此，在實(shí)施幕墻施工前，為減少因沉降引起的誤差累積，運(yùn)用Revit 按照設(shè)計(jì)圖紙建立準(zhǔn)確的主體建筑坐標(biāo)高程和數(shù)據(jù)模型，與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)值進(jìn)行校對，創(chuàng)建和管理幕墻施工放樣點(diǎn)，運(yùn)用人工智能測量機(jī)器人現(xiàn)場定位放樣點(diǎn)，使用三維激光掃描儀對幕墻施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描獲得數(shù)據(jù)，與BIM 模型進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)模型，校準(zhǔn)后再輸出放樣點(diǎn)后進(jìn)行放線，在每一層幕墻骨架作業(yè)前后均進(jìn)行測量校對，以保證測量數(shù)值的準(zhǔn)確性。

（2）預(yù)埋件施工要點(diǎn)

本工程的預(yù)埋件種類有11 種，采用已作表面熱浸鍍鋅防腐處理、鋅膜厚度不小于85um 的板式埋件，應(yīng)用BIM 軟件對預(yù)埋件按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)格進(jìn)行模擬安裝，控制預(yù)埋偏差不超過25mm。預(yù)埋件在鋼筋施工過程中頂端安裝的構(gòu)件要注意標(biāo)高、水平位置、平整度的控制，交叉作業(yè)時(shí)后續(xù)的班組如砼工很可能一不留意直接踩上已安裝好預(yù)埋構(gòu)件導(dǎo)致移位，因此，澆筑混凝土前需要對預(yù)埋件位置進(jìn)行復(fù)核，拆除模板后放出幕墻標(biāo)高線、分隔線。

（3）立柱橫梁安裝

安裝龍骨是幕墻重要施工環(huán)節(jié)，在本工程幕墻安裝中異形裝飾條較多，龍骨安裝精度一旦達(dá)不到規(guī)范要求很容易直接影響裝飾條安裝效果。

橫梁加工工藝有很多種，針對本工程中橫梁加工尺寸大、精度要求高的特點(diǎn)，通過BIM 數(shù)字化的形式對橫梁的加工長度和安裝方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、編碼，提交預(yù)制工廠時(shí)有精確的加工尺寸表、數(shù)量表以及平面角度誤差、立面角度誤差要求，預(yù)制完成后，每當(dāng)完成一層橫梁的安裝時(shí)，及時(shí)對已安裝的橫梁標(biāo)高進(jìn)行校正，控制標(biāo)高偏差不超過1mm，調(diào)節(jié)垂直、水平方向完畢后再對立柱加固。

立柱是幕墻的重要骨架，本工程立柱采用135×70 鋁合金制作，厚度為3.5mm，立柱安排施工順序由包含芯套的一頭從下面至上面進(jìn)行安裝，第一條立柱安裝完成后固定上部，待位置準(zhǔn)確無誤再固定下部，第二條立柱從第一條立柱下方套入，預(yù)留足夠的伸縮縫位置，然后依次安裝。

在本幕墻工程安裝順序?yàn)橄攘⒅?，橫梁再到玻璃、裝飾條，因此在早期對立柱與橫梁的定位位置非常重要，通過BIM 建立的數(shù)字坐標(biāo)定位模型，對每一條安裝的橫梁、立柱的準(zhǔn)確定位，以保證后續(xù)玻璃、裝飾條安裝的準(zhǔn)確性。

（4）異形裝飾條安裝

本工程異形裝飾條有多種規(guī)格，除了提前對安裝的立柱、橫梁的坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核位置外，應(yīng)用BIM 進(jìn)行優(yōu)化安裝，橫向分格的鋁板位置要確保安裝準(zhǔn)確，折邊的鋁板要提前應(yīng)用Rhino 繪制出加工圖后進(jìn)行預(yù)制，進(jìn)場后的鋁板在安裝前對其尺寸與設(shè)計(jì)圖紙二次復(fù)核校對，并按照不同編碼依次堆放。提前應(yīng)用BIM 建立的模型對異形裝飾條安裝進(jìn)行仿真現(xiàn)場施工，預(yù)拼裝中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，安裝前充分實(shí)施技術(shù)交底，對可能出現(xiàn)的質(zhì)量、安全問題作出風(fēng)險(xiǎn)提醒。由于預(yù)制進(jìn)場裝飾條同步進(jìn)場，在不同的作業(yè)面同時(shí)開展安裝，大大加快施工進(jìn)度。

（5）異形裝飾條的吊裝

本工程的異形裝飾條結(jié)構(gòu)為中空，內(nèi)部填入質(zhì)量輕的吸音棉，重量約為100KG/層，采用汽車吊裝方式加吊籃定位方式進(jìn)行裝飾條安裝。汽車吊在作業(yè)前派出特種作業(yè)司索工現(xiàn)場專業(yè)指揮，劃定安全作業(yè)范圍，禁止閑人進(jìn)入吊裝作業(yè)區(qū)，起吊前先試吊，吊籃的操作工人等待吊裝的裝飾條到達(dá)指定位置時(shí)，輕輕調(diào)節(jié)裝飾條安裝點(diǎn)，注意待安裝異形裝飾條不能碰撞玻璃，起吊、調(diào)整要緩慢、勻速進(jìn)行，吊籃工人轉(zhuǎn)動(dòng)裝飾條至合適位置后再通過角碼對其進(jìn)行固定，檢查安裝穩(wěn)固后，吊籃工人才能釋放吊裝帶，吊車緩慢收起吊鉤，吊籃工人對裝飾條中需要打膠的部位進(jìn)行美化（圖2），直至裝飾條安裝完成。

四、結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)持續(xù)深入發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)用幕墻施工工藝逐漸推廣取得較好效果，通過以上異形裝飾條幕墻施工應(yīng)用BIM 技術(shù)實(shí)例充分說明，利用 BIM 建模對幕墻施工各主要構(gòu)件進(jìn)行精確分解，并且保證制作構(gòu)件精度，很好地解決在異形設(shè)計(jì)幕墻中的材料如鋁條、鋁板、橫梁、立柱加工和安裝準(zhǔn)確性問題，在減少材料損耗和浪費(fèi)的同時(shí)，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)材、經(jīng)濟(jì)、綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)，保證了施工進(jìn)度如期實(shí)現(xiàn)，符合我國新時(shí)期大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的趨勢，有力地推動(dòng)我國建筑業(yè)的工業(yè)化和智能化技術(shù)發(fā)展。

圖2 裝飾條現(xiàn)場打膠美化