基于BIM技術的ALC外墻深化設計探討

丁 浩

(巢湖市建設工程質量監督站，安徽 巢湖 238000)

1 研究背景

近年來，隨著裝配式鋼結構項目政策推行，裝配式建筑在市場上的份額正在逐漸增加。在裝配式鋼結構建筑項目中，較多采用ALC輕質預制墻體，該墻體優勢明顯，但是往往忽略深化設計環節，在項目審查與評審中，利用BIM技術對預制外墻構件進行拆分深化設計，以解決現場材料的利用與后續施工過程中的安裝沖突等問題。映月灣項目地上部分的主體結構采用鋼框架—支撐體系。外墻采用蒸壓加氣混凝土條板(以下簡稱為ALC條板)。因ALC條板的施工特點，在現場切割會大大降低此種墻板安裝便捷快速的優勢，故需要借助BIM技術對外墻進行深化排版設計，ALC外墻的排版深化設計工作難度大且工作復雜，并且，由于項目采用鋼框架—支撐體系，導致在鋼支撐等復雜部位的ALC外墻需要進行切割處理，進而生成精細的切割方案，以防止板材的浪費。利用傳統的CAD平面繪圖方法進行排版的方式無法具體的展現ALC的具體排布細節，只能在平面上展示ALC的大概位置，也無法完成對板材具體切割情況的分析，也不能很好的結合結構設計內容。現以映月灣裝配式住宅項目的ALC外墻設計為基礎，對其排版方式及深化設計進行研究。

2 項目具體做法

蒸壓加氣混凝土條板被廣泛應用于廠房、圖書館、商場等建筑中，具有輕質高強、保溫隔聲性好、耐火能力持久、施工便捷、綠色環保等優點。而且，ALC板材使用干法施工，所以板面不會出現空鼓、裂紋等現象，有非常良好的表面質量。

映月灣項目的外墻施工選用的圖集為《03SG5-1蒸壓輕質加氣混凝土板(ALC)構造詳圖》[1]，項目地上部位的非承重外墻采用200厚ALC條板+保溫裝飾一體板體系，映月灣項目的層高為2 900 mm，去除鋼梁的高度，根據規范的附錄A查詢，ALC板的可選寬度范圍為300 mm～600 mm，10 mm間隔，標準寬度600 mm。以2 500 mm×600 mm×200 mm作為標準板件的尺寸，部分轉角處以及端部進行額外選型或切割處理。映月灣ALC墻板標準塊模型見圖1。

映月灣項目ALC墻板的具體施工工序如下：1)在外墻位置處安裝角鋼，上方角鋼與鋼梁焊接，下方角鋼與樓板使用膨脹螺栓固定于樓板之上；2)按深化設計圖紙的分割位置彈墨線，以明確ALC條板的安裝位置。安裝ALC條板至固定位置；3)利用勾頭螺栓將ALC條板與角鋼進行連接，并將勾頭螺栓與角鋼焊接；4)使用耐候膠封堵角鋼與ALC條板中的縫隙，塞入PU棒，用砂漿封堵；5)ALC墻板之間的企口縫隙用專業填縫劑封堵；6)在企口縫隙處張貼玻纖網格布。

3 深化設計的發展與意義

在本文中所提到的“ALC外墻深化設計”屬于深化設計的一部分，它是指在建筑施工圖的基礎上，結合相關專業的設計資料，整合相關專業設計方案所進行更深層次的施工圖設計工作。深化設計將內裝、外裝、結構、設備等專業更加具體化，將詳細方案落實到藍圖上，進而更好的指導施工。

在“深化設計”這個理念提出來的初期，它的主要工作也僅僅是完善施工圖，補充施工的工藝。但隨著近年來的行業細化、設計要求的提高，以及BIM技術的發展，設計做出的深化及工作已經無法滿足市場的需求。涉及利用BIM技術進行深化設計，就需要更加深層次的提升，這種提升不止包含設計的深度、精細化，并且要包含更多的信息與參數，為項目提供更多的參考數據，創造更多的價值。且，在裝配式建筑中，深化設計的必要性毋庸置疑，結合相關專業進行的深化設計可以對構件孔洞進行預留，將開孔工作放在工廠進行，減少了現場開孔作業施工難度。因此，依托于BIM技術的“深化設計”也開始逐漸地被市場所認可。

基于BIM大量軟件所擁有的不同功能，可以將平面施工圖立體化，進行碰撞檢查、凈空分析等功能。在ALC墻板深化設計中，將其與機電專業進行整合，可得到機電專業的預留孔洞，電線開槽等信息。柱間支撐位置的線盒預留孔洞在施工進行過程中會發現一種通用問題，那就是在施工圖中的臥室處，兩側床頭柜的線盒與電線開槽可能會與支撐位置發生碰撞，需要重新定位線盒位置，利用BIM技術三維可視化的優勢，預留孔洞的重新定位問題可得到很好解決。

4 深化設計的步驟與優點

根據國家現行的《建筑信息模型應用統一標準》中的規定，在建設工程全生命周期內，相關方應建立實現協同工作、數據共享的支撐環境和條件[2]。在ALC外墻深化設計的過程中，設計方、施工方、承擔BIM工作的管理方、進行生產及材料供應的供貨方都應參與進來，為BIM的建模工作提供必要的信息，讓深化設計的模型更加準確。并且，在轉角部位、窗下等位置的墻板尺寸變化需要切割時，供貨方可以提供準確的方案，避免由于切割方向、位置等不明晰所導致的材料浪費。施工方可以在深化設計所出具的圖紙或模型的基礎上進行ALC墻板的施工，提高施工質量與外觀效果。映月灣ALC外墻排版模型見圖2。

其中，在BIM技術參與ALC外墻深化設計需要注意的重點有以下幾點：1)深化設計圖紙遵守有關制圖的標準與規定，并符合甲方同意的格式要求。2)確保標準構件的參數準確，放置位置準確。3)轉角，窗下等部位構件的參數可調節，達到多樣性的需求。4)明晰表現排版及尺寸，在立面圖上表現出來。5)ALC板之間的縫隙需要事先預留，留出施工空間。

以Revit軟件為例，進行ALC墻板深化步驟：1)將建筑模型與結構模型進行鏈接，進行墻齊梁底，扣除與結構柱重疊的墻等處理，確定需要拆分的墻板的起點、終點、長度。2)進行墻板的拆分，將拆分后的原始墻板系統構件替換為獨立的ALC板構件族。3)在墻板拆分后的基礎上，進行預留預埋管線的布置與預留洞口處理，對后續墻板現場開洞的具體位置做出明確處理。4)繪制墻板的立面布置圖、詳圖等，指導工廠進行預制加工和現場的實地操作處理。基于BIM技術的深化設計可以在設計方與施工方之間搭建一個相互溝通交流的平臺，利用BIM技術進行深化設計來指導施工，可以更合理地優化設計圖紙內容，盡可能地避免施工過程中的返工現象，可以真正實現：從技術上對工程質量的預控，從材料上對工程成本的預控。深化后的ALC墻板圖紙可以使生產人員嚴格按照施工圖進行分解下料、制作、安裝。利用BIM技術的三維可視化功能，并與安裝方案相結合，管理人員也對工人的施工交底有詳細的認知，使工人操作更加快捷、明晰；同時，在鋼結構項目中，依托于鋼結構設計模型和鋼結構深化設計模型進行圍護墻體的設計才有實在的意義，這一點比傳統僅僅通過CAD“理想化”設計更具有優勢，且通過設計過程中的兩階段碰撞檢查，可消除ALC墻體與主體結構中相沖突的地方。

5 參數化建模的便利性

利用Dynamo軟件，可以在Revit環境下進行參數化建模，大大提高外墻拆分與排版的效率。對外墻進行固定距離的拆分，將原本作為整體的墻拆分成一個個獨立的構件，之后將拆分后的墻板替換為預先載入的“ALC外墻”族，就可以快速地將整個標準層的外墻細化為所需要的深化ALC墻板結果。并根據結果，創建ALC外墻明細表，得出一個標準層中外墻條板的尺寸參數及數量，為現場的構件轉運、構件使用、計算造價等提供便捷的參考數據，對設計施工寫作來說具有非常重要的意義(見圖3)。

6 結語

利用BIM技術對映月灣裝配式住宅項目的ALC外墻進行深化設計可以提前發現并解決墻板的安裝問題，很大程度上減少了在設計前端因為平面設計所帶來的不足與缺陷，對于項目的工期、成本、進度控制等都起到了良好的促進，相信在未來更多的領域，BIM技術可以發揮更大的作用，為建設項目帶來更大的收益。