BIM技術在螺旋式超常規玻璃幕墻中的應用

朱天送

（中建二局裝飾工程有限公司，北京 100070）

1 工程概況

成都龍泉山丹景臺幕墻項目位于簡陽市丹景鄉-龍泉山森林公園，主體采用鋼結構。丹景臺幕墻工程采用橫隱豎明玻璃幕墻系統，豎向為鋁板裝飾條。本工程幕墻面積12 000m2，施工高度約23.95m，設計采用螺旋上升造型，將丹景臺山頂平臺與丹景閣連接起來，既實現了美觀效果，又滿足了功能需求（見圖1）。幕墻主要由傾斜豎明橫隱玻璃幕墻、不銹鋼玻璃欄桿、鋁合金吊頂格柵幕墻等系統組成，頂部為幕墻太陽神鳥采光頂。幕墻面層材料為12mm+2.28mmPVB+10mm雙銀Lowe+12mmAr+12mm夾膠中空鋼化超白玻璃，該玻璃幕墻豎龍骨為鋼龍骨，間距約2m，每根龍骨朝不同方向傾斜，形成總體向外傾斜的效果；橫向主龍骨為鋼方管龍骨，在主體鋼橫梁龍骨外側焊接10mm厚鋼板，此鋼板為幕墻橫向龍骨。

圖1 項目建成實景

2 重難點分析

1）造型復雜，優化困難。

2）模型與現場尺寸統一困難。

3）深化設計圖紙量大。

4）精準下單、定位安裝困難。

3 BIM技術應用

結合工程重難點，采用異形曲面幕墻有理化建模和幕墻三維激光掃描技術進行設計優化，如圖2所示。

圖2 BIM技術應用

3.1 異形曲面幕墻有理化建模

利用BIM技術對材料造型尺寸進行優化，原設計有1 001塊雙曲玻璃，雙曲玻璃加工技術不成熟，自爆率較高。通過BIM編程在模型中模擬比對（見圖3），對玻璃進行優化，優化為單曲面后，加工安裝難度得到改善，成本降低近10%，同時將超寬板優化為常規板，縮短了加工周期。

圖3 雙曲優化

3.2 三維激光掃描技術應用

3.2.1 三維掃描工程實體，提取點云數據

三維激光掃描流程如圖4所示。本項目利用三維激光掃描儀對鋼構件進行三維測量，得到精確的三維模型（見圖5），通過與BIM模型對比分析得出鋼構件的偏差度，及時調整偏差，為鋼結構精確快速安裝提供數據支持。

圖4 三維激光掃描流程

圖5 點云數據提取

3.2.2 整合模型碰撞分析

根據三維激光掃描反饋的結構實測數據與模型進行對比，龍骨模型與鋼結構模型碰撞，發現較多交叉碰撞的問題，最終形成碰撞報告進行模型調整，確定最優施工方案。幕墻模型與土建模型整合，碰撞優化并協調土建預埋預留工作，進行幕墻模型與機電、鋼結構模型整合，查找碰撞點優化調整（見圖6）。

圖6 碰撞檢查

4 幕墻BIM技術深化應用

4.1 樣板先行

根據設計院提供的幕墻三維表皮模型建立建筑幕墻三維模型，采用BIM三維建模軟件，將幕墻參數化信息模塊導入幕墻三維模型中，自動生成幕墻材料下料單；最后通過BIM軟件與三維模型進行關聯，自動生成幕墻材料下料單及加工工藝圖，如圖7所示。

圖7 樣板段深化

4.2 幕墻龍骨及面板下單

通過設計圖紙查錯設計交底，運用犀牛模型網格劃分優化，基于犀牛劃分模型進行主龍骨及相應鋁型材建模，再進行次龍骨及相應鋁型材建模，劃分模型進行幕墻面板建模以及幕墻面板編號，通過grasshopper插件參數化自動生成加工圖和加工單，如圖8所示。

圖8 幕墻深化

4.3 面板定位安裝

通過模型三維坐標點，將高程點輸入全站儀進行定位。豎立龍骨定樓層的平面定位點，然后在上一樓層標記定位點連接垂線進行安裝校核。將基座滿焊固定，最后安裝玻璃面板。

4.4 協調共享

建立共享云平臺，該平臺系統包括數據庫、支撐平臺、應用系統3個層次。其中，數據庫由BIM數據庫在施工過程中遇到需要變更協調、批注的部分，均可使用BIM模型完成模型同步修改工作。

5 結語

本工程通過利用BIM技術進行深化設計，將傳統的設計、加工、施工集合成一個整體進行整體深化設計、加工控制和定位放線，在此過程中，形成基于BIM技術的螺旋式超常規玻璃幕墻施工工法，從而減少實際施工中可能遇到的難題，保證了幕墻安裝施工質量，優化施工工序，保證施工工期，節約工程成本，減少時間、材料、人力的浪費，取得良好的效果。