BIM技术在某工程幕墙施工阶段的应用研究论文_宏升

BIM技术在某工程幕墙施工阶段的应用研究论文_宏升

珠海兴业绿色建筑科技有限公司 广东 珠海519060

摘要:幕墙是依附于建筑主体存在的不承重的外围护装饰性墙体,是建筑物的重要组成部分。随着建筑行业的迅速发展,对建筑外观审美观念的改变,使得幕墙形状也日趋复杂。因此,基于当前幕墙建筑行业的发展现状,将BIM技术应用于实际工程施工中,发挥其在建筑幕墙施工中的作用,从而全面提升建筑幕墙施工水平具有十分重要的意义。

关键词:

引言

国的百年住宅以住宅的全寿命期为基础,在规划、设计、建造、使用、维护和拆除再利用全过程中,通过提高建筑结构的耐久性、居住的安全性、建筑的节能性、功能的适居性、空间的可变性、设备的可维护性、材料的可循环性、环境的洁净性、建造的集成性和配套的完善性,实现居住与环境和谐共生、可持续发展的优质住宅。百年住宅对建筑、结构等各专业的协同配合及设计-施工全过程提出了更高的要求。BIM(BuildingInformationModel)技术实现了“模型等于图纸”、“模型高于图纸”的目标,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。采用BIM技术不仅可以实现设计阶段的协同设计,施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护和设施管理,同时打破从业主、施工单位到运营方之间的隔阂和界限,实现对建造全生命周期管理。装配式建筑是一个系统的集成,BIM技术具有信息集成优势,工程总承包管理模式下,应用BIM技术利于装配式建筑的设计、生产、装配、运维的系统一体化协同发展。利用BIM的三维可视化、一体化协同平台,基于多专业、多环节、相关方信息共享,可实现建筑、结构、机电、装修的一体化、设计-加工-装配一体化。

1传统异形玻璃幕墙施工中存在的问题

传统异形幕墙施工过程中,对于造型复杂,图纸表示不够直观,部分弧形构件或与建筑平面存在角度差的构造,仅依靠施工平面图难以具体表示清楚,实际施工需要在建筑结构或钢结构等支撑体系完成后,现场实际测量才可组织下料施工。而经过自适应模型三维建模后,可以在施工前直接得出型材相关数据,达到缩短工期和减少材料损耗的作用。

2研究内容、目标和方法

2.1研究内容

⑴异形型幕墙体量特征的研究;⑵运用BIM技术体量建模与自适应模型建模的研究;⑶运用BIM技术切割模型的研究;⑷运用BIM技术提取模型数据的研究。

2.2研究目标

2.2.1异形幕墙外观质量,精度的要求

异形幕墙安装施工的质量、精度要求,必须保证其支撑结构,尤其是钢结构的结构尺寸偏差满足规范合格率要求。此外,结构表面应光滑平整、牢固稳定,刚度和强度满足设计要求,因为其支撑体系的精度偏差过大必然导致幕墙安装偏差过大。

2.2.2异形幕墙安装的进度要求

由于BIM技术有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等5大突出优势和特点,通过使用BIM技术,可优化传统施工工序方法,在保证精度的基础上,将材料的下料、生产提前进行,缩短工期,提前完成施工任务。

2.2.3异形幕墙工程的成本要求

由于精度的提高,可有效减少需要二次加工的几率,降低废品率,达到节约成本的目的。但是幕墙模型的建立和深化,不可避免地需要投入计算机设备和人力资源,短期而言可能对成本控制并未有明显的效果,甚至提高成本,但若将设备和人力运用摊销于整个项目乃至今后使用,其节约成本的效能将会愈发明显,本项目主要目的是节约工期成本。

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2.3研究方法

目前可以进行BIM幕墙建模的软件中,Revit的幕墙建模设计的综合能力和兼容性最为完善,适合作为核心建模软件使用;Rhino则更偏向幕墙方案设计、复杂曲面建模与分析优化;而最为普及的建筑方案建模软件SketchUp,更偏向于一些简单常规的幕墙方案设计建模。Autodesk公司的Revit系列软件,在民用建筑市场借助AutoCAD的天然优势,有着相当不错的市场表现以及有良好的群众基础,而本项目由于在全项目上使用了Revit软件进行三维建模,并尝试了BIM技术在全项目上的应用,故本次采用Revit软件作为研究方法,对研究异形幕墙施工过程中的作用更具有现实意义。

3关键技术的研究

3.1运用BIM技术体量建模与自适应模型建模的研究

构件族的建模方案比选[方案1]选择基于线的常规模型,经过试验发现,该模型族只适用于在平面上构件,对于弧形面则该模型不能依照弧形路径自行匹配,无法满足建模要求。[方案2]选择建立轮廓模型,轮廓族虽然能够适应弧面建模,但面对一些弧面路径不好选择的构件,容易产生错位,而且轮廓族不能导入体量模型,必须在项目模型多次采用内建构件设立,不利于后期编码管理。[方案3]选择建立自适应构件模型,自适应构件模型可以不依赖工作平面设立,可在构件表面上完美贴合,但自适应模型建模难度较大,且对支撑体系的表面网格分格有较高要求,在体量模型的设立时就应提前考虑好后面自适应模型的设立来构建体量模型。

3.2施工模拟

框架式幕墙的安装流程是:放样定位—安装支座—安装立柱—安装横梁—安装玻璃—打胶―清理。利用BIM模型通过定义构件之间的绑定关系,模拟整个工程施工顺序,优化和及时调整施工方案,合理进行下料和加工,既保证了工程施工质量和外观效果,又保证了工期,同时可实现施工成本降低,极大地提高了工程的经济和社会效益。

4BIM技术在施工阶段的应用

4.1信息化装配

BIM模型导出的物料文件需包含每个构件的详细物料信息,并且统计单位和采购单位一致,与ERP系统对接,用于项目物料管理。物料文件包含:项目名称、合同编号、楼栋号、楼层号、构件物料编码、名称、轮廓尺寸、重量等基本信息,用于包装和运输环节。通过BIM技术追踪每一块预制构件的编码信息,明确实时的生产、装车、运输信息,构件装配过程中共享产品的设计、生产、运输信息,实现信息化的装配过程。

4.2项目成本的精细化管理

建立BIM模型将施工中所需的数据进行收集、采纳、存储,再关联时间维度(4D)形成BIM4D进度管理模型,配合相关的BIM软件对项目进行进度施工模拟,合理制定施工计划、精确掌握施工进程,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制,准确计算出每个工序、每个工区、每个时间节点段的工程量。按照企业定额进行分析,及时计算出各个阶段每个构件的中标单价和施工成本的对应关系,实现项目成本的精细化管理。同时根据施工进度进行统计分析,实现成本的动态管理。

结语

通过设计-施工一体化,降低了施工过程中的不确定性,一方面提高项目管理效率,协调施工进度,降低成本,节约资源,另一方面有效实现对危险性较大的分部分项工程的安全管控,有助于降低安全生产事故的发生,提高安全管理的工作效率。

参考文献

[1]王志刚.工程总承包模式下BIM技术创新应用价值[J].价值工程,2018,37(36):232-234.

[2]贾东锋,张石磊,金仁才,等.基于BIM技术的项目信息化管理综述[J].智能建筑与城市信息,2017(10):75-78

论文作者:宏升

论文发表刊物:《城镇建设》2019年10期

论文发表时间:2019/8/15

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