实现智能化与高效化!BIM技术如何应用于幕墙设计?
栏目:企业动态 发布时间:2023-06-15 08:23
幕墙集建筑美学、功能、节能和结构于一体,在设计、制造和安装过程中与各专业深度交叉相容。近年来,众多城市综合体、超高层和标志性建筑迅速涌现,对能够支撑复杂幕墙工程.........

j9九游会登录入口首页幕墙集建筑美学、功能、节能和结构于一体,在设计、制造和安装过程中与各专业深度交叉相容。

近年来,众多城市综合体、超高层和标志性建筑迅速涌现,对能够支撑复杂幕墙工程的设计和施工技术提出了更大的挑战。


所以,BIM技术的应用为幕墙设计带来了智能化和高效化。


采用BIM技术,可以创建具有真实体验感的建筑模型,在此基础上进行幕墙设计,进行虚拟仿真,通过加入材料的物理特性和环境效应等,为幕墙设计提供最真实的视觉体验,也可进行可视化的设计方案比较,从而使幕墙的设计更加科学,更加符合用户需求。


01
BIM技术在幕墙设计中的应用
BIM技术应用主要分为以下几点:数据采集、几何定位、立面优化、正向出图、碰撞检测、效果展示。




同时通过各种不同软件协作还能实现专业协调、日照分析、材料清单统计、施工模拟等等。


1、数据采集
对项目造型进行参数化提取和分析,评估可行性及合理性,并且给出一定建议,使项目在可行性和落地性方面更好的推进。




利用参数化GH提取模型信息及特征,对幕墙类型分类,正向设计,指导方案设计及优化,对节点设计提供帮助及支持。



2、几何定位
对于不规则建筑(异形建筑),如何保证落地造型与设计相符是一个重难点,BIM技术可以在模型中提取坐标点指导施工,施工完成后再进行三维扫描返回模型中进行校核,可以较为准确的还原设计意图。




3、立面优化
对于立面上超规超限的部分细分,达到满足规范的目的;对异形双曲板优化为单曲或平板,减小超高层建筑施工难度及成本。




4、正向设计、全过程出图
传统的方案设计,建筑师使用SU等建模软件做出方案,再用出图软件出图,图纸修改再返回模型看外观,浪费大量的时间和精力。



BIM技术,基于Revit的正向设计,图纸和模型是统一体,修改模型的同时,图纸随之更新,节省了大量的时间和精力,也不会产生各种图纸对不上的问题。


5、碰撞检测
幕墙是一个和多专业有联系的分支,通过1:1各专业建立BIM模型合模检测,可以提前发现设计中的错、漏、碰等问题,提前调整方案,避免了在施工中再发现问题导致无法调整。




6、效果展示
根据设计建立的模型,进行渲染以达到评估设计合理性及外观效果的目的。





02
想要实现幕墙BIM正向设计需要克服哪些难点
1、效益方面
BIM成本因项目复杂程度不同而不同,因此无法准确评估BIM技术能为项目带来的效益。






大多数企业不是从需求层面推动BIM的发展,而是试图通过技术来驱动。


此外,BIM推广、软硬件采购和人员培训增加了运营成本,导致BIM技术的应用一直处于投资大产值小的状态,短期内难以看到实际效益。



2、平台与数据共享方面
市场上有很多专业的BIM平台,但彼此之间并不匹配。



数据共享和连接已经成为一个大问题。

而且幕墙工程比较复杂,需要多个平台相互配合。

IFC标准是国际通用的BIM数据交换和共享标准。


但是,即使采用相同的标准,在复杂幕墙环境下,不同BIM平台之间的信息交换后,也会出现数据丢失的情况,需要一个多兼容的数据中心进行信息交换。



3、规范和标准方面
BIM主流平台和软件多为国外开发,国外标准与国内标准相差甚远。



同时,设计交付的结果是符合国家规范和标准的“图纸”,而不是BIM模型。


虽然国家已经出台了相关的BIM应用标准,但总体来说还不够完善,企业在标准应用方面缺乏研究力量。


BIM设计结果的有效性和合法性无法验证。


4、人才储备方面
掌握BIM技术的设计和施工人员相对较少,大部分单位都是BIM、设计和施工两条线,BIM与设计、施工脱节情况比较严重,缺乏掌握BIM技术的设计和施工人员。




5、管理方面
BIM是一项新兴技术。



在国家规范和标准尚未深入研究之前,BIM在企业中的定位还不确定。

幕墙工程是建筑的外观。

除了建筑、结构的专业配合外,还需要生产加工单位的配合。


此外,设计周期的等待时间相对较长,因此项目往往比较仓促。



6、设计变更方面
目前的设计仍以二维图纸为主,三维模型为辅。



其结果是需要二维的图纸,设计越往后期,变更的成本就越高。

在施工阶段,大量的设计资料需要调整,设计工作需要深化。

设计变更造成的工作量呈倍递增。


03
长沙A9项目为例,看BIM技术在幕墙设计中的应用
A9售楼部位于湖南长沙湘江新区,地理位置独特,是一个典型的异形建筑。




幕墙面积2200平米,主要有玻璃幕墙和铝板幕墙,均为异形幕墙,其造型新颖,独特。

无完整的建筑图纸,建筑设计单位仅提供外立面概念图和初步建筑图,要求不二公司进行幕墙设计,幕墙设计在两个星期内完成。



BIM技术在幕墙设计中的应用:
1.BIM建模
确定本项目的坐标原点。





采用统一的项目坐标原点,使不同软件的模型相互间快速准确链接在软件固定的位置中。

在Revit软件里建立项目公用轴网、标高。

把“项目公用轴网”文件另存为“建筑结构模型”文件,依据建筑结构施工图创建建筑结构模型。


依据顾问公司的幕墙设计图纸创建玻璃幕墙体量,在Revit里点“新建概念体量”再点“公制体量”,把处理好原点的幕墙平面图纸导入到Revit体量文件中。


依据幕墙方案图纸创建玻璃幕墙体量。


依据顾问公司的幕墙设计图纸,利用Rhino软件创建铝板幕墙表皮。



在Revit软件中打开“建筑结构模型”文件另存为“建筑幕墙模型文件”,把玻璃幕墙面板模型和“SAT”格式的铝板面板模型导入到“建筑幕墙模型”文件中
可以很直观的看出幕墙的碰撞问题。



在Revit 软件中导出格式为“NWD”的文件,在Navisworks软件中打开进行碰撞检查,找出设计缺陷,通过验算,确定幕墙方案。


2.幕墙方案优化设计
消除幕墙与结构间的碰撞问题,优化幕墙设计方案,节约工程成本。




A、玻璃幕墙部分:把曲面玻璃面板优化为平面玻璃面板,赋予玻璃幕墙空间坐标点可驱动参数。



在Revit里给玻璃幕墙各空间坐标点命名并添加尺寸参数,目的是当施工现场的测量数据导入到模型中,实现模型数据与现场同步。



在“族类型”里可以依据现场坐标点来调整玻璃幕墙坐标点数据。



B、铝板部分:
Rhino结合Grasshoper由定位点建立铝板外表面,优化成可方便加工的平板或单曲板块。




在Rhino软件里对大面铝板编号,用Grasshoper插件进行分割铝板大面,并建模铝装饰条。



利用Grasshoper插件在Rhino软件里绘制铝板展开图。



重新生成玻璃面板模型(Revit创建)与铝板面板模型(Rhino创建),并做好分格,该项目玻璃幕墙主要为两种玻璃,分别以绿色和蓝色来区分。


玻璃幕墙模型、铝板幕墙模型、结构模型组合。


优化之后再次碰撞检查。



3.从模型中导出相关的图纸
在Revit软件中分别对各个立面进行标注,导出图纸。




导出平面图纸,在CAD里标注好幕墙分格,以及每樘玻璃幕墙的平面坐标点。



导出幕墙的展开图,在CAD软件里打开,标注好。



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