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淺析BIM技術(shù)在鉆石切面玻璃幕墻中的應用

佟克龍¹

（1.中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250014）

       摘要：隨著(zhù)當代經(jīng)濟的發(fā)展，現代建筑造型越來(lái)越復雜，一些建筑采用常規的手法現在已經(jīng)無(wú)法實(shí)現。而B(niǎo)IM技術(shù)在建筑行業(yè)的作用被更多的專(zhuān)業(yè)人士認知認可。本文針對濟南綠地中央廣場(chǎng)鉆石切面玻璃幕墻設計進(jìn)行了詳細的闡述，進(jìn)而明確BIM技術(shù)在鉆石切面玻璃幕墻設計中的作用，為以后BIM技術(shù)在異形玻璃幕墻的設計、生產(chǎn)、安裝提供依據與借鑒。

       關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鉆石切面玻璃幕墻；異形玻璃幕墻；

       1 工程概況

       （1）工程名稱(chēng)：濟南綠地中央廣場(chǎng)C-1地塊B塔樓幕墻工程；

       （2）工程地點(diǎn)：濟南市西客站片區，西鄰齊魯大道，東鄰齊州路；

       （3）工程規模：綜合樓幕墻面積約16050平方米，地上二十四層，地下二層；

       （4）建筑設計單位：青島東盛建筑設計事務(wù)所有限公司；

       （5）基本風(fēng)壓值： W0=0.45KN/m2（50年一遇）；

       （6）地震設防烈度：設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g；

       （7）承建單位：中建八局第二建設有限公司。

       本工程建筑高度99.7米，幕墻高度101.18米，幕墻為構件式玻璃幕墻，建筑窗間玻璃主要采用8Low-E+12Ar+6雙銀鋼化低輻射中空玻璃，建筑層間玻璃采用 6Low-E+12Ar+6鋼化低輻射中空玻璃。

       2 幕墻設計的風(fēng)格理念

       （1）幕墻設計風(fēng)格：

幕墻設計造型獨特新穎，建筑設計外形為類(lèi)鉆石切面、通過(guò)玻璃組合及反射，增強建筑物立面層次感空間效果；整體設計分格左右對稱(chēng)，整個(gè)建筑物虛實(shí)結合，現代大氣而不失穩重。通過(guò)透明玻璃幕墻大面積的應用有效的結合了室內外空間，使建筑物顯得親切、寧靜、充滿(mǎn)陽(yáng)光。在設計風(fēng)格上，通過(guò)對材質(zhì)的不同特性應用及各細部的仔細推敲，使其既符合了原有的建筑設計的要求，外表簡(jiǎn)潔大方，虛實(shí)結合，又使整個(gè)建筑幕墻設計整體感強，外形美觀(guān)、線(xiàn)條流暢。

       （2）幕墻設計理念：

建筑的設計理念是把濟南綠地中央廣場(chǎng)建成為濟南市西客站片區的中心標志建筑。建筑幕墻是最直接的體現形式。因此建筑幕墻設計構想力求與建筑的建筑立面設計思路及結構特征相吻合，并通過(guò)幕墻設計加以完善。并與西客站的自然景觀(guān)、周邊建筑乃至天空形成了一個(gè)珠聯(lián)璧合的整體。

       3 建筑特點(diǎn)

       （1）建筑外表皮為異形扭曲鉆石切面幕墻，玻璃全為不規則的梯形玻璃；

       （2）玻璃幕墻在水平方向及垂直方向上都有內凹或外凸兩種情況，幕墻外飾面有不同的角度，造型復雜；

       （3）玻璃幕墻，分格整齊準確，輪廓線(xiàn)條清晰；

       （4）建筑幕墻垂直方向相鄰兩塊玻璃內凹或外凸夾角為176度；水平方向相鄰兩塊玻璃內凹或外凸夾角為163度。

       4 BIM技術(shù)的具體應用

   綠地中央廣場(chǎng)C-1地塊B座幕墻工程為異形扭曲鉆石切面幕墻，玻璃全為不規則的菱形玻璃；玻璃幕墻在水平方向及垂直方向上都有內凹或外凸兩種情況，幕墻外飾面有不同的角度，型材連接件的造型復雜。

       （1）鉆石切面玻璃幕墻空間碰撞技術(shù)

    造型獨特的建筑，由于主體結構樓層施工時(shí)不可避免的結構偏差、結構高程誤差累計、異形結構施工難度大。這就會(huì )造成主體結構與幕墻結構水平分格、豎向分格的不對應，并以此形成幕墻施工偏差，造成局部觀(guān)感不佳。在幕墻工程施工前，主體結構施工完成后，有必要針對主體結構標高、主體結構輪廓進(jìn)行復測并與幕墻設計圖紙進(jìn)行對比。根據以上的結果，應用BIM技術(shù)，繪制三維模型進(jìn)行空間碰撞，模擬幕墻結構與復核后的主體結構的偏差，并對幕墻結構進(jìn)行調整，從而保證幕墻結構與主體結構的完美結合。

       （2）鉆石切面玻璃幕墻空間定位技術(shù)

   異形玻璃幕墻立面異形、平面異形，橫、豎龍骨往往呈多角度、變間距狀態(tài)，定位困難。綠地中央廣場(chǎng)C-1地塊B座為異形扭曲鉆石切面幕墻，幕墻橫剖面成鋸齒狀，豎龍骨間距不固定，方向不統一。運用BIM建模技術(shù)獲取幕墻輪廓線(xiàn)機主龍骨定位坐標；運用全站儀通過(guò)“兩點(diǎn)一線(xiàn)”式放線(xiàn)方法確定豎龍骨位置、方向；通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新，利用三維模型與全站儀協(xié)作測量放線(xiàn)，實(shí)現了復雜曲面、異形幕墻的定位工作，放線(xiàn)質(zhì)量滿(mǎn)足異形玻璃幕墻施工質(zhì)量要求。

       （3）鉆石切面玻璃幕墻符合調整技術(shù)

   結構圖、實(shí)際主體結構、幕墻建筑圖紙之間可能存在不符，實(shí)際施工中需對已完工主體結構進(jìn)行復核并對幕墻外殼進(jìn)行調整。主體結構與圖紙不符時(shí)，僅調整平面圖無(wú)法指導異形、曲面玻璃幕墻施工，需對模型進(jìn)行調整，讓異形玻璃幕墻對主體結構形成新的空間定位。使用全站儀對主體結構異形特征點(diǎn)進(jìn)行數據提取；通過(guò)幕墻外殼模型反算主體結構輪廓線(xiàn)，并根據測量數據進(jìn)行調整；對主體結構進(jìn)行尺寸復核，保證幕墻工程的后續施工以及幕墻與主體結構。

       （4）鉆石切面玻璃幕墻施工配合技術(shù)

   玻璃幕墻外立面為波浪形，龍骨兩端坐標位置，橫向、縱向均有偏差，運用犀牛模型得出，垂直的鋁合金立柱上端（本層頂）出軸線(xiàn)為2370mm；下端（本層底）的出軸線(xiàn)為2250mm，偏差為120mm，傾斜的鋁合金立柱上端和下端出軸線(xiàn)均為2520mm，偏移軸線(xiàn)為1000mm和1800mm，奇數層和偶數層交替偏移。玻璃幕墻外立面為波浪形，龍骨兩端坐標位置，橫向、縱向均有偏差。運用犀牛模型得出，垂直的鋁合金立柱上端（本層頂）出軸線(xiàn)為2370mm；下端（本層底）的出軸線(xiàn)為2250mm，偏差為120mm，傾斜的鋁合金立柱上端和下端出軸線(xiàn)均為2520mm，偏移軸線(xiàn)為1000mm和1800mm，奇數層和偶數層交替偏移。

       （5）鉆石切面玻璃幕墻材料提取技術(shù)

   通過(guò)BIM三維建模技術(shù)，通過(guò)三維軟件提取材料計劃然后現場(chǎng)符合保證構件精度，保證施工質(zhì)量。除異形材料外，在異形玻璃幕墻工程中還存在大量的復雜節點(diǎn)：豎龍骨與拋物線(xiàn)龍骨交接處、橫龍骨與拋物線(xiàn)龍骨交接處節點(diǎn)復雜，無(wú)法用常用方式量取數據進(jìn)行施工。通過(guò)建立復雜節點(diǎn)三維模型進(jìn)行分析，并通過(guò)三維模型進(jìn)行可視化技術(shù)交底保證了施工質(zhì)量。

       （6）鉆石切面玻璃幕墻加工技術(shù)

    異形幕墻鋁合金立柱型材加工，立柱兩側打孔位置與型材表面不垂直，橫梁與立柱接觸面切割斜角難以把控。應對運用BIM模型為加工廠(chǎng)數控中心提供數據支撐，實(shí)現鋁合金型材工廠(chǎng)化加工。

       （7）鉆石切面玻璃幕墻質(zhì)量控制技術(shù)

    異形玻璃幕墻工程中、異形玻璃幕墻龍骨種類(lèi)多樣，節點(diǎn)復雜，施工困難。龍骨安裝重點(diǎn)在于明確龍骨安裝固定尺寸、明確龍骨安裝合格標準。  
  

        5 總結：BIM技術(shù)主要優(yōu)越性能

   本工程通過(guò)運用BIM軟件建模分析，得出龍骨坐標定位各項數據有效的指導現場(chǎng)放線(xiàn)施工，為加工廠(chǎng)數控中心提出詳細的加工數據，為多規格尺寸多角度玻璃加工出具了詳細加工圖。玻璃幕墻外立面分格整齊、準確，輪廓線(xiàn)條清晰，大角順直；膠縫平滑、無(wú)污染，細部處理美觀(guān)，完美實(shí)現設計意圖。工程在施設計過(guò)程中，應用BIM技術(shù)復核調整、幕墻設計優(yōu)化、材料控制技術(shù)等技術(shù)，是建筑幕墻盡最大實(shí)現建筑意圖。通過(guò)對此幕墻分析，希望廣大設計人員能夠從中掌握要領(lǐng)。在文章論述中如有表達不妥之處，敬請各位同行和專(zhuān)家批評指正。 

參考文獻

[1]《玻璃幕墻》GB/T21086—2007；

[2]《玻璃幕墻工程技術(shù)規范》JGJl02—2003；

[3]《建筑幕墻工程技術(shù)規范》DGJ08-56—2012；

[4]《環(huán)保節能型雙層玻璃幕墻》張芹，2005年5月；

[5]《新編建筑幕墻技術(shù)手冊》2003年11月第一版 張芹主編；