幕墙BIM使用的软件有哪些:数字化建造—达索系统幕墙BIM
来源:北京安托系统集成有限公司 杨露
1、BIM是什么?
BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息模型。它是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目设施实体和功能特性的数字化表达。BIM技术的核心是解决信息孤岛问题,实现信息共享。BIM的作用是使建筑项目信息在规划、设计、施工和运行全周期全过程中充分共享、无损传递,为多方协同工作提供坚实基础,促进建筑全产业链的技术模式和管理模式变革,加快建筑业技术和管理水平升级。
借助BIM,可以轻松创建、审核和编辑四维进度模型,编制更为可靠的进度表。可视化让进度安排与三维模型直接对接,从而使规划的施工流程与项目相关方顺畅沟通。通过在视觉上比较竣工进度与预测进度,项目经理可避免进度疏漏,更好地把握项目是否如期进行或落后于进度。BIM模型还可用于更好地管理成本、物流和材料消耗,包括提前协调更为经济高效的预制材料。
面向建筑施工行业的BIM系统覆盖建筑的各个环节,包括建筑设计、规划、进度、成本预测、施工管理等。从建筑的全生命周期管理角度出发,施工阶段运用BIM这一先进的信息创建、管理和共享技术,可以更好地控制工程质量、进度和费用,保证项目的成功实施,为业主和运营方提供更好的售后服务,实现项目全生命周期内的技术和经济指标最优化。
2、幕墙BIM全新升级
建筑美学的不断追求,造就了各种复杂异型的建筑外观。这种建筑体量大、造型复杂,施工难度极大,工期紧,同时工程涵盖土建、机电、装修等多种专业,各专业工序交叉多、深化设计难度大。
幕墙是建筑所有专业里面比较接近加工制造的小专业,生产加工和施工安装精度要求极高,面对复杂异形的建筑外观,达索的3DEXPERIENCE平台为复杂异形幕墙带来全新的数字化全流程BIM解决方案,包括项目的各个阶段:方案设计、优化设计、深化设计、加工制造、施工安装、项目管理。
3、全数字化流程
3.1概念设计
一个好的建筑方案源于设计灵感,设计灵感可以依附于软件来实现,幕墙外观的概念设计同样如此,3DEXPERIENCE平台凭借强大的参数化和曲面设计能力,令建筑师天马行空的思维跃然纸上使其变成可实施可具操作性的建筑方案。
建筑师凭借简单勾勒的几条曲线就可以实现一个意想不到的建筑外观,如图1、图2。
图1
图2
借助3DEXPERIENCE平台的曲面分析功能,检验曲面设计质量,从而反推调整设计方案的合理性,如图3。
图3
建筑师根据想要的外立面效果划分建筑外立面,3DEXPERIENCE平台的参数化可以快速的划分出不同的外立面效果,如图4。
图4
异形幕墙方案设计包含了幕墙外表皮和幕墙依附的结构方案,如图5。
图5
方案完成之后,建筑师就可以根据3D模型一比一的出建筑方案图纸,如图6。
图6
整个过程参数化设计,调整控制曲线的参数、控制设计源头,轻松快捷的实现方案修改。
3.2设计优化
设计优化包括曲面优化、钢材优化等等,它是幕墙设计过程中非常重要的一环,借助3DEXPERIENCE平台强大的参数化和知识工程优化功能,可以帮助设计师的优化更接近材料特性、更接近加工制造、更接近实际工程。
曲面优化:即用平面板块去拟合单曲造型或者用单曲去拟合双曲造型,在整体外观满足要求的前提下,尽量采用平面板块或者单曲板块,减少项目成本。
曲面的分类如下:平板、柱面单曲、双曲面,如图7所示。
图7
一个双曲造型通过优化之后,有可能存在上述几种类型的曲面,采取尽量多的平板和柱面会为项目节省很多成本。当然影响优化结果的因素还有很多,例如板块的大小和材料的延展性等等,这些都需要考虑,如图8所示。
图8
异形曲面幕墙背后大多是异形的钢结构主体,以弧形钢结构为例,需要把钢材拉弯分段焊接来实现如图9所示的钢结构造型。针对市场上常见的钢材模数,结合设计理论,通过3DEXPERIENCE平台的设计优化功能来实现最优求解,减少拉弯时的废料,同时也满足建筑外观和造型要求。
图9
3.3深化设计
3DEXPERIENCE强大的深化能力可以帮助我们快速建立设计模板,并通过平台自动化实现快速深化设计,节省深化设计时间和变更周期。3DEXPERIENCE平台对于深化设计有很多无可厚非的优势,再此简单罗列:强大的参数化、自定义模板、知识工程阵列、大模型承载能力、复制模型处理、精细化建模、点云逆向等等。篇幅有限就不做详细介绍。
异形建筑幕墙现场结构施工往往误差很大,如果根据理论设计进行加工制造和施工安装会出现许多问题,例如安装时会出现安装不上等情况。为了避免此种情况的发生,深化设计之前一般会根据现场结构进行三维扫描,核对钢结构深化模型与现场钢结构施工完成之间的误差,如图10所示为钢结构深化模型。
图10
当幕墙外表皮跟现场结构误差很大时,这种情况下会根据现场结构调整幕墙外表皮,并优化设计,区分出整个造型的曲面分布情况,如图11、12所示。
图11
图12
然后根据曲面分布情况和节点构造进行深化设计,深化设计时需要把加工制造所需的相应信息添加到模型里面并出具相关的加工深化模型及图纸等,如图13、14所示。
图13
图14
3.4加工制造
深化设计时把加工阶段所需的信息以参数或属性的形式反馈到模型数据里面,通过3DEXPERIENCE平台数据导出功能从3D深化模型数据中快速提取加工时所需的加工图、提料单、加工单等图档。
图15所示为双曲框架玻璃幕墙,深化设计开始之前需要定制相应的参数信息和属性信息,以满足后期的加工信息提取。
图15
3DEXPERIENCE平台能快速的导出参数到excel数据表,如图16所示。同时修改数据表里面的值也能驱动三维模型数据。幕墙加工数据导出再也不用求助DigitalProject或者Grasshopper等其他软件。
图16
对于加工周期较长的材料,需要按照材料进场计划时间节点提前几周给到加工制造方。提取加工信息数据要求精确,保证其加工信息的准确性和及时性,调整模型时加工数据也相应改变,从而缩短时间成本。
3.5施工安装
幕墙施工安装比建筑结构施工精度要求高很多,在保证设计、加工准确的前提下,还应强调施工的准确性,最终才能确保施工安装的顺利进行。
从模型中提取施工定位数据,能确保现场施工和模型的一致性。现场反馈定位数据到模型中对比又能控制施工安装质量。
图17
现场拿到图17所示模型导出的定位坐标,以此为依据,确保施工放线定位与模型的一致性。
3DEXPERIENCE平台数据导出功能可以帮助我们快速的导出施工定位数据,如图18所示。
图18
在经过模型与现场施工的反复校核,得出施工安装误差,最终确保施工安装质量。
3.6项目管理平台
幕墙施工企业是集深化设计、加工制造、施工安装为一体的企业,同时也具有传统建筑施工企业大、乱等特性。那么幕墙BIM如何与项目管理相结合?
一个好的项目管理平台至少具备项目进度、任务分配、人员权限、流程审批、文档版本、问题跟踪、协同作用等功能。
达索3DEXPERIENCE平台项目管理核心功能:
1、多项目管理:
A、工作任务分解
B、项目进度管理
C、里程碑管理
D、项目动态看板
E、流程管理与自定义
F、事件管理
2、人员与资源管理:
A、任务分配:任务分配可携带2D图档和3D模型
B、工作量汇总统计
C、资源与成本分析
D、利润分析
3、协同管理:
A、人员权限与角色:对3D模型操作根据角色进行权限管理
B、历史版本与可视化对比:3D模型数据版本跟踪及不同版本之间模型对比
C、模型发布管理:3D模型数据发布管理
D、对象锁定机制:锁定3D模型防止模型数据修改导致混乱
4、质量管理:
A、3D碰撞检测及报告:3D模型之间碰撞检测并出具相应的问题报告
B、校审问题跟踪管理:针对校审问题跟踪,确保每个问题是关闭状态
C、2D图文档浏览审批:2D图文图档在线浏览及流程审批
D、企业知识库管理:对企业知识库进行管理,包括:3D模型、2D图档、报表、问题、企业专利等等
5、可视化沟通:
A、事件触发通知
B、模型视窗共享:3D模型视窗共享,快速沟通并解决问题
C、可视化流程:在线3D模型问题校审并传递
D、即时通讯
BIM模型数据与项目管理平台有效结合,可以帮助项目更合理更有效,企业项目管理水平上升到一个全新的高度。
4、总结
综上所述幕墙行业借助3DEXPERIENCE平台强大的功能实现了全面数字化,也提供给建筑师、幕墙设计师、加工厂、施工单位更具可实施性的解决方案。本文旨在基于3DEXPERIENCE平台的研究,从概念设计、优化设计、深化设计、加工制造、施工安装、项目管理等角度出发,探索出幕墙BIM行业应用及3DEXPERIENCE平台解决方案,让BIM应用更加实用和落地,同时也希望帮助企业早日实现信息化、智慧化。
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