一．工程概况：

项目名称：深圳国际会展中心

建设地点：深圳空港新城，珠三角的地理中心和广东自贸区的中心

建设单位：深圳市招华国际会展发展有限公司

幕墙工程概述：金属屋面、玻璃幕墙、不锈钢水沟、檐口铝单板幕墙、蜂窝铝板幕墙、铝合金吊顶格栅等等，总展览面积约50万平方米。本篇将介绍其中之一展厅，幕墙面积约为5万平方米，运用BIM技术对项目进行管理、下单、运维等。

二．BIM引言:

随着建筑行业技术的日益进步和人们对可持续性建筑的不断追求，BIM已成为建筑行业热烈讨论和探索的新课题。凭借其可视、协调、模拟、优化以及可出图的优势，BIM已在欧美国家引发了工程建设领域的巨大产业变革，并在亚洲国家开始广泛普及。建筑幕墙是建筑的外衣，其将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，如今，各种材料、结构形式的幕墙已遍布全球，幕墙建筑已成为气派、高雅、具有时代感的代名词并且成为现代化大都市的重要标志与显著特征。幕墙虽然依附于建筑业，但它具有天生的机械制造工业基因，是建筑业中专业交叉最多的分支。幕墙在设计制造安装过程中多专业深度交叉的特点、建筑师们对艺术孜孜不倦的追求以及大量城市综合体和超高层建筑的不断涌现，这些都给幕墙技术提供了极大的发挥空间，而BIM的出现给幕墙技术的发展带来了良好的机遇。本文将重点分析BIM在幕墙设计、施工环节的应用。

三．前期建模:

1.1：建模依据：建筑、结构土建图纸；幕墙图纸；钢结构线模、实体模型等；

1.2：软件平台：犀牛Grasshopper，Navisworks，Catia，Revit，协同平台广联达等；

1.3：建模前期工作：通过对各专业图纸的熟悉，利用GH分析幕墙图纸所依附的土建结构与所提供钢构模型的尺寸误差、标高误差等。

（运用遗传算法）找形后的钢构偏差最大20mm，满足模拟要求，其后正式实施模型的创建。

四．建模阶段:

1.1：表皮创建：

a.表皮创建完毕后开始进行局部优化:

通过自制编写插件对东西部位的檐口铝板进行优化：

通过两次优化，优化后的模型与主体结构最大偏差10mm，由于檐口骨架是我们自己施工，所以满足优化要求。同时，模型更加顺滑美观，如下对比：

b.建模阶段，通过标记的办法，可以整体建模，不用分区，节约大量时间，把时间用在其它关键部位，从而做到传统建模无法达到的效率，如下程序自动从整体中识别出玻璃板块，其中玻璃板块820块：

1.2：铝合金吊顶格栅创建：

a.格栅整体效果：

b.格栅局部效果:

通过程序的运行，使格栅实现最优化排布，由于格栅数量较多，达1.2万多根，运用常规切割，无疑电脑会卡死，通过代码运用循环切割的方式，从而实现了较为理想的效果：

c.格栅与钢构树杈柱碰撞处理:

随着建筑幕墙工程复杂性的增加，跨学科的合作成为建筑幕墙设计的趋势。幕墙工程的工序是在具备完整的主体结构后开始施工的，可与机电工程并行施工，幕墙与其他各专业在空间占位上联系紧密。BIM可以改变建筑师、结构工程师、幕墙工程师的传统的工作协调模式，将不同专业的BIM模型整合在一起进行专业间的碰撞检查，提前发现专业间的几何位置冲突。例如，通过专业碰撞检测幕墙龙骨与钢结构之间的预留空间，确认结构是否给予了建筑幕墙充分的空间。再如，通过检查大型建筑装饰件以及LOGO的位置是否有幕墙结构来匹配，确认建筑与幕墙结构之间是否有冲突等等。

常见碰撞内容复杂、种类较多，且碰撞点很多，如何对碰撞点进行有效标识与识别？这就需要采用轻量化模型技术，把各专业三维模型数据以直观的模式，存储于展示模型中。模型碰撞信息采用“碰撞点”和“标识签”进行有序标识，通过结构树形式的“标识签”可直接定位到碰撞位置。

利用软件进行与钢构的碰撞检测，并利用GH进行碰撞部位的切割:

实现方法及效果如下:碰撞部位切割处理：

1.3：龙骨创建：

BIM的参数化设计将建筑幕墙构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟和计算，并进行相关数据统计。在建筑信息模型中，建筑幕墙构件并不仅仅是一个虚拟的几何构件，而且还附加了除几何形状以外的一些非几何属性，如构件的材料、重量、安装编号等。BIM参数化设计的意义在于可以针对不同的设计参数，快速进行造型、布局、经济等的各种计算和统计分析，优先采取最合适的设计方案。

屋面铝合金底座、固定铝合金格栅圆钢管、屋面檐口龙骨的建立：

五．加工阶段:

1.1屋面一体板：

a.根据施工顺序和加工生产计划，对模型进行分区，此屋面分成7个区域，如下所示：

b.根据我司施工流程，划分为南北两个施工段，分别由两个劳务队同时施工,为后期方便找料，屋面铝板编号以“N(S)-P(Z)B-AL数字1-数字2-S(1,2，3)”形式标识，其中N代表北向，P(Z)B代表平板或者折板，数字1代表角度种类，数字2代表尺寸，S(1,2，3)代表色号，即达到通过编号可迅速查找对应的板块的部位、类型、规格、色号等,某局部标识如下：

c.生成加工数据表:

1.2圆钢管加工：

由于不允许材料在现场加工，所有构件必须在加工厂制作成型，然后运往现场拼装，所以对构件的加工精度要求较高，而且圆钢管涉及到耳板定位点和抱箍定位点排序和碰撞的问题，且构件单元种类较多，如果运用传统办法，不仅效率低下，而且容易出错，因此用程序编写了此类加工图，编写模板好之后，只需按批次输入对应构件，即可实现所谓的“一键出图”，可批量输出编号图、组装图、加工图、加工数据表等:

1.3铝合金格栅加工数据：

同样的，由于不允许材料在现场加工，所有构件必须在加工厂制作成型，然后运往现场拼装，所以对构件的加工精度要求较高，格栅切角种类较多，对于非边部的格栅，针对特定情况编写相应插件，在容许误差范围内进行规格的统一，从而达到加工方便，现场也便于施工:

由上图可知，第六批的格栅规格数为1604种，进行优化归类后为148种，进行了有效的优化，从而达到降低规格数量，加快加工周期，方便现场施工，节约了大量人力物力财力，间接的降低了项目成本。同时，运用BIM可以方便的出格栅组装示意图，画一个组装示意图需要花费不少时间和精力，而且特别使画图人员疲惫和产生出错，而通过编写相应程序，出一批组装图仅仅需要10分钟的时间，由此产生的效益明显可以预见。

我们在建模的时候，就已经把各类加工数据信息存储在模型中，出加工图的时候，只需从中提取即可，操作方法如下:

而后，批量生成组装图、加工图、加工数据表，如下：

通过编写的好的模板，实现一键出图

1.4檐口铝单板和蜂窝铝板：

幕墙从概念设计、深化做造型设计、工厂加工到最后的安装，涉及的环节非常多，跨越了建筑和机械加工两个领域，数据往往不能顺利衔接，出现数据链条断裂的情况。基于BIM的深化设计强调数据链条的可继承性，以BIM模型为载体，采用“自顶而下”的设计思想，不但可以精准获取上游的曲面造型数据，而且可以精准的配合加工生产。

a：首先，我们来看扣缝后的檐口（如果电脑配置较差，不建议扣缝，因为扣缝操作时电脑较为卡顿，可放在出加工图的时候对线稍作处理即可；此处仅仅为方便看效果，同时为了观察面板优化后缝距的变化，所以先行扣缝）:

c.幕墙的几何造型可以方便地转化成具有真实属性的建筑构件。当我们改变参数使得几何形体发生变化的同时，建筑构件也相应同步变化，这就使视觉形体与真实的幕墙构件关联起来，视觉模型也就转化为真正的“信息模型”。例如金属幕墙的深化设计，基于BIM技术能够按照建筑师的要求生成大型复杂曲面并方便地进行曲面表皮分隔，把造型分割成小块的、适合批量生产的、工艺简单的、材料节省的曲面面板，然后通过钣金展开成平面尺寸的图纸进行误差较小或者无误差的切割下料。

幕墙设计师通过参数驱动修改曲面面板的形状，在视觉误差允许的情况下，通过用单曲面代替双曲面、用平板代替单曲，尽量生成标准规格的、简单形状幕墙等方式，同时综合考虑建造成本、施工难易、物理性能、美观（例如需考虑板材规格的供应情况、数控机床加工参数以计算面板规格最大尺寸），逐步优化并达到美观和经济的平衡。BIM软件之所以能够进行面板优化，除了利用了它优异的参数化建模能力，还利用了软件的实时的数据提取能力。

本着降低成本，缩短工期的要求，在不影响装饰效果的基础上，就需要进行曲面深入分析，然后运用拟合曲面方式可以达到满意效果。

首先进行曲面按分格分割，然后设定翘曲率的区间。（翘曲率定义是按照一块板任意的3个点形成一个面，另一个点到那个面的距离。然后这个距离与板块最短边的长度的比值）。

然后进行曲面翘曲率分析，分布结果如下：

同时统计了各区间的板的面积及数量，以及分别所占的百分比，如下：

同时，我司基于Grasshopper参数化按照板块曲度分析进行了三种面板(双曲板、单曲板、平板）类型进行了分析及区分：

暂定翘曲度区间为0~10mm曲板为白色（平板区域）；

翘曲超过10mm部分曲板蓝色（双曲板区域）和绿色（单曲板区域，即通过把双曲板拟合成单曲板，且误差在10mm以下的板块）；

最终分析结果如下：

其某板块加工图如下：

其他诸如玻璃、底座等加工图与上述雷同，在此不赘述。

为有效同各单位各项施工工作的开展，顺利执行BIM实施计划，施工总承包单位组织了协调工程其他施工相关单位，通过广联达BIM平台实现了协同办公。协同办公平台包括族库管理模块、模型物料模块、采购管理模块、统计分析模块、数据维护模块、工作权限模块及工程资料模块。所有模块通过外部接口和数据接口进行信息的提取、查看、实时更新数据。基于协同平台的管理，一旦某个部位发生变化，与之相关联的工程量、施工工艺、施工进度、工艺搭接、采购单等相关信息都自动发生变化。

同时，可以进行施工进度的模拟：

例如：工人将每天所安装的格栅单元或者构件编号告知BIM技术人员，技术人员通过Excel导入安装完成的编号或者手动输入，即可实时在模型上体现安装的部位以及进度情况：

如下图所示，其中蓝色线条代表安装完毕的格栅单元：

模型化设计交付是实现幕墙行业工业化的重要手段之一。幕墙大量采取工厂定制的生产方式，设计与制造紧密结合。设计数据的无损传递、数字化自动加工不但可以提升建筑品质，而且可以减少从设计到加工各个环节中的巨大浪费,如何实现建筑幕墙行业的信息化、参数化、模块化、智能化（我在多年的幕墙行业中总结的“四化思想”），将是我们孜孜不倦所追求的目标，这将把BIM技术作为引领行业发展的重要支柱。

BIM技术是未来的趋势，学习、了解掌握更多BIM前言技术是大势所趋，欢迎更多BIMer加入BIM中文网大家庭（http://www.wanbim.com），一起共同探讨学习BIM技术，了解BIM应用！