BIM技術(shù)在中央歌劇院劇場幕墻工程中的應(yīng)用

文/北京城建一建設(shè)發(fā)展有限公司 宗兆民 王福龍 劉明文 閆金鑫 魯 晉

0 引言

隨著社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)建筑美學(xué)的要求不斷提高，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑表現(xiàn)的幕墻行業(yè)要求也日益增高，對(duì)幕墻設(shè)計(jì)階段的精準(zhǔn)性提出更高要求，這也為幕墻工程設(shè)計(jì)和施工帶來難題?，F(xiàn)場安裝誤差、生產(chǎn)過程中的細(xì)小誤差及主體結(jié)構(gòu)施工過程中的不確定性均會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)和施工造成不利影響，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)為幕墻技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造良好機(jī)遇，使設(shè)計(jì)和施工更加直觀準(zhǔn)確。

1 中央歌劇院劇場項(xiàng)目

1.1 工程概況

中央歌劇院劇場項(xiàng)目位于北京市東城區(qū)中街115號(hào)，項(xiàng)目北側(cè)為富華大廈南街，南側(cè)緊鄰文化部大樓，東側(cè)為東中街，西側(cè)為朝陽門大街，建設(shè)用地面積13386m2。本項(xiàng)目為1201座乙等大型劇場建筑，由入口大堂、主舞臺(tái)、后舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)、后側(cè)舞臺(tái)、觀眾廳及后臺(tái)輔助用房組成。耐久性100年。工程整體效果如圖1所示。

圖1 中央歌劇院劇場項(xiàng)目整體外觀

1.2 幕墻工程特點(diǎn)與施工難點(diǎn)

本項(xiàng)目屬于國家重點(diǎn)工程，幕墻施工面積大、節(jié)點(diǎn)及安裝定位要求精度高；不同材質(zhì)幕墻交界面處理不清晰；幕墻種類和尺寸繁多；需提前對(duì)專業(yè)分項(xiàng)與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋及技術(shù)交底等。針對(duì)以上難點(diǎn)，本項(xiàng)目利用BIM三維可視化、施工節(jié)點(diǎn)模擬進(jìn)行施工方案優(yōu)化，解決相關(guān)問題。

2 幕墻BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 整體幕墻模型創(chuàng)建

工程前期已將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等不同專業(yè)的模型創(chuàng)建完成，在幕墻施工前在建筑結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，通過模型鏈接的方式將幕墻BIM模型創(chuàng)建完成，以滿足施工要求。

2.2 幕墻分格編程優(yōu)化

本項(xiàng)目玻璃幕墻采用模數(shù)化分格尺寸，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)層高合理布置。利用Autodesk Dynamo進(jìn)行參數(shù)化編程，控制幕墻網(wǎng)格劃分，輸入劃分規(guī)則生成網(wǎng)格，再在三維空間中推敲研究，通過改變參數(shù)微調(diào)局部，最終按照預(yù)想完美地完成幕墻分格劃分（見圖2）。

圖2 玻璃幕墻分格優(yōu)化

2.3 幕墻節(jié)點(diǎn)深化模擬

在幕墻安裝前，將Revit幕墻外表皮模型與Tekla鋼結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入Navisworks進(jìn)行碰撞檢查，提前規(guī)避施工中會(huì)出現(xiàn)的問題，同時(shí)對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)與狹小安裝空間進(jìn)行可行性安裝方案模擬研究（見圖3～6），減少返工，提高施工質(zhì)量。

2.4 三維可視化技術(shù)交底

在設(shè)計(jì)與施工階段，平面圖紙無法準(zhǔn)確表達(dá)相關(guān)節(jié)點(diǎn)及部位構(gòu)造，需采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維放樣（見圖7），并利用BIM可視化特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)交底，可有效提高施工質(zhì)量和效果。

2.5 利用BIM模型進(jìn)行工程量及材料統(tǒng)計(jì)

依據(jù)幕墻BIM模型提取幕墻工程量，創(chuàng)建明細(xì)表輔助算量和工廠生產(chǎn)加工作業(yè)。

3 結(jié)語

中央歌劇院幕墻BIM技術(shù)專項(xiàng)應(yīng)用改變了傳統(tǒng)幕墻深化方式，通過BIM可視化技術(shù)應(yīng)用解決了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的工藝安裝難題，通過BIM工程量的快速提取及放樣機(jī)器人的應(yīng)用，對(duì)工廠進(jìn)行下料加工、安裝指導(dǎo)，從而為項(xiàng)目節(jié)約工期，降低成本。

圖3 幕墻單元板節(jié)點(diǎn)深化模擬安裝

圖4 拉索式玻璃幕墻節(jié)點(diǎn)深化

圖5 構(gòu)件式玻璃幕墻節(jié)點(diǎn)深化

圖7 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造三維可視化交底