BIM技術(shù)在彩鋼板排布中的應(yīng)用初探★

田興旺 王順波 劉 峰 郭佳鑫 馬經(jīng)緯 劉怡迪 周曉鈺 嚴(yán)錦濤

(1.大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院,遼寧 大連 116023； 2.大連騰馬科技發(fā)展有限公司，遼寧 大連 116023)

0 引言

目前，彩鋼板作為防護(hù)性兼裝飾性面板在潔凈廠房中的應(yīng)用越來越廣泛，但是板塊間的拼接方式及配套的鋁型材種類繁多，在施工過程中難以進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)和管理。采用傳統(tǒng)的手工排布和CAD工具電腦排版，不利于二次結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)[1]，表現(xiàn)為手工工作量仍然較大、不夠形象直觀快捷、返工損失及損耗較大等(施工現(xiàn)場對原材料切割的隨意性較大，易出現(xiàn)寬度不等的窄條)，特別是在門窗洞口周圍和陰陽角等處[2]。將BIM技術(shù)用于潔凈室彩鋼板施工工程中，進(jìn)行三維模擬智能排布可提高排布效率，節(jié)省人力成本，而且可以直觀反映非標(biāo)板的位置、尺寸和數(shù)量，便于標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量統(tǒng)計(jì)和提前預(yù)制加工[3]。因此，基于BIM技術(shù)開展彩鋼板智能排布方案研究對指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。

1 BIM技術(shù)

BIM的核心是利用三維數(shù)字化技術(shù)，創(chuàng)建虛擬的具有可視化、可模擬的建筑三維模型，并提供與實(shí)際工程一致的數(shù)據(jù)信息庫[4]。該信息庫包含建筑構(gòu)件的幾何尺寸、材質(zhì)屬性及廠家型號信息，還可協(xié)調(diào)各專業(yè)間的碰撞問題[5]，進(jìn)一步提高了信息集成化程度，為工程項(xiàng)目的各類客戶提供了一個工程信息交換和共享的平臺[6]。

2 智能排布應(yīng)用研究

據(jù)調(diào)研，BIM技術(shù)在面向潔凈廠房設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究相對較少，論文以國內(nèi)外廣泛使用的Revit軟件為基礎(chǔ)，進(jìn)行基于Revit參數(shù)化技術(shù)的潔凈室彩鋼板及相關(guān)部件族庫開發(fā)建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)智能排布等，可為施工技術(shù)人員尋求一種快捷容易上手的操作方式，對指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。

2.1 BIM模擬排布內(nèi)涵

1)獲取彩鋼板規(guī)格尺寸、鋁型材形狀尺寸、圖案紋理、拼接方式、嵌縫尺寸、門窗洞口位置、陰角和陽角等信息，基于Revit參數(shù)化技術(shù)，創(chuàng)建典型的規(guī)格化/自適應(yīng)的彩鋼板族及相關(guān)的鋁型材族(所有圖元都是基于族的)，并形成彩鋼板族庫和鋁型材族庫，對族進(jìn)行分類管理，以方便后期調(diào)用。

2)基于Revit軟件，將建好的族文件導(dǎo)入到項(xiàng)目文件中，研究彩鋼板及所用鋁型材的智能排布方式及生成工程所需的明細(xì)表，實(shí)現(xiàn)材料數(shù)量的自我統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，進(jìn)行測試和調(diào)試。

2.2 BIM模擬排布實(shí)現(xiàn)

2.2.1信息提取

調(diào)研實(shí)際的項(xiàng)目工程，熟悉施工安裝等相關(guān)規(guī)范，結(jié)合CAD圖紙信息，獲取彩鋼板及鋁型材等圖元所用的材質(zhì)、尺寸大小、排布方式等要求，見圖1。

2.2.2建立族庫

在潔凈廠房實(shí)際工程項(xiàng)目中，彩鋼板和鋁型材種類繁多、尺寸各異，有些地方還需要反復(fù)布置。因?yàn)樾枰?shù)化的族，形成可以調(diào)用、可修改的族庫。圖2，圖3為創(chuàng)建參數(shù)化的鋼材板及鋁型材部件。

2.2.3幕墻網(wǎng)格劃分

采用幕墻網(wǎng)格命令可以快速分割得到所需要的彩鋼板，以工程常用寬度為1 180 mm的彩鋼板為例，板與板之間用吊梁或中字鋁相連接，一般厚度為2 mm～3 mm，在網(wǎng)格劃分時，可以設(shè)置板間距為1 180+(2～3)mm，然后對劃分的幕墻嵌板采用之前創(chuàng)建的彩鋼板族替代即可，幕墻豎梃采用中字鋁輪廓族，見圖4。

2.2.4其他細(xì)部構(gòu)件族

為了實(shí)現(xiàn)各個細(xì)部構(gòu)件的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，特別是長度的統(tǒng)計(jì)，最初嘗試采用墻飾條創(chuàng)建了潔凈廠房常用的單雙圓地軌構(gòu)件，但是發(fā)現(xiàn)無法貼附在所創(chuàng)建的彩鋼板墻體處，因?yàn)閴w是用幕墻命令創(chuàng)建，為了解決這個問題，經(jīng)過反復(fù)研究嘗試，決定把這種構(gòu)件也做成一種豎梃族，只需要創(chuàng)建所需要的輪廓族即可，該方式簡單易行，且長度所產(chǎn)生的誤差較小，如圖5所示。

2.2.5算量統(tǒng)計(jì)

使用參數(shù)化技術(shù)所創(chuàng)建的彩鋼板和鋁型材，當(dāng)載入到項(xiàng)目中時，只需要進(jìn)行參數(shù)關(guān)聯(lián)設(shè)置，就可以使之隨著墻體長度方向的變化，讓規(guī)格化和非規(guī)格化板材的數(shù)量隨之改變，進(jìn)行自我統(tǒng)計(jì)計(jì)算。方便采購人員采購，節(jié)約成本，最終實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目材料管理的精細(xì)化，如圖6所示。

3 結(jié)語

隨著BIM技術(shù)理念的不斷深入，越來越多的建設(shè)單位利用BIM技術(shù)改變傳統(tǒng)施工方式，應(yīng)用研究表明，將BIM技術(shù)用于潔凈室彩鋼板排布施工中，可有效提高彩鋼板等二次結(jié)構(gòu)的排布效率，實(shí)現(xiàn)算量的自我統(tǒng)計(jì)，節(jié)省人力成本，提升潔凈廠房的設(shè)計(jì)施工精細(xì)化管理水平。當(dāng)前的BIM應(yīng)用尚不深入，如何更好的結(jié)合工程實(shí)際情況，是未來BIM技術(shù)價值的方向。