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摘要：近年來，作為建筑信息技術新的發展方向，BIM技術和裝配式技術從一個理想概念成長為如今的常用的應用技術手段，給整個建筑行業帶來了多方面的機遇與挑戰。如何為工程項目的建設營造一個集成化的溝通和相互協調的環境，提高工程項目的建設效益，已成為國內外工程管理領域的一個非常重要而迫切的研究課題。BIM技術和裝配式技術的成熟應用，能極大提高建設施工和管理的工作效率，降低建設成本，同時也能有效提高建筑工程的質量。
關鍵詞：BIM技術，裝配式技術，異形曲面，曲面優化。
1、引言
本文以蘇州大劇院和吳江博覽中心兩個項目中的異形鋁板飄帶為案例，針對BIM技術和裝配式技術在建筑外裝飾幕墻設計、施工階段的應用做簡要分析。著重介紹BIM技術在外裝飾幕墻設計、施工中的應用和裝配式技術在施工階段的應用。
2、工程介紹
2.1.工程概況
本工程坐落于東太湖之畔的蘇州灣，總用地面積約10.7公頃，總建筑面積19.8萬平方米，包含北部蘇州大劇院及南部吳江博覽中心兩個項目。其中，蘇州大劇院共9.5萬平方米，主要功能為大劇院、小劇院及一個IMAX廳和若干電影放映廳，外裝飾最大高度：53.912m。吳江博覽中心共10.3萬平方米，主要功能為博物館、城市規劃展示館及會議中心，外裝飾最大高度：54.705m。
2.2.工程重點、難點
本工程最大的重點為貫通北部大劇院與南部吳江博覽中心的陽極氧化鋁板飄帶，整體飄帶為空間三維結構，飄帶結構體系為空間彎扭鋼結構，大劇院和博覽中心通過鋁板飄帶連接貫通，鋁板飄帶呈不規則空間弧形。按標高（詞條“標高”由行業大百科提供）鋁板飄帶分為上飄帶和下飄帶。本項目難點是，由于鋁板飄帶呈不規則空間異形弧面，生產加工裝配式單元板塊時，不能采用標準化、工業化加工技術，需要對空間異形曲面進行優化，使原空間異形曲面趨于標準化單元板塊，并適用于工業化加工。
鋁板飄帶為不規則的連續漸變外形，采用三角形來適應外表面變化.三邊設置閉合的鋁副框，采用機械螺釘連接于次鋼龍骨高度變化要求;板之間接縫采用硅酮密封膠密封。面板采用3mm厚5005H18陽極氧化鋁（詞條“陽極氧化鋁”由行業大百科提供）單板，鋁板采用連續氧化工藝制作，表面無肉眼可見的明顯色差，顏色及安裝方向須滿足建筑師的要求。鋁板飄帶總面積約四萬多平方米。鋁板飄帶系統中包括有陽極氧化鋁單板、穿孔鋁板、低輻射LOW-E夾層中空玻璃、消防救援窗等。
3、建筑外裝飾幕墻設計階段BIM技術的應用
3.1.鋁板飄帶BIM設計階段的應用
建筑外裝飾幕墻設計階段，依據鋁板飄帶的CAD圖紙及其他相關技術資料，建出理論鋁板飄帶BIM模型。進一步確認鋁板飄帶空間關系，對原設計進行檢驗，并進行各專業間的碰撞檢查;優化設計后，將鋁板飄帶系統分割為標準的單元板塊，每一個單元板塊必須包含與主體連接構件（詞條“構件”由行業大百科提供）的詳細參數，此階段為優化單元板塊方案階段。然后對建筑物的豎向設計空間進行最終的檢測分析，并給出最優的單元板塊布置，最終得到準確的建筑信息化模型(BIM)。依據BIM模型，能提供各專業的工程量明細，從而滿足其在加工、安裝階段的技術要求。
3.2.鋁板飄帶BIM施工階段的應用
鋁板飄帶BIM模型完成后，根據三維測量技術結合BIM模型的應用，將鋁板飄帶高空坐標轉化為地面坐標，采用全站儀直接由控制點進行三維放樣，可達到很高的精度效果，減少其他儀器多次測量引起的累計誤差。高程控制網的基本網和加密網精度保持一致，其精度根據規范確定。復測精度與建網精度相同，鋼結構卸載后采用激光掃描儀對鋼結構進行激光掃描。激光掃描儀采取非接觸式激光掃描，基于點云獲取三維數據。通過全站儀與三維激光掃描儀進行配合，使三位激光掃描儀獲取的點云坐標與模型坐標的進行匹配轉換。利用掃描后的點云模型與BIM 模型進行合并，分析現場實際構件與理論模型的位置誤差，對誤差超限的區域模型進行修正，滿足建筑外觀并進行對超限區域圓滑過渡。
3.3.鋁板飄帶BIM施工階段的優化應用
利用建筑信息化模型(BIM)系統軟件創建鋁板飄帶深化模型。在制作深化模型過程中，利用軟件協同工作，檢查與其他專業之間的相對位置關系并作相應的調整。本項目采用裝配化單元式體系，根據Revit軟件分析得出，縱向鋁板骨架不彎弧，橫向根據造型進行彎弧扭轉，因此，本工程鋁板飄帶單元設計以縱向一體化，即縱向一整排可在地面進行拼裝，橫向分析得出可以在不超過3塊鋁板板寬的長度下進行地面拼裝而不影響整體造型的實現，根據計算分析，最大單元板塊為(縱向28米*橫向7.5米)。考慮到整體框架的穩定性，縱向分為三個小單元進行吊裝。
以標準模塊的形式創建，繪制符合生產工藝要求的深化圖紙及明細表，對每一塊鋁板、構件進行編號，并對其定位坐標、顏色、材質、加工尺寸和到場時間等信息進行統計梳理，可以方便快捷的導出板塊清單、材料清單。
4、建筑外裝飾幕墻設計階段裝配式技術的應用
采用裝配式單元板塊化安裝的方式來進行加工組裝，在地面進行單元板塊的拼裝，減少高空作業量。考慮到單元板塊尺寸為7.5米×28米，現場鋁板單元的拼裝場地尺寸要求大致為：長30m×寬10m=300㎡。由于現場鋁板飄帶體量巨大，考慮到本工程的實際需要，為保證施工工期，計劃現場布置8塊單元拼裝場地。
4.1.裝配式單元板塊拼裝步驟
4.1.1.鋁板飄帶單元板塊高空轉接件的制作
4.1.2.鋁板飄帶單元板塊骨架的安裝(拼裝場地拼裝)
4.1.3.鋁板飄帶單元板塊鍍鋅鋼板的安裝
4.1.4.鋁板飄帶單元板塊保溫棉的鋪設
4.1.5.鋁板飄帶單元板塊防水鋁板的安裝
4.1.6.鋁板飄帶單元板塊鋁單板面板的安裝
4.2.鋁板飄帶單元板塊的整體吊裝
本工程鋁板飄帶單元板塊在垂直運輸時，由于單元板塊面積較大，且剛度不足，提升時，容易引起變形（詞條“變形”由行業大百科提供），因此，在垂直運輸吊裝時，將采用吊裝繩索禁錮綁扎。同時板塊下方需加設纜風繩，用以控制板塊在提升過程中的姿態，防止發生碰撞。
4.3.相鄰單元板塊的銜接安裝及誤差調整
多個單元吊運安裝就位后，會產生誤差，通過全站儀對特征觀測點進行空中坐標的復核與BIM模型相對照，確保誤差控制在允許范圍內。誤差調整通過支座（詞條“支座”由行業大百科提供）部位連接件螺栓的長圓孔進行微調。
4.3.1，總體安裝工藝流程
主結構復測→定位放線→單元板塊制作→單元板塊安裝→單元間補桿(板)→安裝后續板材（詞條“板材”由行業大百科提供）→區域內安裝誤差測量→調整→清洗。
5、結語
本工程在建筑幕墻施工前期，依據甲方單位提供的建筑結構圖紙，幕墻圖紙，鋼結構圖紙等創建BIM實體模型。在各專業BIM模型完成之后，對各專業BIM模型數據進行集成，建立完整的BIM模型。全面進行設計階段(施工前期)模型的碰撞檢查，修改圖紙中的錯、漏、碰、缺，并與相關專業協調，及時調整在設計圖中沖突等問題。在收到設計變更第一時間將各專業變更及修改反饋到最初BIM模型中，保證BIM模型能及時準確的指導現場施工。
根據完成的施工圖設計的BIM模型，以及構件加工要求，創建加工圖設計模型。采用3D掃描技術，進行施工現場主體鋼結構掃描，完成三維實際模型，與前期BIM模型對比，按照實際模型數據對BIM模型進行調整。
另外，我們在BIM模型中通過三維技術進行構件的深化設計，以保證尺寸能夠完全吻合，設計完成后再將得到的數據交給工廠進行加工。根據構件加工圖設計的BIM模型，提取材料、構件等信息，生成物料明細表，精確統計各項材料的詳細用量，協同處理建筑信息模型修改。在施工圖設計模型的基礎上，將施工技術規范與施工工藝融入施工過程模型。合理的配置資源要素，驗證施工方案的可行性，實現對施工過程交互式的可視化信息化管理。
本工程是我司的BIM技術和裝配式技術在工程裝修領域中的又一應用，不僅大大加深了我們對BIM技術和裝配式技術的深層的理解，也豐富了我們在BIM技術和裝配式技術在工程項目中的應用經驗，提升了設計師和工程師等相關人員在BIM技術和裝配式技術的應用能力。作為建筑行業大家庭里的一員，我們愿意作為BIM技術和裝配式技術領域的先行者和實踐者，為BIM技術和裝配式技術砥礪前行而奮勇拼搏。
參考文獻
[1]中國建筑裝飾（詞條“建筑裝飾”由行業大百科提供）協會 – 建筑幕墻工程BIM實施標準:T/CBDA 7-2016.北京：中國建筑工業出版社
[2]中國建筑裝飾協會 – 單元式建筑幕墻生產技術規程:T/CBDA X-2019.北京：中國建筑工業出版社
作者單位：蘇州柯利達裝飾股份有限公司
