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摘要：近年来，作为建筑信息技术新的发展方向，BIM技术和装配式技术从一个理想概念成长为如今的常用的应用技术手段，给整个建筑行业带来了多方面的机遇与挑战。如何为工程项目的建设营造一个集成化的沟通和相互协调的环境，提高工程项目的建设效益，已成为国内外工程管理领域的一个非常重要而迫切的研究课题。BIM技术和装配式技术的成熟应用，能极大提高建设施工和管理的工作效率，降低建设成本，同时也能有效提高建筑工程的质量。
关键词：BIM技术，装配式技术，异形曲面，曲面优化。
1、引言
本文以苏州大剧院和吴江博览中心两个项目中的异形铝板飘带为案例，针对BIM技术和装配式技术在建筑外装饰幕墙设计、施工阶段的应用做简要分析。着重介绍BIM技术在外装饰幕墙设计、施工中的应用和装配式技术在施工阶段的应用。
2、工程介绍
2.1.工程概况
本工程坐落于东太湖之畔的苏州湾，总用地面积约10.7公顷，总建筑面积19.8万平方米，包含北部苏州大剧院及南部吴江博览中心两个项目。其中，苏州大剧院共9.5万平方米，主要功能为大剧院、小剧院及一个IMAX厅和若干电影放映厅，外装饰最大高度：53.912m。吴江博览中心共10.3万平方米，主要功能为博物馆、城市规划展示馆及会议中心，外装饰最大高度：54.705m。
2.2.工程重点、难点
本工程最大的重点为贯通北部大剧院与南部吴江博览中心的阳极氧化铝板飘带，整体飘带为空间三维结构，飘带结构体系为空间弯扭钢结构，大剧院和博览中心通过铝板飘带连接贯通，铝板飘带呈不规则空间弧形。按标高（词条“标高”由行业大百科提供）铝板飘带分为上飘带和下飘带。本项目难点是，由于铝板飘带呈不规则空间异形弧面，生产加工装配式单元板块时，不能采用标准化、工业化加工技术，需要对空间异形曲面进行优化，使原空间异形曲面趋于标准化单元板块，并适用于工业化加工。
铝板飘带为不规则的连续渐变外形，采用三角形来适应外表面变化.三边设置闭合的铝副框，采用机械螺钉连接于次钢龙骨高度变化要求;板之间接缝采用硅酮密封胶密封。面板采用3mm厚5005H18阳极氧化铝（词条“阳极氧化铝”由行业大百科提供）单板，铝板采用连续氧化工艺制作，表面无肉眼可见的明显色差，颜色及安装方向须满足建筑师的要求。铝板飘带总面积约四万多平方米。铝板飘带系统中包括有阳极氧化铝单板、穿孔铝板、低辐射LOW-E夹层中空玻璃、消防救援窗等。
3、建筑外装饰幕墙设计阶段BIM技术的应用
3.1.铝板飘带BIM设计阶段的应用
建筑外装饰幕墙设计阶段，依据铝板飘带的CAD图纸及其他相关技术资料，建出理论铝板飘带BIM模型。进一步确认铝板飘带空间关系，对原设计进行检验，并进行各专业间的碰撞检查;优化设计后，将铝板飘带系统分割为标准的单元板块，每一个单元板块必须包含与主体连接构件（词条“构件”由行业大百科提供）的详细参数，此阶段为优化单元板块方案阶段。然后对建筑物的竖向设计空间进行最终的检测分析，并给出最优的单元板块布置，最终得到准确的建筑信息化模型(BIM)。依据BIM模型，能提供各专业的工程量明细，从而满足其在加工、安装阶段的技术要求。
3.2.铝板飘带BIM施工阶段的应用
铝板飘带BIM模型完成后，根据三维测量技术结合BIM模型的应用，将铝板飘带高空坐标转化为地面坐标，采用全站仪直接由控制点进行三维放样，可达到很高的精度效果，减少其他仪器多次测量引起的累计误差。高程控制网的基本网和加密网精度保持一致，其精度根据规范确定。复测精度与建网精度相同，钢结构卸载后采用激光扫描仪对钢结构进行激光扫描。激光扫描仪采取非接触式激光扫描，基于点云获取三维数据。通过全站仪与三维激光扫描仪进行配合，使三位激光扫描仪获取的点云坐标与模型坐标的进行匹配转换。利用扫描后的点云模型与BIM 模型进行合并，分析现场实际构件与理论模型的位置误差，对误差超限的区域模型进行修正，满足建筑外观并进行对超限区域圆滑过渡。
3.3.铝板飘带BIM施工阶段的优化应用
利用建筑信息化模型(BIM)系统软件创建铝板飘带深化模型。在制作深化模型过程中，利用软件协同工作，检查与其他专业之间的相对位置关系并作相应的调整。本项目采用装配化单元式体系，根据Revit软件分析得出，纵向铝板骨架不弯弧，横向根据造型进行弯弧扭转，因此，本工程铝板飘带单元设计以纵向一体化，即纵向一整排可在地面进行拼装，横向分析得出可以在不超过3块铝板板宽的长度下进行地面拼装而不影响整体造型的实现，根据计算分析，最大单元板块为(纵向28米*横向7.5米)。考虑到整体框架的稳定性，纵向分为三个小单元进行吊装。
以标准模块的形式创建，绘制符合生产工艺要求的深化图纸及明细表，对每一块铝板、构件进行编号，并对其定位坐标、颜色、材质、加工尺寸和到场时间等信息进行统计梳理，可以方便快捷的导出板块清单、材料清单。
4、建筑外装饰幕墙设计阶段装配式技术的应用
采用装配式单元板块化安装的方式来进行加工组装，在地面进行单元板块的拼装，减少高空作业量。考虑到单元板块尺寸为7.5米×28米，现场铝板单元的拼装场地尺寸要求大致为：长30m×宽10m=300㎡。由于现场铝板飘带体量巨大，考虑到本工程的实际需要，为保证施工工期，计划现场布置8块单元拼装场地。
4.1.装配式单元板块拼装步骤
4.1.1.铝板飘带单元板块高空转接件的制作
4.1.2.铝板飘带单元板块骨架的安装(拼装场地拼装)
4.1.3.铝板飘带单元板块镀锌钢板的安装
4.1.4.铝板飘带单元板块保温棉的铺设
4.1.5.铝板飘带单元板块防水铝板的安装
4.1.6.铝板飘带单元板块铝单板面板的安装
4.2.铝板飘带单元板块的整体吊装
本工程铝板飘带单元板块在垂直运输时，由于单元板块面积较大，且刚度不足，提升时，容易引起变形（词条“变形”由行业大百科提供），因此，在垂直运输吊装时，将采用吊装绳索禁锢绑扎。同时板块下方需加设缆风绳，用以控制板块在提升过程中的姿态，防止发生碰撞。
4.3.相邻单元板块的衔接安装及误差调整
多个单元吊运安装就位后，会产生误差，通过全站仪对特征观测点进行空中坐标的复核与BIM模型相对照，确保误差控制在允许范围内。误差调整通过支座（词条“支座”由行业大百科提供）部位连接件螺栓的长圆孔进行微调。
4.3.1，总体安装工艺流程
主结构复测→定位放线→单元板块制作→单元板块安装→单元间补杆(板)→安装后续板材（词条“板材”由行业大百科提供）→区域内安装误差测量→调整→清洗。
5、结语
本工程在建筑幕墙施工前期，依据甲方单位提供的建筑结构图纸，幕墙图纸，钢结构图纸等创建BIM实体模型。在各专业BIM模型完成之后，对各专业BIM模型数据进行集成，建立完整的BIM模型。全面进行设计阶段(施工前期)模型的碰撞检查，修改图纸中的错、漏、碰、缺，并与相关专业协调，及时调整在设计图中冲突等问题。在收到设计变更第一时间将各专业变更及修改反馈到最初BIM模型中，保证BIM模型能及时准确的指导现场施工。
根据完成的施工图设计的BIM模型，以及构件加工要求，创建加工图设计模型。采用3D扫描技术，进行施工现场主体钢结构扫描，完成三维实际模型，与前期BIM模型对比，按照实际模型数据对BIM模型进行调整。
另外，我们在BIM模型中通过三维技术进行构件的深化设计，以保证尺寸能够完全吻合，设计完成后再将得到的数据交给工厂进行加工。根据构件加工图设计的BIM模型，提取材料、构件等信息，生成物料明细表，精确统计各项材料的详细用量，协同处理建筑信息模型修改。在施工图设计模型的基础上，将施工技术规范与施工工艺融入施工过程模型。合理的配置资源要素，验证施工方案的可行性，实现对施工过程交互式的可视化信息化管理。
本工程是我司的BIM技术和装配式技术在工程装修领域中的又一应用，不仅大大加深了我们对BIM技术和装配式技术的深层的理解，也丰富了我们在BIM技术和装配式技术在工程项目中的应用经验，提升了设计师和工程师等相关人员在BIM技术和装配式技术的应用能力。作为建筑行业大家庭里的一员，我们愿意作为BIM技术和装配式技术领域的先行者和实践者，为BIM技术和装配式技术砥砺前行而奋勇拼搏。
参考文献
[1]中国建筑装饰（词条“建筑装饰”由行业大百科提供）协会 – 建筑幕墙工程BIM实施标准:T/CBDA 7-2016.北京：中国建筑工业出版社
[2]中国建筑装饰协会 – 单元式建筑幕墙生产技术规程:T/CBDA X-2019.北京：中国建筑工业出版社
作者单位：苏州柯利达装饰股份有限公司
