CN114541773A - 一种基于bim技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,其将幕墙图纸转换成为BIM模型,并采用无人机对已经安装好的钢结构骨架进行三维扫描,获取曲面坐标并将结果反馈至BIM模块,并根据现场测量的实际结果对BIM模型进行二次优化设计,避免人为操作可能产生的操作误差;在安装过程中,无人机自动对正在安装的金属板材进行扫描,并将结果反馈至BIM模块,BIM模块比对现场实际安装和模型之间的差距,并可将结果反馈至现场,实时、准确的对安装有出入的金属板材进行调整;整个安装过程可以远程监控操作,便于现场管理,大大提高了生产、制作和安装的效率,同时也最大程度的保证的曲面金属幕墙的安装效果。

Description

一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法
技术领域
本发明属于建筑施工领域,具体涉及一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法。
背景技术
随着城市发展进程的加快,为了满足建筑物外观造型需要,建筑幕墙被大量应用,其中,金属幕墙由于金属板材的优良的加工性能,色彩的多样及良好的安全性,能完全适应各种复杂造型的设计,可以任意增加凹进和凸出的线条,而且可以加工各种型式的曲线线条,给建筑师以巨大的发挥空间,能够满足丰富多变的建筑造型需要,在建筑幕墙施工领域被广泛运用。
曲面金属幕墙是金属幕墙的一种常见应用方式,目前现场采用的施工方法一般有两种,一种是完全根据图纸施工,从预埋件、钢结构骨架焊接,再到金属铝板安装,完全按照设计图纸进行加工、制作和安装,但是现场施工时,难免会有一些施工的误差,或者由于主体结构基层不平直、不顺直,导致骨架安装完成后与图纸设计存在轻微差别,由此导致的结果就是骨架之间无法顺利拼接,拼接完成后金属幕墙也没办法安装,增加施工工期,造成人工和材料的大量浪费,存在大量返工;另一种施工方法是,结合图纸,根据现场实际情况进行放样,根据放样的结果,再反推金属幕墙板材的加工制作,这样做能够弥补前一种方法带来的不足,但是同样存在问题,例如施工周期长,基层和金属板材安装之间的时间间隔长,影响工程工期,而且,人工测量的结果也存在误差,最后生产出来的金属板材仍然会出现不密贴、起拱、短缺等问题。
发明内容
针对上述背景技术中现有曲面金属幕墙安装的不足,本发明提供了一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,借助BIM应用技术,大大提高了生产、制作和安装的效率,节省了人工,极大缩短了基层和金属幕墙板材安装之间的时间间隔,加快了施工进度,同时也最大程度的保证了曲面金属幕墙的安装效果。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,利用BIM模块和设置于无人机上的无人机辅助测量模块进行,所述BIM模块包括CAD模型单元、优化处理单元、编码系统单元、模型对比单元和BIM数据通讯单元,所述无人机辅助测量模块包括三维坐标测量单元、芯片识别单元、自动巡检单元和用于与BIM数据通讯单元进行数据传输的无人机数据通讯单元,所述方法步骤如下:
S1、利用BIM模块中的CAD模型单元将曲面金属幕墙的CAD图纸转换成为BIM模型;
S2、通过无人机辅助测量模块的三维坐标测量单元对已安装完成的金属幕墙骨架进行三维扫描,获取连接点的三维坐标信息,生成骨架的三维坐标模型,并将结果反馈给BIM模块;
S3、通过优化处理单元对步骤S2中提供的信息对BIM模型进行二次优化设计;
S4、通过编码系统单元对BIM模型中的每一块金属板材进行编号;
S5、根据优化过的BIM模型各金属板材的规格进行各金属板材的加工,并在每一块板材生产时植入定位芯片;板材出厂前,对已植入芯片的板材进行编号,各板材编号与该板材在BIM模型中的编号一致并将编号信息同时储存于各自的芯片内;
S6、将出厂的板材运送至现场并根据各板材的编号对应其在BIM模型中的位置进行对号安装;
S7、板材安装过程中,按设定时间通过自动巡检单元对已安装板材的情况进行监测,芯片识别单元通过板材中的芯片感应板材的位置,并将监测数据通过无人机数据通讯单元反馈给BIM模块,通过模型对比单元进行实时对比,若发现板材安装有出入,立即对现场板材进行局部微调,确保施工质量。
进一步地,各金属板材的加工时,根据优化的BIM模型中各板材的分割大小、形状和规格进行下料和加工。
进一步地,所述步骤S7中通过模型对比单元进行实时对比时,监测内容包括板材安装位置是否正确,安装是否平直、顺直,曲率是否符合设计要求。
相对于现有技术,本发明所述的一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法具备以下有益效果:
(1)、实现BIM模型二次优化设计,将幕墙图纸转换成为BIM模型后,采用无人机对已经安装好的钢结构骨架进行三维扫描,获取曲面坐标并将结果反馈至BIM模块,根据现场测量的实际结果对BIM模型进行优化设计,避免人为操作可能产生的操作误差,进一步提升幕墙的安装效果;
(2)、幕墙安装过程中,无人机根据时间设定,自动对正在安装的金属板材进行扫描,并将监测结果反馈至BIM模块,BIM模块比对现场实际安装和模型之间的差距,并可将结果反馈回现场,实时、准确的对金属板材进行调整;
(3)、对每一块金属板材进行编号,编号顺序根据BIM模型完成,无人机巡检时通过芯片感应确定位置,提高施工效率;
(4)、可实现远程监控操作,便于现场管理,大大提高了生产、制作和安装的效率,节省了人工,极大缩短了基层和金属幕墙板材安装之间的时间间隔,加快了施工进度,同时也最大程度的保证的曲面金属幕墙的安装效果。
附图说明
图1为本发明的原理框图;
图中:1、BIM模块;11、CAD模型单元;12、优化处理单元;13、编码系统单元;14、模型对比单元;15、BIM通讯单元;2、无人机辅助测量模块;21、三维坐标测量单元;22、芯片识别单元;23、自动巡检单元;24、无人机数据通讯单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。
如图1所示,本发明一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,利用BIM模块1和设置于无人机上的无人机辅助测量模块2进行,BIM模块1由已有的各类建筑类软件和计算机硬件实现,无人机辅助测量模块2同样利用已有的软硬件实现。
本实施例中,所述BIM模块1包括CAD模型单元11、优化处理单元12、编码系统单元13、模型对比单元14和BIM数据通讯单元15等,CAD模型单元11用于将CAD图纸转换成BIM模型;优化处理单元12用于根据无人机辅助测量模块2提供的结果,对BIM模型进行优化处理;编码系统单元13用于对BIM模型中各板材进行按序编号;模型对比单元14用于将现场安装情况和BIM模型进行比对;数据通讯单元15接收无人机辅助测量模块2提供的信息,同时将BIM模块1的各处理单元所处理后结果提供至工厂进行各板材的下料、加工,以及将结果提供到施工现场进行安装指导和调整;
本实施例中,所述无人机辅助测量模块2包括三维坐标测量单元21、芯片识别单元22、自动巡检单元23和无人机数据通讯单元24;所述三维坐标测量单元21可以测量金属铝板幕墙骨架的三维坐标;芯片识别单元22可以准确识别出安装在金属铝板中的定位芯片;自动巡检单元23用于根据人工设定时间利用无人机对现场铝板安装情况巡检时进行监测;数据通讯单元24用于将检查情况实时反馈至BIM模块1。
本实施例中,所述的基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法步骤如下:
S1、利用BIM模块1中的CAD模型单元11将曲面金属幕墙的传统二维CAD图纸通过BIM建模的方式转换成为BIM模型,更加具有指导现场实际施工的意义;
S2、利用无人机并通过其上的无人机辅助测量模块2的三维坐标测量单元21对已安装完成的金属幕墙骨架进行三维扫描,获取连接点的三维坐标信息,生成骨架的三维坐标模型,并将结果反馈给BIM模块1;
S3、通过优化处理单元12对步骤S2中提供的信息对BIM模型进行二次优化设计,该优化后的BIM模型一方面可以指导工厂进行各板材的加工制作,另一方面在金属板材安装过程中,可以比对安装位置是否正确、安装效果是否满足要求等;
S4、通过编码系统单元13对BIM模型中的每一块金属板材进行按序编号,以便于板材加工好并运送到现场后可以按顺序进行安装;
S5、根据优化过的BIM模型各金属板材的规格进行各金属板材的加工,各金属板材的加工时,根据优化的BIM模型中各板材的分割大小、形状和规格等进行下料和加工,并在每一块板材生产时植入定位芯片;板材出厂前,对已植入芯片的板材进行编号,各板材编号与该板材在BIM模型中的编号一致并将编号信息同时储存于各自的芯片内;
S6、将出厂的板材运送至现场并根据各板材的编号对应其在BIM模型中的位置进行对号安装;
S7、板材安装过程中,按设定时间通过自动巡检单元23对已安装板材的情况进行监测,芯片识别单元22通过板材中的芯片感应板材的位置,并将监测数据通过无人机数据通讯单元24反馈给BIM模块1,通过模型对比单元14进行实时对比,监测内容包括板材安装位置是否正确,安装是否平直、顺直,曲率是否符合设计要求,若发现板材安装有出入,立即对现场板材进行局部微调,确保施工质量。

Claims (3)

1.一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,其特征在于:利用BIM模块(1)和设置于无人机上的无人机辅助测量模块(2)进行,所述BIM模块(1)包括CAD模型单元(11)、优化处理单元(12)、编码系统单元(13)、模型对比单元(14)和BIM数据通讯单元(15),所述无人机辅助测量模块(2)包括三维坐标测量单元(21)、芯片识别单元(22)、自动巡检单元(23)和用于与BIM数据通讯单元(15)进行数据传输的无人机数据通讯单元(24),所述方法步骤如下:
S1、利用BIM模块(1)中的CAD模型单元(11)将曲面金属幕墙的CAD图纸转换成为BIM模型;
S2、通过无人机辅助测量模块(2)的三维坐标测量单元(21)对已安装完成的金属幕墙骨架进行三维扫描,获取连接点的三维坐标信息,生成骨架的三维坐标模型,并将结果反馈给BIM模块(1);
S3、通过优化处理单元(12)对步骤S2中提供的信息对BIM模型进行二次优化设计;
S4、通过编码系统单元(13)对BIM模型中的每一块金属板材进行编号;
S5、根据优化过的BIM模型各金属板材的规格进行各金属板材的加工,并在每一块板材生产时植入定位芯片;板材出厂前,对已植入芯片的板材进行编号,各板材编号与该板材在BIM模型中的编号一致并将编号信息同时储存于各自的芯片内;
S6、将出厂的板材运送至现场并根据各板材的编号对应其在BIM模型中的位置进行对号安装;
S7、板材安装过程中,按设定时间通过自动巡检单元(23)对已安装板材的情况进行监测,芯片识别单元(22)通过板材中的芯片感应板材的位置,并将监测数据通过无人机数据通讯单元(24)反馈给BIM模块(1),通过模型对比单元(14)进行实时对比,若发现板材安装有出入,立即对现场板材进行局部微调,确保施工质量。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,其特征在于:各金属板材的加工时,根据优化的BIM模型中各板材的分割大小、形状和规格进行下料和加工。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的曲面金属幕墙安装及外观监测方法,其特征在于:所述步骤S7中通过模型对比单元(14)进行实时对比时,监测内容包括板材安装位置是否正确,安装是否平直、顺直,曲率是否符合设计要求。
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