CN114818031A - 基于bim设计技术的异性幕墙系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑设计技术领域，具体涉及一种基于BIM设计技术的异性幕墙系统，包括数据导入单元用于将幕墙主体区域进行目标提取处理，通过原始标高控制点和轴线控制线建立所述幕墙主体区域标高和轴线控制网，并做好标记点和标记轴线；整合单元用于将控制点坐标和所述模型数值保存文档，并进行中间格式交换后导入至全站幕墙设备；BIM优化模型单元用于建立所述幕墙主体区域立柱和空间BIM模型；模型生成单元用于自动生成所述幕墙主体区域展开工艺图，并提交所述幕墙主体区域的展开面积、面板质量的数据信息，记录运行阶段参数，生成幕墙全景图像信息，本发明解决了现有的传统二维技术无法满足异形结构幕墙的需求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设计技术领域，具体涉及一种基于BIM设计技术的异性幕墙系统。
背景技术
建筑信息模型(buildinginformationmodeling，bim)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建设、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用，目前，越来越多的设计单位、施工企业采用bim技术进行项目设计和施工管理。
bim的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息，该信息包含描述构件的几何特征、专业属性信息，借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度。bim是一项信息与三维模型的融合技术，信息是bim的核心，模型是信息的载体，两者的协同工作在bim应用中占用重要地位。
近年来，随着异形建筑的增加，异形幕墙也在不断增加。异形结构幕墙其实就是指建筑幕墙的一种特别结构或者是建筑幕墙呈一种新颖的空间效果。并且还可以根据它曲面是否回转分为两种类型，一种是回转曲面幕墙，另外一种是非回转曲面幕墙。异形幕墙的出现可以提高建筑的艺术性，满足人们对个性的追求。我国的国家大剧院的主结构就是使用了椭圆穹形结构，这种结构更富有艺术性，会更加符合剧院的风格，突显出剧院的特点，是的建筑有了代表性。但是异形结构幕墙的使用也使得建筑过程人员前期设计和施工方面存在了较大的难度，对材料等是需求也有了新的变化，并且承载信息也会随着异形结构幕墙的出现逐渐增加，使得传统的二维技术根本无法满足异形结构幕墙的需求，因此BIM的技术应该被广泛运用在异形结构幕墙的建筑工程中去，帮助建筑工程人员解决异形结构幕墙施工中存在的问题和难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于BIM设计技术的异性幕墙系统，用于解决现有的传统二维技术无法满足异形结构幕墙的需求的问题；
本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明公开了基于BIM设计技术的异性幕墙系统，包括：
数据导入单元，用于将幕墙主体区域进行目标提取处理，通过原始标高控制点和轴线控制线建立所述幕墙主体区域标高和轴线控制网，并做好标记点和标记轴线；
3D技术交底处理单元，用于按照技术交底的幕墙数据通过函数逻辑关系运算生成模型数值；
整合单元，用于将控制点坐标和所述模型数值保存文档，并进行中间格式交换后导入至全站幕墙设备；
BIM优化模型单元，用于建立所述幕墙主体区域立柱和空间BIM模型；
碰撞检测单元，根据可见性预测算法在预设区域网格内载入自适应幕墙族模型，检测所述BIM模型数据准确性；
校准单元，用于对所述BIM模型进行轮廓检测，由基准轴线和水准点重新测量、校准复合；
模型生成单元，用于自动生成所述幕墙主体区域展开工艺图，并提交所述幕墙主体区域的展开面积、面板质量的数据信息，记录运行阶段参数，生成幕墙全景图像信息。
更进一步地，所述BIM优化模型单元有以下子单元组成，包括：
模型建立单元，用于程序完成项目的工程量统计，构建所述幕墙主体区域自动编码和关联，生成导出工程量清单，构建信息查询目录；
参数适应单元，用于获取目标场景中所述幕墙主体区域的BIM数据，对模型构件自动编码，对所有所述幕墙主体区域构件进行拆解、分段，并逐一编号，进而实现编码与所述BIM模型构件自动关联并生成BIM数据；
动态展示单元将所述BIM数据转化为第三模型数据，查询所述构件的信息功能，通过所述全站幕墙设备坐标放样功能,将预埋件的空间坐标三维几何图形数据传递准确定位进行动态展示；
虚拟施工单元，用于接收所述幕墙主体区域与电子设备通信的vr设备的姿态信息数据获取请求，根据所述姿态信息对所述BIM数据进行处理，并将处理后的vr图像发送给所述vr设备进行显示。
更进一步地，所述BIM数据包括：所述幕墙主体区域的属性信息、几何特征和所述幕墙主体区域在目标场景中的位置参数以及所述幕墙主体区域的外观形态信息；所述属性信息包括id信息；所述BIM数据自动载入数据库中的BIM构件编码表。
更进一步地，所述校准单元通过Navisworks轻量化模型进行所述BIM模型的建模筛选，所述BIM模型立柱间定位点确定平弦高度和竖弦高度建立验收规范，并对不符合的数据进行校准复合。
更进一步地，与所述校准单元连接的随机抽样单元，用于根据所述验收规范从所述校准单元中随机抽样选取需进行验收的检验模型，并获得对应需进行验收的所述检验模型的标识码。
更进一步地，所述随机抽样单元根据所获得的需进行验收的所述标识码，于施工现场检查与所述需进行验收的检验模型对应的建筑结构的部位，形成验收数据信息并存储。
更进一步地，所述BIM优化模型单元还包括存储单元，将所述需进行验收的检验模型、对应的验收数据信息以及对应的判断结果相关联并汇总以表单的形式存储于所述存储单元。
更进一步地，在深化设计上针对结构空间关系采用Rhino进行所述BIM模型进行深化设计,确保所述BIM模型及坐标的准确度，导出所述幕墙全景图像信息每一环空间坐标，指导现场施工。
更进一步地，所述异性幕墙系统还包括展示单元，所述展示单元通过中心文件发生更新BIM数据发送到预定联络人，完成所述BIM模型的纹理替换展示的控制。
更进一步地，所述异性幕墙系统还包括文件转换模块，所述文件转换模块将所述幕墙主体区域的几何特征转换为通用文件格式的特征文件；所述特征文件以所述BIM模型特征名称命名并存储、输出。
本发明的有益效果为：
1、本发明作为异形幕墙(屋面)设计的培增器，BIM技术的应用使得异形幕墙(屋面)的设计下料变得非常简单、快捷，立等可取。只要参数化单元和幕墙(屋面)三维模型输入正确，理论上不可能存在下料错误，极大地提高了异形幕墙(屋面)的设计效率，使异形幕墙(屋面)的快速设计下料变为可能。基于BIM技术的异形幕墙(屋面)设计将原本枯燥无味的幕墙下料工作变得非常简单、轻松，大大地解放了设计下料人员的工作压力，极大地提高了设计效率，降低了人为设计错误，对整个幕墙工程的施工进度和成本控制都将起到非常大的推动作用。
2、本发明通过三维可视化的设计打破了传统二维图纸的格局，在深化阶段给予设计师更直观的设计思路，参数化的设计软件可以给出科学的板件优化参考，通过曲率的优化来降低生产难度，节省了大量的人工。
3、本发明即在建设工程的全生命周期中各种信息的共享、交互。BIM协同理念使得在各方都掌握BIM技术后，通过在同一云端进行设计，大大小小的变更及时反馈在中心模型上，幕墙设计可以在工程建设中更早的阶段开始介入，使设计效率提高及更为准确。以实现施工组织的无缝对接。通过其他专业模型，还能清晰的查看某些隐蔽位置的结构问题，及时进行开孔避让。
4、本发明协助施工方进行幕墙板块优化及空间定位，对于异形幕墙复杂结构，通过建立BIM模型可以形象直观的展现二维图纸所表达的内容，也能弥补二维图纸的设计漏洞，为深化设计及项目人员提供技术支持，提高设计出图及现场施工效率；通过施工方案模拟，虚拟施工等手段，进行多维度可视化施工方案交底，加强各方协调，合理优化施工工序，达到事前风险控制的目的；通过基于BIM异形幕墙板块优化中央控制板的实时系统，达到了整个系统任务完成时间可控、功耗低、实时性强的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于BIM设计技术的异性幕墙系统的系统结构示意图；
图中的标号分别代表：1、数据导入单元；2、3D技术交底处理单元；3、整合单元；4、BIM优化模型单元；5、模型建立单元；6、参数适应单元；7、动态展示单元；8、虚拟施工单元；9、碰撞检测单元；10、校准单元；11、随机抽样单元；12、模型生成单元；13、展示单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
实施例1
本实施例提供基于BIM设计技术的异性幕墙系统，请参阅图1，包括：
数据导入单元1，用于将幕墙主体区域进行目标提取处理，通过原始标高控制点和轴线控制线建立所述幕墙主体区域标高和轴线控制网，并做好标记点和标记轴线；
3D技术交底处理单元2，用于按照技术交底的幕墙数据通过函数逻辑关系运算生成模型数值；以确保实际间距不大于设计要求的最大间距；
整合单元3，用于将控制点坐标和所述模型数值保存文档，并进行中间格式交换后导入至全站幕墙设备；
BIM优化模型单元4，用于建立所述幕墙主体区域立柱和空间BIM模型；
碰撞检测单元9，根据可见性预测算法在预设区域网格内载入自适应幕墙族模型，检测所述BIM模型数据准确性；
校准单元10，用于对所述BIM模型进行轮廓检测，由基准轴线和水准点重新测量、校准复合；
模型生成单元12，用于自动生成所述幕墙主体区域展开工艺图，并提交所述幕墙主体区域的展开面积、面板质量的数据信息，记录运行阶段参数，生成幕墙全景图像信息。
所述BIM优化模型单元4有以下子单元组成，包括：
模型建立单元5，用于程序完成项目的工程量统计，构建所述幕墙主体区域自动编码和关联，生成导出工程量清单，构建信息查询目录；
参数适应单元6，用于获取目标场景中所述幕墙主体区域的BIM数据，对模型构件自动编码，对所有所述幕墙主体区域构件进行拆解、分段，并逐一编号，进而实现编码与所述BIM模型构件自动关联并生成BIM数据；
动态展示单元7将所述BIM数据转化为第三模型数据，查询所述构件的信息功能，通过所述全站幕墙设备坐标放样功能,将预埋件的空间坐标三维几何图形数据传递准确定位进行动态展示；
虚拟施工单元8，用于接收所述幕墙主体区域与电子设备通信的vr设备的姿态信息数据获取请求，根据所述姿态信息对所述BIM数据进行处理，并将处理后的vr图像发送给所述vr设备进行显示。
所述BIM数据包括：所述幕墙主体区域的属性信息、几何特征和所述幕墙主体区域在目标场景中的位置参数以及所述幕墙主体区域的外观形态信息；所述属性信息包括id信息；所述BIM数据自动载入数据库中的BIM构件编码表。
在本实施例中提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序及其计算机可读介质，执行该程序时实现：计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。
本发明作为异形幕墙(屋面)设计的培增器，BIM技术的应用使得异形幕墙(屋面)的设计下料变得非常简单、快捷，立等可取。只要参数化单元和幕墙(屋面)三维模型输入正确，理论上不可能存在下料错误，极大地提高了异形幕墙(屋面)的设计效率，使异形幕墙(屋面)的快速设计下料变为可能。基于BIM技术的异形幕墙(屋面)设计将原本枯燥无味的幕墙下料工作变得非常简单、轻松，大大地解放了设计下料人员的工作压力，极大地提高了设计效率，降低了人为设计错误，对整个幕墙工程的施工进度和成本控制都将起到非常大的推动作用。
实施例2
在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中电网安全实时检测系统做进一步具体说明，所述校准单元10通过Navisworks轻量化模型进行所述BIM模型的建模筛选，所述BIM模型立柱间定位点确定平弦高度和竖弦高度建立验收规范，并对不符合的数据进行校准复合。
与所述校准单元10连接的随机抽样单元11，用于根据所述验收规范从所述校准单元10中随机抽样选取需进行验收的检验模型，并获得对应需进行验收的所述检验模型的标识码。
所述随机抽样单元11根据所获得的需进行验收的所述标识码，于施工现场检查与所述需进行验收的检验模型对应的建筑结构的部位，形成验收数据信息并存储。
BIM技术在目前工程，幕墙的建设过程中，主要用于建设阶段，只有保证工程的实际可操作性，才不会让幕墙的建立初期出现太多问题，使工期减短，工作质量得到有效保证。BIM技术中的5D数据库建立为工程量计算提供了准确数据和技术支持。随着BIM技术的不断改进，精度构建水平也得到了进一步的强化，实现了自动化计算，只需提供相关数据即可自动生成所需的数值，大大降低了工程量计算难度，保证了工程成本控制。BIM在应用中并不需要多么深厚的专业知识，只要对BIM技术的运行原理有一定程度上的了解，能够让BIM技术顺利的运行就足够了。还可以对BIM技术在运行过程中出现的问题，进行技术上的改良。同时本实施例对于BIM技术的改良会大大提高技术的运用，能够更加快速，准确，有效的解决在施工方面的问题，进一步保证工作的质量，加快工作效率，使工程能够顺利进行。
实施例3
在具体实施层面，在实施例2的基础上，本实施例参照图1所示对实施例2中电网安全实时检测系统做进一步具体说明，所述BIM优化模型单元4还包括存储单元，将所述需进行验收的检验模型、对应的验收数据信息以及对应的判断结果相关联并汇总以表单的形式存储于所述存储单元。
在深化设计上针对结构空间关系采用Rhino进行所述BIM模型进行深化设计,确保所述BIM模型及坐标的准确度，导出所述幕墙全景图像信息每一环空间坐标，指导现场施工。
所述异性幕墙系统还包括展示单元13，所述展示单元13通过中心文件发生更新BIM数据发送到预定联络人，完成所述BIM模型的纹理替换展示的控制。
所述异性幕墙系统还包括文件转换模块，所述文件转换模块将所述幕墙主体区域的几何特征转换为通用文件格式的特征文件；所述特征文件以所述BIM模型特征名称命名并存储、输出。
综上所述，本发明通过三维可视化的设计打破了传统二维图纸的格局，在深化阶段给予设计师更直观的设计思路，参数化的设计软件可以给出科学的板件优化参考，通过曲率的优化来降低生产难度，节省了大量的人工。
本发明即在建设工程的全生命周期中各种信息的共享、交互。BIM协同理念使得在各方都掌握BIM技术后，通过在同一云端进行设计，大大小小的变更及时反馈在中心模型上，幕墙设计可以在工程建设中更早的阶段开始介入，使设计效率提高及更为准确。以实现施工组织的无缝对接。通过其他专业模型，还能清晰的查看某些隐蔽位置的结构问题，及时进行开孔避让。
本发明协助施工方进行幕墙板块优化及空间定位，对于异形幕墙复杂结构，通过建立BIM模型可以形象直观的展现二维图纸所表达的内容，也能弥补二维图纸的设计漏洞，为深化设计及项目人员提供技术支持，提高设计出图及现场施工效率；通过施工方案模拟，虚拟施工等手段，进行多维度可视化施工方案交底，加强各方协调，合理优化施工工序，达到事前风险控制的目的；通过基于BIM异形幕墙板块优化中央控制板的实时系统，达到了整个系统任务完成时间可控、功耗低、实时性强的效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，包括：
数据导入单元(1)，用于将幕墙主体区域进行目标提取处理，通过原始标高控制点和轴线控制线建立所述幕墙主体区域标高和轴线控制网，并做好标记点和标记轴线；
3D技术交底处理单元(2)，用于按照技术交底的幕墙数据通过函数逻辑关系运算生成模型数值；
整合单元(3)，用于将控制点坐标和所述模型数值保存文档，并进行中间格式交换后导入至全站幕墙设备；
BIM优化模型单元(4)，用于建立所述幕墙主体区域立柱和空间BIM模型；
碰撞检测单元(9)，根据可见性预测算法在预设区域网格内载入自适应幕墙族模型，检测所述BIM模型数据准确性；
校准单元(10)，用于对所述BIM模型进行轮廓检测，由基准轴线和水准点重新测量、校准复合；
模型生成单元(12)，用于自动生成所述幕墙主体区域展开工艺图，并提交所述幕墙主体区域的展开面积、面板质量的数据信息，记录运行阶段参数，生成幕墙全景图像信息。
2.根据权利要求1所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述BIM优化模型单元(4)有以下子单元组成，包括：
模型建立单元(5)，用于程序完成项目的工程量统计，构建所述幕墙主体区域自动编码和关联，生成导出工程量清单，构建信息查询目录；
参数适应单元(6)，用于获取目标场景中所述幕墙主体区域的BIM数据，对模型构件自动编码，对所有所述幕墙主体区域构件进行拆解、分段，并逐一编号，进而实现编码与所述BIM模型构件自动关联并生成BIM数据；
动态展示单元(7)将所述BIM数据转化为第三模型数据，查询所述构件的信息功能，通过所述全站幕墙设备坐标放样功能,将预埋件的空间坐标三维几何图形数据传递准确定位进行动态展示；
虚拟施工单元(8)，用于接收所述幕墙主体区域与电子设备通信的vr设备的姿态信息数据获取请求，根据所述姿态信息对所述BIM数据进行处理，并将处理后的vr图像发送给所述vr设备进行显示。
3.根据权利要求2所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述BIM数据包括：所述幕墙主体区域的属性信息、几何特征和所述幕墙主体区域在目标场景中的位置参数以及所述幕墙主体区域的外观形态信息；所述属性信息包括id信息；所述BIM数据自动载入数据库中的BIM构件编码表。
4.根据权利要求1所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述校准单元(10)通过Navisworks轻量化模型进行所述BIM模型的建模筛选，所述BIM模型立柱间定位点确定平弦高度和竖弦高度建立验收规范，并对不符合的数据进行校准复合。
5.根据权利要求4所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于：与所述校准单元(10)连接的随机抽样单元(11)，用于根据所述验收规范从所述校准单元(10)中随机抽样选取需进行验收的检验模型，并获得对应需进行验收的所述检验模型的标识码。
6.根据权利要求5所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于：所述随机抽样单元(11)根据所获得的需进行验收的所述标识码，于施工现场检查与所述需进行验收的检验模型对应的建筑结构的部位，形成验收数据信息并存储。
7.根据权利要求6所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述BIM优化模型单元(4)还包括存储单元，将所述需进行验收的检验模型、对应的验收数据信息以及对应的判断结果相关联并汇总以表单的形式存储于所述存储单元。
8.根据权利要求1所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，在深化设计上针对结构空间关系采用Rhino进行所述BIM模型进行深化设计,确保所述BIM模型及坐标的准确度，导出所述幕墙全景图像信息每一环空间坐标，指导现场施工。
9.根据权利要求1所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述异性幕墙系统还包括展示单元(13)，所述展示单元(13)通过中心文件发生更新BIM数据发送到预定联络人，完成所述BIM模型的纹理替换展示的控制。
10.根据权利要求1所述的基于BIM设计技术的异性幕墙系统，其特征在于，所述异性幕墙系统还包括文件转换模块，所述文件转换模块将所述幕墙主体区域的几何特征转换为通用文件格式的特征文件；所述特征文件以所述BIM模型特征名称命名并存储、输出。
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