一种基于BIM与点云技术的幕墙施工方法与流程

本发明涉及建筑信息技术领域，具体是指一种基于bim与点云技术的幕墙施工方法。

背景技术：

现代建筑不仅追求建筑的功能性，同样的建筑的美观程度提出了更高要求，大量设计师在建筑外观设计中使用了幕墙进行装饰装修，传统施工中，建设工程各专业分开设计，导致图纸间冲突问题较多，且幕墙安装对定位精度的要求非常高，传统技术难以满足，幕墙构件的复杂脆弱使其管理也十分重要，传统的管理方式缺乏信息化，难以满足管理需求。

bim技术通过其可视化展示，在虚拟的三维环境下直观地发现设计中的碰撞冲突，在施工前快速、全面、准确地检查出设计图纸中的错误、遗漏及碰撞等问题，并且可以结合各种信息化新技术，从设计深化、方案优化到工厂加工、现场智能管理，有效提高幕墙工程的精细化程度以及现场施工各项管理的信息化程度，大大提高幕墙施工现场的安装效率，减少返工现象，节约成本与工期，并且降低施工风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于bim与点云技术的复杂综合幕墙高精度信息化施工方法，能够有效解决幕墙安装精度不足的问题，通过bim技术的参与，提高幕墙单体构件的精细化、标准化程度；对幕墙构件进行有序管理，优化整体幕墙施工过程，使整个幕墙施工的信息化程度进一步提高。

为解决上述问题，本发明提供一种基于bim与点云技术的幕墙施工方法，包括如下步骤：

步骤一：幕墙构件单体参数化模型的建立，利用bim技术对幕墙单体构件进行参数化建模，建立幕墙单体构件标准化bim模型，明确预留预埋件位置与细部构造；

步骤二：幕墙整体bim模型的搭建与深化，首先搭建幕墙整体的bim模型，对幕墙装饰装修效果进行还原；对幕墙的整体受力进行分析，保证幕墙受力安全，为后续模拟、加工环节做准备；

步骤三：模型整合与碰撞检验，将幕墙bim模型与其他专业模型进行整合，并对整合后的bim模型进行碰撞检测，对幕墙与幕墙、幕墙与其他专业模型的碰撞情况进行解决，保证幕墙安装顺利与安全；

步骤四：幕墙构件安装模拟与方案制定，对深化后的幕墙构件安装方案进行模拟，以对比多种方案，遴选最优方案，在bim模型中对幕墙进行排布，做到精准下料，并将安装方案模拟视频进行保留；

步骤五：工厂加工，将深化后的幕墙模型自动生成下料清单，将下料清单以及幕墙构件精细化bim模型导入工厂端，并自动进行工程用料算量，对工厂生产进行严格把控；工厂加工完成后，生成幕墙构件出库清单以及存有各构件信息的rfid电子标签、存有各构件施工模拟动画的二维码；电子标签便于现场施工阶段，幕墙材料物流信息的掌握，以及验收、库存堆放、使用的幕墙构件状态的管控，二维码便于现场对各构件安装工艺的随时查看；

步骤六：安装工序、工艺模拟与vr教学，依据以上bim深化模型与可视化模拟，制作幕墙安装工序工艺动画与模型，导入vr设备，使用vr设备对管理与施工人员进行教学，保证教学质量；

步骤七：bim测量放线，在bim模型中对幕墙安装的定位点位坐标数据进行计算与模拟，结合全站仪对现场实际数据进行收集，添加至bim模型后，对不正点位进行计算与修正，筛选基准点位，最终在bim模型中进行定位模拟以及安装模拟，现场施工人员依据计算出的基准点进行放线施工；

步骤八：bim及三维扫描幕墙验收，基于bim模型，使用三维扫描技术对现场幕墙安装数据进行采集，并与bim模型进行对比，将错误发生点在bim模型中进行标注，直观展示幕墙安装质量问题与问题构件定位，加快验收与整改效率。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过bim技术的结合与应用，使得幕墙的精细化程度大大提高，并自动计算工程量与导入工厂加工，提高幕墙的标准化；对幕墙受力进行分析，保证受力安全，通过bim技术的协同性对幕墙碰撞问题提前解决，进行可视化模拟对幕墙安装方案进行整体优化，使用bim技术结合rfid、vr、三维扫描等技术以及优化算法，实现物资管理、测量定位、竣工验收等信息化幕墙工程管理与施工方式。

作为改进，步骤一中依据设计效果图、幕墙设计要求、专业图纸要求进行，对各幕墙构件的参数化模型建立需对幕墙标准件进行划分，bim模型的搭建精度需达到lod400。

作为改进，步骤二中对幕墙构件深化，需对其细节添加充分，对预留预埋件进行精确定位与在bim模型中精确表达。

作为改进，步骤四中除整体安装模拟外，要对复杂节点的安装与处理进行重点模拟，保证对复杂节点的安装工艺的正确表达。

作为改进，步骤五中电子标签应在出厂时粘贴至各幕墙构件的不影响外观与施工处，二维码粘贴应在幕墙单体主要部分，不必在幕墙细小零件上粘贴。

作为改进，步骤六中对人员的虚拟现实教学内容应当包括但不限于幕墙零件组装方法，幕墙单体安装工艺流程、幕墙零件保存方法、幕墙施工外观效果保证方法、幕墙施工安全体验；虚拟现实教学有演示与模拟操作与教学成果测试三部分，加强体验感，保证工艺细节的正确传达。

作为改进，步骤七中全站仪数据应直接导入bim模型，依照现场实际结果，对bim模型进行更正，依据更加贴近现实的bim模型进行基准点位的计算，减少模型与现场施工误差导致的计算错误，减少安装问题。

附图说明

图1是一种基于bim与点云技术的复杂综合幕墙高精度信息化施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，提供一种基于bim与点云技术的幕墙施工方法，包括如下步骤：

步骤一：幕墙构件单体参数化模型的建立，利用bim技术对幕墙单体构件进行参数化建模，建立幕墙单体构件标准化bim模型，明确预留预埋件位置与细部构造；

步骤二：幕墙整体bim模型的搭建与深化，首先搭建幕墙整体的bim模型，对幕墙装饰装修效果进行还原；对幕墙的整体受力进行分析，保证幕墙受力安全，为后续模拟、加工环节做准备；

步骤三：模型整合与碰撞检验，将幕墙bim模型与其他专业模型进行整合，并对整合后的bim模型进行碰撞检测，对幕墙与幕墙、幕墙与其他专业模型的碰撞情况进行解决，保证幕墙安装顺利与安全；

步骤四：幕墙构件安装模拟与方案制定，对深化后的幕墙构件安装方案进行模拟，以对比多种方案，遴选最优方案，在bim模型中对幕墙进行排布，做到精准下料，并将安装方案模拟视频进行保留；

步骤五：工厂加工，将深化后的幕墙模型自动生成下料清单，将下料清单以及幕墙构件精细化bim模型导入工厂端，并自动进行工程用料算量，对工厂生产进行严格把控；工厂加工完成后，生成幕墙构件出库清单以及存有各构件信息的rfid电子标签、存有各构件施工模拟动画的二维码；电子标签便于现场施工阶段，幕墙材料物流信息的掌握，以及验收、库存堆放、使用的幕墙构件状态的管控，二维码便于现场对各构件安装工艺的随时查看；

步骤六：安装工序、工艺模拟与vr教学，依据以上bim深化模型与可视化模拟，制作幕墙安装工序工艺动画与模型，导入vr设备，使用vr设备对管理与施工人员进行教学，保证教学质量；

步骤七：bim测量放线，在bim模型中对幕墙安装的定位点位坐标数据进行计算与模拟，结合全站仪对现场实际数据进行收集，添加至bim模型后，对不正点位进行计算与修正，筛选基准点位，最终在bim模型中进行定位模拟以及安装模拟，现场施工人员依据计算出的基准点进行放线施工；

步骤八：bim及三维扫描幕墙验收，基于bim模型，使用三维扫描技术对现场幕墙安装数据进行采集，并与bim模型进行对比，将错误发生点在bim模型中进行标注，直观展示幕墙安装质量问题与问题构件定位，加快验收与整改效率。

所述步骤一中依据设计效果图、幕墙设计要求、专业图纸要求进行，对各幕墙构件的参数化模型建立需对幕墙标准件进行划分，bim模型的搭建精度需达到lod400。

所述步骤二中对幕墙构件深化，需对其细节添加充分，对预留预埋件进行精确定位与在bim模型中精确表达。

所述步骤四中除整体安装模拟外，要对复杂节点的安装与处理进行重点模拟，保证对复杂节点的安装工艺的正确表达。

所述步骤五中电子标签应在出厂时粘贴至各幕墙构件的不影响外观与施工处，二维码粘贴应在幕墙单体主要部分，不必在幕墙细小零件上粘贴。

所述步骤六中对人员的虚拟现实教学内容应当包括但不限于幕墙零件组装方法，幕墙单体安装工艺流程、幕墙零件保存方法、幕墙施工外观效果保证方法、幕墙施工安全体验；虚拟现实教学有演示与模拟操作与教学成果测试三部分，加强体验感，保证工艺细节的正确传达。

所述步骤七中全站仪数据应直接导入bim模型，依照现场实际结果，对bim模型进行更正，依据更加贴近现实的bim模型进行基准点位的计算，减少模型与现场施工误差导致的计算错误，减少安装问题。

本发明的工作原理：如图1所示，本发明实施例中一种基于bim与点云技术的复杂综合幕墙高精度信息化施工方法，具体实施流程包括：

步骤一：幕墙构件单体参数化模型的建立。依据建设要求以及外观设计要求，使用revit对幕墙单体构件进行参数化族库的搭建，对不同类型幕墙构件进行模型的建立，便于后续整体模型的搭建以及模拟的使用。

步骤二：幕墙整体bim模型的搭建与深化。使用revit搭建整体的幕墙bim模型，并对其中复杂节点、单体预留预埋件、扣件等进行深化，将整体模型导入ansys进行受力分析，确保幕墙受力安全，并对安装所需的临时支撑结构等进行设计，保证安装安全与准确。

步骤三：模型整合与碰撞检验。将幕墙bim模型与其他各专业bim模型进行整合，整合完成后导入navisworks进行碰撞检测，排除幕墙结构与幕墙与其他各专业模型结构的碰撞冲突，完成正确的整体bim模型。

步骤四：幕墙构件安装模拟与方案制定。依据幕墙bim模型与工程经验，提出多个幕墙安装施工方案，对安装节点进行深化，添加现场施工信息后，对不同施工方案进行模拟，确定最优方案，再通过安全信息的链接，基于bim模型对施工安全风险进行预测与排除，对方案进行优化，完成施工方案的制定

步骤五：工厂加工。依据前期的bim可视化交底，将revit模型自动计算工程量，并生成下料清单，导入工厂端进行加工，工厂加工完成后，伴随幕墙构件生成构件信息清单与存有信息的rfid电子标签，出厂时将其粘贴在幕墙构件上，以此基于bim信息模型对现场物资进行管理，实时掌握构件运输、进厂、堆放、吊装、安装状态；另生成含有构件安装模拟的二维码，粘贴在幕墙主体构件不影响安装与外观处，便于现场随时查看，指导施工。

步骤六：安装工序、工艺模拟与vr教学。根据前期的可视化交底，对幕墙安装工序、工艺进行模拟，结合bim模型对安装安全防护设备以及安全问题等进行模拟，将模拟导入vr设备与软件进行vr展示，以此进行管理与施工人员教学，让人员模拟操作幕墙安装，切实体验安全风险，提高细节传递效率和人员安全意识。

步骤七：bim测量放线。基于revit搭建的整体bim模型，对基准点进行设计与编码，然后使用全站仪采集现场实际数据，以此对bim模型进行修改，对revit进行二次开发，使用算法对修正后的bim模型进行定位基准点的计算与筛选，输出基准点编号与定位数据，作为现场定位依据。

步骤八：bim+三维扫描幕墙验收。使用三维扫描设备对幕墙数据进行扫描采集，将采集后的现场实际数据与bim模型进行对比，在bim模型中对存在误差部位进行高亮显示，直观显示不合格部位定位，便于修正；并将验收情况与整改记录在bim模型中与构件联系，进行备注，点击构件即可显示其构件信息与整改记录，避免纸质材料丢失破损情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于显示本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。