探究异形装饰条组合幕墙施工技术

文｜广东省第一建筑工程有限公司 孙旭敏

一、引言

我国近年来城市化发展速度很快，大量高层建筑的建成为城市增添亮丽的天际线，建筑玻璃幕墙融合工程技术、建筑艺术的特点，玻璃幕墙具有装饰效果好、采光、节能、隔热、安装速度快等优点成为新型高层建筑的首选方案，随着城市建设持续深入发展对建筑设计造型逐渐追求其独有的艺术性，异形装饰条在结合原有幕墙特点，造型多变，建筑物观感随外部环境、灯光、阳光变化而变化，更好地体现建筑的美观艺术性，在现代城市建设中起到很好地装饰作用，成为现代化建筑特色标志之一。

二、异形装饰条组合幕墙应用BIM 技术原理

传统建筑幕墙设计的装饰线条主要由铝合金型材、压板、装饰扣制作而成，由于异形设计的独特性对制作的装饰线条尺寸的精确度要求很高，多变的形状、连接安全可靠对制作挤压型材的机器和工艺水平提出新的要求。应用近年来大力推广的BIM 技术能很好地通过建立高精度模型提前进行安装模拟，满足异形装饰条组合幕墙安装高精度要求，BIM 技术对安装的构件提前分解向预制工厂下单，提供准确的尺寸给高度工业化、专业化预制工厂进行按需加工定制，节省材料的同时保证施工进度的需要，能直接产生较好经济效益和社会效益。

三、异形装饰条组合幕墙应用BIM 技术实例

下面以广州白云机场综合信息大楼项目为例，说明异形装饰条组合幕墙BIM 技术应用施工。

1、工程概况

白云机场综合信息大楼施工建设面积达到32653.4m2，地上主体建筑为7 层，高度为32.45 m，建设的两层地下室深度约12m，外墙均为玻璃幕墙，设计采用大规格异形装饰铝条。

2、本项目异形装饰幕墙施工特点

本工程施工幕墙为铝板装饰条组合玻璃幕墙，幕墙类型主要以框架式幕墙为主，玻璃幕墙面积约8000m2，铝板幕墙约7000m2，装饰条面量较大，展开面积达到25000m2。铝合金装饰条主要规格为800mm×200mm，1200mm×300mm，截面有局部变形设计，使用的结构为中空，内部填入吸音棉，采用高科技数码机精确切割再进行拼装，减少直接吊装的危险程度，又直接降低幕墙自身重量。

3、应用BIM 软件实施异形装饰技术要点

本工程幕墙设计充分体现信息大楼外观行云如水的特点，整体外观突显竖向异形装饰条流动性强，很好地体现信息化大楼特色，幕墙装饰条以异形的明隐线条为主。装饰条展开面积达到25000m2，铝合金型材种类达到三百多种，单纯手工切割制作耗时又拖延施工进度，应用BIM 软件建立模型对进行异形装饰组合条不同种类模拟安装（图1），对需要安装的每一个装饰条进行独立编码，编码后再发详图给预制工厂下单，这样一来制作的装饰条准确性大大增加，降低材料浪费。

BIM 模拟需要拼装幕墙玻璃的准确尺寸后，玻璃与铝型材粘接加工均在预制工厂内完成，不用在施工现场制作，以保证打胶温度、组装的专业性，也减少多次搬运后材料损耗。

应用BIM 技术对含有变截面造型铝合条进行仿真模拟，且每一个异形装饰条均有唯一编号，按传统安装方法逐片安装对工程进度影响较大。BIM 模拟后能多个区域同步实施安装作业，参数化建模极大提升工作效率，精细地控制异形装饰条尺寸。既节省在安装过程中交叉作业时间，又大大加速安装进度，对工期节约极为有利。

场区内地上7 层建筑，部分异形装饰条尺寸规格过大，如用外脚手架安装难度较大，且建筑高度32.45 m，应用BIM 技术模拟吊装全过程，现场需要使用吊车、小型吊篮联合安装，吊车先吊起较大规格的装饰条，现场安装人员通过吊篮把装饰条进行准确定位，之后安装角码，安装顺序从下而上进行，施工过程中可多点同步作业，以加快进度。

图1 装饰条BIM 建模

应用BIM 技术对异形装饰条组合幕墙进行模拟施工，对装饰条尺寸进行精准编码，由预制工厂规模化制作安装，大大减少安装工时间，也保证了现场施工的安全，高效地推进了新技术在幕墙施工中的应用。

4、BIM 应用异形装饰条组合幕墙施工工艺主要流程

第一步，应用BIM 软件对异形装饰组合幕墙安装进行统一建模，按照不同材料进行分类编号，BIM 生成预制材料工料单由预制工厂制作，BIM 模拟现场安装环节由技术负责人员进行技术交底工作。第二步，安装装饰条步骤与传统方式相同，从测量放线，预埋件安装，立柱、横梁、防火层、连接件安装到玻璃安装，打胶封边，装饰条吊装打胶清理后，直至幕墙竣工验收。

5、针对异形装饰条组合幕墙的改良技术措施

本工程中对异形装饰条施工应用BIM技术进行建模，指导现场施工、材料制作，幕墙安装。本工程中针对异形装饰条组合幕墙有以下多项改良技术措施：

（1）测量过程中应用BIM 技术，施工主体建筑7 层，地下室2 层，主体结构由于基坑较深易出现沉降，因此，在实施幕墙施工前，为减少因沉降引起的误差累积，运用Revit 按照设计图纸建立准确的主体建筑坐标高程和数据模型，与现场实测数值进行校对，创建和管理幕墙施工放样点，运用人工智能测量机器人现场定位放样点，使用三维激光扫描仪对幕墙施工结构进行扫描获得数据，与BIM 模型进行实时校准模型，校准后再输出放样点后进行放线，在每一层幕墙骨架作业前后均进行测量校对，以保证测量数值的准确性。

（2）预埋件施工要点

本工程的预埋件种类有11 种，采用已作表面热浸镀锌防腐处理、锌膜厚度不小于85um 的板式埋件，应用BIM 软件对预埋件按照设计图纸规格进行模拟安装，控制预埋偏差不超过25mm。预埋件在钢筋施工过程中顶端安装的构件要注意标高、水平位置、平整度的控制，交叉作业时后续的班组如砼工很可能一不留意直接踩上已安装好预埋构件导致移位，因此，浇筑混凝土前需要对预埋件位置进行复核，拆除模板后放出幕墙标高线、分隔线。

（3）立柱横梁安装

安装龙骨是幕墙重要施工环节，在本工程幕墙安装中异形装饰条较多，龙骨安装精度一旦达不到规范要求很容易直接影响装饰条安装效果。

横梁加工工艺有很多种，针对本工程中横梁加工尺寸大、精度要求高的特点，通过BIM 数字化的形式对横梁的加工长度和安装方式进行统计、编码，提交预制工厂时有精确的加工尺寸表、数量表以及平面角度误差、立面角度误差要求，预制完成后，每当完成一层横梁的安装时，及时对已安装的横梁标高进行校正，控制标高偏差不超过1mm，调节垂直、水平方向完毕后再对立柱加固。

立柱是幕墙的重要骨架，本工程立柱采用135×70 铝合金制作，厚度为3.5mm，立柱安排施工顺序由包含芯套的一头从下面至上面进行安装，第一条立柱安装完成后固定上部，待位置准确无误再固定下部，第二条立柱从第一条立柱下方套入，预留足够的伸缩缝位置，然后依次安装。

在本幕墙工程安装顺序为先立柱，横梁再到玻璃、装饰条，因此在早期对立柱与横梁的定位位置非常重要，通过BIM 建立的数字坐标定位模型，对每一条安装的横梁、立柱的准确定位，以保证后续玻璃、装饰条安装的准确性。

（4）异形装饰条安装

本工程异形装饰条有多种规格，除了提前对安装的立柱、横梁的坐标进行复核位置外，应用BIM 进行优化安装，横向分格的铝板位置要确保安装准确，折边的铝板要提前应用Rhino 绘制出加工图后进行预制，进场后的铝板在安装前对其尺寸与设计图纸二次复核校对，并按照不同编码依次堆放。提前应用BIM 建立的模型对异形装饰条安装进行仿真现场施工，预拼装中发现的问题进行总结，安装前充分实施技术交底，对可能出现的质量、安全问题作出风险提醒。由于预制进场装饰条同步进场，在不同的作业面同时开展安装，大大加快施工进度。

（5）异形装饰条的吊装

本工程的异形装饰条结构为中空，内部填入质量轻的吸音棉，重量约为100KG/层，采用汽车吊装方式加吊篮定位方式进行装饰条安装。汽车吊在作业前派出特种作业司索工现场专业指挥，划定安全作业范围，禁止闲人进入吊装作业区，起吊前先试吊，吊篮的操作工人等待吊装的装饰条到达指定位置时，轻轻调节装饰条安装点，注意待安装异形装饰条不能碰撞玻璃，起吊、调整要缓慢、匀速进行，吊篮工人转动装饰条至合适位置后再通过角码对其进行固定，检查安装稳固后，吊篮工人才能释放吊装带，吊车缓慢收起吊钩，吊篮工人对装饰条中需要打胶的部位进行美化（图2），直至装饰条安装完成。

四、结语

随着我国科学技术持续深入发展，BIM技术应用幕墙施工工艺逐渐推广取得较好效果，通过以上异形装饰条幕墙施工应用BIM 技术实例充分说明，利用 BIM 建模对幕墙施工各主要构件进行精确分解，并且保证制作构件精度，很好地解决在异形设计幕墙中的材料如铝条、铝板、横梁、立柱加工和安装准确性问题，在减少材料损耗和浪费的同时，达到了节能、节材、经济、绿色设计目标，保证了施工进度如期实现，符合我国新时期大力发展绿色经济的趋势，有力地推动我国建筑业的工业化和智能化技术发展。

图2 装饰条现场打胶美化