BIM技术在异形幕墙多维度测量中的应用研究.docxVIP

随着现代社会对建筑艺术空间的需求，外立面幕墙工程的设计理念更具复杂化，从而导致施工难度的增加，复杂的几何空间形状、安装工艺和精准测量定位等提高了施工难度和要求。传统的手绘设计图纸需要消耗大量的时间和人力，在施工阶段中易出现误差，导致返工和成本超支，满足不了对现代化异形、独特空间造型安装质量需求。在测量工程中常用自动化测量仪、卫星导航系统（GPS/GNSS）、水准仪和全站仪等仪器，在对建筑进行测量放线的过程中，使用方式、仪器老化、测量方法和环境因素的影响，可能导致测量仪器在施工过程精准测量中产生允许外的误差，导致项目品质和建筑质量受到影响。

近年来，国内外相关领域的专家对施工过程中的测量精度精准度控制都有深度研究。目前BIM技术辅助幕墙工程设计和施工方式备受关注，BIM技术能够将建筑物的各种信息以数字化的方式进行整合，包括建筑结构、设备、材料等参数，输出尺寸和定位点，从而实现全过程的协同管理和优化。GPS实时动态测量更新数据时有波动且可靠度低，在受测量的精度、数据的可靠性和动态数据误差等因素的影响下，需对测量点数据的精度进行校准。控制测量精度的研究在国内外已有案例可靠的进展成效，但是仍然无法满足GNSS定位、水准仪等测量仪器的需求。

本研究旨在探讨BIM技术在幕墙工程中的测量定位应用，并探究如何利用其提高空间构件的多维测量精度，为测量工程师对基于BIM技术在空间不规则构件精准测量放线提供帮助和经验借鉴。

1?工程概况

某援外国际场馆项目总建筑面积约4万m2，最多可同时容纳观众6?000人。游泳馆按国际泳联（FINA）标准设计、建造，项目外观造型线条优美、简约，建筑屋面、立面造型浑然一体。游泳馆建筑主立面造型的设计元素是由援助国家国旗上的民族纹饰提炼而成，5个菱形“手拉手”的设计，象征着两国友好友谊。设计中，将折线形的屋面形式和结构充分结合，空间形式复杂，且采用无结构支撑桁架，大幅降低建筑的高度。空间折面外立面效果，坐标形式复杂且安装精度高，项目效果如图1所示。

图1?项目外立面效果图

2?测量控制重难点

（1）折面空间多造型复杂，幕墙安装工作要求精度高、难度大，需要高度的专业化和技术性，对施工人员的要求严格。同时安装过程中涉及大量的测量、定位和工序，每个步骤都需要紧密无误的完成。

（2）空间造型的幕墙龙骨由方钢焊接形成空间形状，空间造型为规则切面，坐标控制点多，与国内预制工厂下料清单和尺寸需精准，以确保每个部件尺寸和位置的准确性。

（3）在进行折面高精度控制时，现有测量仪器设备一次投递无法保证测量精度。为了提高测量精度的效率和可靠性，通过设备功能选择合适的传输频率。

（4）项目地处东欧地区，冬季严寒天气持续时间长，季节性转换对测量控制和精准度的影响使测量工程难度增大。

（5）幕墙效果空间切面多，构件距离地面越高，越难以将测量控制精准，施工起重设备对幕墙龙骨的稳定需有较强的定位准确性，在控制点范围内暂停起重设备的作业后，由工人进行焊接。

3?BIM空间构件测量技术设计

由全站仪对轴线进行准确定位，根据外立面空间造型，设置原点建立三维坐标系，以便于更好地描述和定位其几何特征，提高测量工作的速度和精准度。在测量过程中，将全站仪与建立的三维坐标系相结合，通过内置的角度和距离测量功能，实时获取测量点与参考点之间的角度和距离数据。同时，通过激光或电子测距仪等设备，精确测量点的空间坐标。通过BIM模型的坐标，快速准确地确定折面空间中各个轴线点的坐标位置。这种测量方法大幅降低了折面空间测量的复杂性和难度，提高了测量工作的速度和精准度，借助计算机运算和建筑信息模型控制三维坐标，结合放样点坐标进行验算，随时校准和纠正偏差量。

3.1?施工工艺设计流程

该过程设计包括三维建模、标注点坐标、测量准备，在施工现场进行定点测量、构件拼装、测量复核、吊装及焊接，以及复核点位。首先使用三维建模技术创建建筑信息模型，在计算机中准确标识待建造的物体或结构。然后对模型进行标注，确定需要测量的关键点坐标。在进行实际测量之前，需要进行测量准备工作，包括选择合适的测量工具和设备，并确保测量环境符合要求。在施工现场进行定点测量，测量各个关键点的坐标，确保实际建造过程与设计一致。然后根据测量结果进行现场拼装，并将构件或部件按照设计要求进行组合。拼装完成后进行安装测量，以验证拼装的准确性和精度。随后进行吊装和焊接操作，确保构件或部件的固定和连接。最后复核已完成的工作，确认各个点位的准确性和一致性。

3.2?构建幕墙信息模型

应用Revit和Rhino建模工具，创建幕墙造型信息模型，得到幕墙构件的几何信息，为研究项目幕墙BIM建筑信息模型如图2所示，联合空间关系对参数化构件信息数据优化，在建模过程中选择xyz坐标系，根据折面空间选择平行地面作为平面。

图2?项目幕墙BIM模型示意