一種通過bim技術的幕墻碰撞檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，包括以下步驟：在BIM軟件中建立參數化幕墻BIM模型；對步驟a中構成BIM模型中的各模型單元進行內部碰撞檢測；將幕墻BIM模型與外部相關專業的BIM模型疊加整合成任務模型，對任務模型進行外部碰撞檢測；外部碰撞檢測符合要求后輸出碰撞數據，提交檢測報告。本發明通過建立參數化幕墻BIM模型，并對該模型進行內部碰撞檢測及與相關專業BIM模型的外部碰撞檢測，利用其檢測出的碰撞數據求出幕墻設計參數的最優解，從而確保BIM模型調整后方案可行，實現了大型建設工程項目中復雜幕墻系統的高效設計與施工，同時降低項目技術風險。本發明可應用于幕墻設計。
【專利說明】一種通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及幕墻設計，特別是涉及一種通過BM技術的幕墻碰撞檢測方法。
【背景技術】
[0002] BIM (Building Information Modeling),又稱為建筑信息模型，是一種新型的工 程建設行業的計算機應用技術，通過設計、使用建筑工程項目的各項相關信息數據作為模 型的基礎，在建設項目的策劃、設計、施工、運營管理等階段的全生命周期過程中進行共享 和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊、施工單位 以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約 成本和縮短工期方面發揮重要作用。
[0003] 當今許多復雜外形、多系統的大型建設項目，由于僅使用二維圖紙作為其設計及 各種專業數據的表達，不可避免存在各種結構、部件、設備等在空間上的干涉及碰撞，而此 類干涉及碰撞問題在未使用BM技術之前，僅能依靠反復手工比對來發現及解決。此外，大 型建筑項目的工期都非常緊張，參與項目的設計團隊組成復雜，對項目的進度及成本控制 方面都有較高的要求，在多專業交叉的情況下，業主或項目管理方難以對每個沖突問題都 進行細致的協調及管理。這些問題，常常導致各專業工種之間的頻繁修改設計，各專業施工 單位和設計單位也需要多次的協調，這無疑增加了項目的時間和經濟成本。
[0004] 具有空間曲面造型的建筑幕墻，在設計階段就必須不斷驗證其技術方案的可行 性，特別對于需要通過平面規則單元去擬合曲面造型的建筑幕墻而言，如何使得平面的幕 墻單元板塊在滿足其幕墻使用功能、外觀效果的情況下，實現幕墻單元板塊的各控制尺寸 參數的最優化，從而確保其空間造型與建筑設計完全一致，一直是當前幕墻【技術領域】的難 點。但僅憑借二維圖紙或三維效果模型這類傳統的設計技術手段，很難對幕墻安裝位置誤 差及外形尺寸進行精確的調整及控制，并最終影響整個建筑幕墻工程的成敗。
[0005] 針對以上技術難題，亟需一種針對性的技術方法或手段，以協助工程各方更有效 的對大型、復雜建設項目的單元幕墻系統進行精確的參數化設計、控制、協調及管理。
【發明內容】
[0006] 為了克服上述技術問題，本發明的目的在于提供一種通過技術的幕墻碰撞檢 測方法，使得單元幕墻內部，以及幕墻與周邊的結構、機電等建筑部件的干涉及碰撞位置 可通過該方法由計算機自動檢測出來，并以此作為幕墻方案的自我修正或與外部相關專業 協調修正的設計及管理技術手段。
[0007] 本發明所采用的技術方案是： 一種通過技術的幕墻碰撞檢測方法，包括以下步驟： a. 在軟件中建立參數化幕墻模型； b. 對步驟a中構成BIM模型中的各模型單元進行內部碰撞檢測，并根據檢測結果選擇 優化設計或進入下一步驟； C.將幕墻BIM模型與外部相關專業的BIM模型疊加整合成任務模型，對任務模型進 行外部碰撞檢測，并根據檢測結果選擇優化幕墻BIM模型參數并返回步驟a或進入下一步 驟； d.外部碰撞檢測符合要求后輸出碰撞數據，提交檢測報告。
[0008] 作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟b中，如檢測得出的內部碰撞數據的 容許誤差在設定的限制范圍之外，則將內部碰撞數據導入內部處理模塊并運算出模型單元 尺寸參數的最優解，返回步驟a，對幕墻BM模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制 范圍內，貝 1J進入步驟c。
[0009] 作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟C中，外部碰撞檢測結果誤差在范圍 外的，將外部碰撞數據導入外部處理模塊并求幕墻定位參數最優解，返回步驟a，根據最優 定位參數的數據對幕墻模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內，則進入 步驟d。
[0010] 作為上述技術方案的進一步改進，所述的參數化幕墻BIM模型包含主要零部件名 稱及ID號、模型單元的空間定位、幾何尺寸、三維形狀構成，模型單元的控制尺寸及空間定 位均采用參數化控制。
[0011] 作為上述技術方案的進一步改進，所述參數化幕墻BIM模型中留有數據接口方便 參數的調整及更新，最優尺寸參數的數據該數據接口。
[0012] 作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟d中，檢測報告中包括碰撞的形式、碰 撞位置及碰撞部件的ID號。
[0013] 作為上述技術方案的進一步改進，所述最優解采用包括但不限于轉化為目標規劃 函數的數學求解方式求出。
[0014] 作為上述技術方案的進一步改進，所述相關專業模型包括建筑、結構、暖通、 機電模型。
[0015] 本發明的有益效果是：本發明通過建立參數化幕墻BM模型，并對該模型進行內 部碰撞檢測及與相關專業模型的外部碰撞檢測，利用其檢測出的碰撞數據求出幕墻設 計參數的最優解，從而確保BIM模型調整后方案可行，實現了大型建設工程項目中復雜幕 墻系統的高效設計與施工，同時降低項目技術風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0017] 圖1是本發明的設計流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 一種通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，包括以下步驟： a.在選定的BIM軟件平臺中建立完整的參數化幕墻BIM模型。
[0019] b.根據檢測任務的需要，選擇幕墻系統內不同的模型單元、類型或范圍，對各待檢 模型單元進行內部碰撞檢測。檢測結果將提交程序進行判斷：如碰撞數據的容許誤差在其 限制范圍之外，則將其碰撞數據導入內部處理模塊，模塊將運算出其幕墻模型單元尺寸參 數的最優解，并返回步驟a，最優尺寸參數的數據將輸入步驟a的數據接口，對幕墻BIM模型 進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內，則進入下一步。
[0020] C.將幕墻BM模型與外部相關專業的BM模型疊加整合成任務模型，對任務模型 進行外部碰撞檢測，并根據檢測結果選擇優化幕墻BIM模型參數并返回步驟a或進入下一 步驟。將幕墻模型與外部其他相關專業模型嚴格按照設計圖紙的定位、相互關系， 在適當的BIM軟件環境下進行疊加及整合，以形成一個分層次、符合工作任務需求的階段 性或最終整合的任務模型。針對幕墻系統與其它相關專業之間的碰撞問題，對待檢模型進 行外部碰撞檢測。外部碰撞檢測結果的容許誤差在范圍外的，將外部碰撞數據導入外部處 理模塊并求幕墻定位參數最優解，返回步驟a，根據最優定位參數的數據對幕墻BIM模型進 行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內，則進入下一步。
[0021] d.幕墻BM模型在滿足內部碰撞和外部碰撞檢測條件后，輸出外部碰撞數據，向 相關專業或模型總協調方提交檢測報告。輸出報告數據后，即退出檢測系統。
[0022] 上述的參數化幕墻BIM模型包含有工程項目中能滿足檢測任務需要的幕墻各主 要零部件名稱及ID號、模型單元的空間定位、幾何尺寸、三維形狀構成等必要信息。模型單 元的控制尺寸及空間位置均采用參數化控制，并留有數據接口方便其參數的調整及更新。
[0023] 優選的，步驟d中，檢測報告中包括碰撞的形式、碰撞位置及碰撞部件的ID號等信 息，可為工程各專業模型的管理與協調提供技術依據。
[0024] 在外部碰撞和內部碰撞的檢測和調整過程中，最優解采用包括但不限于轉化為目 標規劃函數的數學求解方式求出。
[0025] 上述的相關專業模型包括建筑、結構、暖通、機等專業模型。
[0026] 上述碰撞數據的容許誤差，是指能滿足幕墻系統內或系統外的技術可行、功能完 整、性能達標的情況下，其容許范圍內的設計或構造尺寸數據的誤差。
[0027] 在本實施例中步驟b的單元模型尺寸參數與步驟c中的幕墻單元定位參數彼此獨 立。
[0028] 本實施例的技術同時具有以下優點： 1、對幕墻工程設計中的容許誤差作了精確的范圍控制，在幕墻系統內部或外部的碰撞 干涉不可避免的情況下，利用其檢測出的碰撞數據求出幕墻設計參數的最優解，從而確保 BM模型調整后方案可行。
[0029] 2、方法簡單易于實現、適用范圍廣；可用于大部分建設項目中幕墻工程與其他專 業的協同設計、施工與管理。
[0030] 3、通過BIM的應用，可實現大型建設工程項目中復雜幕墻系統的高效設計與施 工，同時降低項目技術風險。
[0031] 4、提高了幕墻工程項目的設計、施工管理水平。
[0032] 以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。本 實施例中的設計方法尤其適用于曲面、異形的建筑幕墻系統的設計。
【權利要求】
1. 一種通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 在軟件中建立參數化幕墻模型； b. 對步驟a中構成BIM模型中的各模型單元進行內部碰撞檢測； c. 內部碰撞檢測符合要去后將幕墻模型與外部相關專業的模型疊加整合成任 務模型，并進行外部碰撞檢測； d. 外部碰撞檢測符合要求后輸出碰撞數據，提交檢測報告。
2. 根據權利要求1所述的通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述步驟 b中，如檢測得出的內部碰撞數據的容許誤差在設定的限制范圍之外，則計算出模型單元尺 寸參數的最優解，返回步驟a，對幕墻BIM模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范 圍內，貝 1J進入步驟c。
3. 根據權利要求1所述的通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述步驟c 中，外部碰撞檢測結果誤差在范圍外的，計算出幕墻定位參數最優解，返回步驟a，根據最優 定位參數的數據對幕墻模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內，則進入 步驟d。
4. 根據權利要求2或3所述的通過技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述 的參數化幕墻BIM模型包含主要零部件名稱及ID號、模型單元的空間定位、幾何尺寸構成， 模型單元的控制尺寸及空間定位均采用參數化控制。
5. 根據權利要求4所述的通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述參數 化幕墻BIM模型中留有數據接口方便參數的調整及更新，最優尺寸參數的數據該數據接 □。
6. 根據權利要求4所述的通過技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述步驟d 中，檢測報告中包括碰撞的形式、碰撞位置及碰撞部件的ID號。
7. 根據權利要求2或3所述的通過技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述 最優解采用包括但不限于轉化為目標規劃函數的數學求解方式求出。
8. 根據權利要求1所述的通過BIM技術的幕墻碰撞檢測方法，其特征在于：所述相關 專業模型包括建筑、結構、暖通、機電模型。
【文檔編號】E04B2/88GK104123412SQ201410340771
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】梁少寧, 付文鋒, 麥惠明 申請人:金剛幕墻集團有限公司