参数化设计实践｜晋江第二体育中心

作者：中建海峡建筑装饰工程公司

晋江市第二体育中心是2020年第18届世界中学生运动会开闭幕式和部分重要比赛场馆，其外立面为不对称双曲面造型，每片玻璃、每片铝板形状相似而尺寸各不相同，施工难度大，传统幕墙下料方式难以精确详实地表达复杂的建筑幕墙造型。

装饰分公司BIM中心团队对项目幕墙建造进行建模、三维扫描、参数化编程优化等，助力项目提质增效按时交付。

三维扫描+逆向建模

因受钢结构安装误差、受自重产生扰度变型等因素的影响，现场钢结构与理论模型存在无法预估的误差，如无法准确得到现场实际钢结构，幕墙施工无法开展。

装饰分公司运用成熟的多站点交互式3D扫描技术，通过高精度三维激光扫描仪，快速且准确的获取现场钢结构的点云数据，经过逆向建模得到1:1的现场实际钢结构模型，且精度达到±2mm，再以此基础进行幕墙深化建模。

（高精度三维激光扫描仪现在扫描后进行逆向建模）

参数化建模及优化下料

对于此类复杂异型曲面幕墙，装饰分公司采用犀牛参数化BIM解决方案。将三维扫描并逆向建模后的钢构模型导入到Rhino。根据设计意图，按照一定的逻辑顺序和空间几何关系，链接功能电池，形成功能模块，进行参数化编程，建立幕墙模型。

通过模型分析及优化装饰分公司解决了：

1.内层玻璃与钢结构主体碰撞，外层玻璃与金属面板的碰撞问题。

2.在不影响整体视觉效果的前提下以折代弧优化钢横梁，并使用参数化BIM直接出具骨架料单，加快生产进度。

3.优化外立面钢网壳施工方案，以装配式进行钢网壳施工。通过程序对钢网壳进行对应拆分，并处理好剖口。分区段出具钢网壳装配加工图。

4.玻璃面板优化及下料。原设计玻璃幕墙为无规则异形空间双曲面，使用Rhino进行曲率分析后发现整体曲率较大，面板尺寸各异，加工成本高且耗费工期较长。在保证视觉效果的前提下，采用以平板玻璃拟合整体双曲面造型效果方案。改造优化后，玻璃存在“翘角”情况，通过参数化BIM技术优化后，实现玻璃翘角平均值为7mm，最大值30mm，最终报设计审核，获得确认。

使用程序直接出具玻璃加工图，不仅提高了下料的时效性，也提高了下料的精度，大大缩短了工期。

5.铝复合板优化及下料。金属幕墙及屋面整体造型同样为双曲面，加工周期长，无法保证工程进度。经过软件模拟，在保证视觉效果的前提下，通过程序批量处理，增加金属幕墙铝复合板的板折边、铣槽线、角码信息，形成数控雕刻机的加工图（LOD 500级别），同时使用相关算法避免角码打架，实现铝复合板全部采用平板方案拟合整体造型双曲面的效果。

同时，此项目的铝复合板大多为菱形、带洞口的4合1六边形组合、三角形等异形。排版异常复杂，损耗率难以控制，为此装饰公司通过参数化编排程序使各区域有限排版损耗率降低合理范围。

BIM多化协同管理

施工过程各要素协同管理。BIM建模后可实现一次建模，多方应用，实现项目整体协同管理。

（多方协同）

骨架与面板同步进行。基于三维GIS扫描的参数化编程建模，实现了幕墙骨架现场安装与面板工厂制作的同步进行，无需像传统方式需等待骨架安装完成后再进行测量出图加工，提高效率、节省工期。

（传统下料VS参数化下料）

（骨架与面板同步进行）

出具专用于预算的工程量模型。因本项目为异形曲面造型，工程量难以通过CAD二维图纸进行计算，为了便于与业主方、咨询公司进行预算核对，出具了便于查询工程量的三维BIM模型，并辅导业主方、咨询公司学习犀牛基础查询技能。此举经过双方验证，认可了工程量模型作为算量依据，提高了核量速度，减少了核量争议。

（工程量模型文件、工程量的分层模型）

幕墙工程建造过程的延时摄影