石材资讯

介绍一种改良型背栓开放式石材幕墙施工技术的应用，通过借助BIM技术、激光扫描技术，对传统背栓式幕墙构造系统进行改良等方法,解决了以往深化设计、质量控制、防水效果等方面存在的问题,提高施工效率,可供类似工程施工时参考。

1工程概况

某生产科研综合基地总建筑面积33.30万m',地上共8个单体,3-9层,地下2层。

其中幕墙工程主要以玻璃幕墙、铝板幕墙与石材幕墙相结合，辅以大量的外装饰造型和大尺度的进、退设计,创造出生动的建筑外观。其中背栓式干挂石材幕墙面积9.45万m”,工程量大,质量要求高,施工难度大。

2施工难点及相应对策

2.1深化设计工作量大且容易出错

本项目建筑外墙设计,采用石材幕墙营造出大尺寸的进,退设计，线条众多,在分格缝设计上也要求采用大小板块相间，宽缝及密缝结合错缝排列。

仅其中一个单体的一个立面，石材的尺寸就多达近50种。深化设计时必须对每一个单体每一个立面采用的每一块石材进行分类，以便于工厂加工，由于石材幕墙工，程量大,深化设计工作难度大大增加。

将BIM技术应用于背栓开放式石材幕墙的深化设计,可大大提高幕.墙深化设计的效率,同时可精确计算出每块石材的尺寸与定位，自动分类并编号。

2.2施工工期紧

整个外立面幕墙工程,包括铝板及玻璃幕墙在内，计划施工工期仅150d,此外由于石材全部采用山东白麻,均从外地长距离运入,材料调配时间较长。

若施工中一旦出现问题再进行调整，将大大影响进度。若对幕墙安装过程进行预演，实现石材幕墙施工过程的可视化，提前消除施工过程中可能出现的错误,将有效提高石材幕墙安装的效率。

另外，施工完成后,可通过激光扫描技术重建三维模型与深化设计所得的BIM模型进行比对并检查施工效果。

2.3防水要求高

背栓开放式石材接缝不打胶,对外墙防水要求更高。通过对传统背栓式幕墙构造系统进行改良，采用.“铝合金背板+外墙防水涂料”相结合的双层防水构造,可优化外墙防水性能。

3深化设计

（1）深化设计时各参与方统一利用基于“建筑信息模型"(BIMD平台的CAD建立BIM模型,实现便利的信息共享与交流,避免以往各参与方用的BIM软件工具不统一而造成模型交换数据时部分数据丢失的后果,从而实现深度合作。

该深化设计工具对计算机硬件水平依赖较低，中低端配置即可流畅运行该软件。在流畅的工作环境下,参建各方直观地从模型的各个角度、方位浏览建筑，以便更加准确地进行方案优选和设计评价。

（2）模型制作顺序为:结构模型(真实反映出影响所有立面造型构件尺寸及标高)→幕墙模型(建筑外立面,含石材族库建立)。各专业模型制作完成后,利.用Navisworks完成与主体结构碰撞检测与修改后,供建设单位、设计单位、监理单位对各专业整合而成的模型进行检查,以保证模型满足建设单位对建筑物外观及使用功能的要求,并反馈意见供修改。

（3）意见反馈并完成调整后，自动统计出模型中石材的数量、分类尺寸并编号，出材料统计表，也作为.下料单。石材工厂加工时,每块石材贴上标识注明编号,编号与下料单一一对应。在施工现场即可根据每块石材上的标识进行分类管理,按次序安装。

（4）模拟幕墙安装过程。利用BIM技术对幕墙安装过程进行模拟,通过建筑信息模型模拟实际的幕墙施工,并制成动态视频的形式进行技术交底。

4三维激光扫描实测与模型对比(图1~3)

单体完工后,借助激光扫描仪对完工建筑物进行激光扫描实测实量,生成三维模型与设计模型相互印.证,检查其是否符合设计要求。

本项目所采用的GLS-2000三维激光扫描仪可在短时间内扫描又宽又长的区域，并把点云与影像结合,清晰地识别目标物。经过现场扫描对比,在对同一部位扫描并排除扫描环境干扰的情况下,三维激光扫描能达到较高的扫描精准度。

由于本项目有8个单体且占地面积比较大,三维激光扫描仪扫描距离在50m以内精度较高，因此需要单独对每个单体分站扫描，各站扫描后进行拟合，充分考虑通视覆盖测站距离、建筑物拐角、测量精度要求、扫描数据遺漏等情况，以8号楼职工文体中心为例，共设4个扫描分站，为保证数据的拼接精度及扫描的整体性,在各独立的扫描站内放置4~5个专用固定直径白球，将白球扫描数据作为拼接特征点，然后将4个面的测点拼接起来。

将所有的扫描数据拼接完毕后,导入数据处理软件SCANMASTER,通过软件功能项目设置，软件自动剔除噪声点和降噪处理,满足建模要求,继而转换成三维模型方便导入碰撞测试软件(Navisworks)。检查完工后测量模型与设计模型之间的偏差,用以确认工程情况，为验收工作提供客观的对比数据。

5关键节点构造和技术

5.1双重防水构造

双重防水构造:建筑防水+幕墙防水。幕墙防水采.用铝板安装在钢龙骨外侧的方式，保证钢龙骨不接触雨水,铝合金挂件通过螺栓与横龙骨相连,铝板或镀锌板挡在钢龙骨与铝合金挂件之间;建筑墙体防水按两道设防，采用“防水砂浆抹灰+外墙聚合物防水涂料”相结合的形式，确保幕墙与加气混凝土砌块墙体形成的围护结构“滴水不漏”。双重防水构造如图4所示。

5.2板材可独立更换构造

通过合理布置石材幕墙横龙骨与石材缝隙，实现板材独立更换。本项目的石材幕墙，采用背栓开放式干挂系统，在石材背面钻孔,通过不锈钢锚栓连接铝合金挂件,组成一套独立的挂件系统,干挂于幕墙骨架的横梁上。

背栓连接各石材板块成独立体系,相邻板块间没有荷载传递，石材板块与骨架间为活动连接,通过深化设计使其拥有足够的空间补偿面板整体移位，维修时只需将其上块面板上移,将破损的板块抬高即可拆下,维修。允许石材独立更换的幕墙构造示意如图5所示。

6结语

本项目幕墙工程施工过程中，将“建筑信息模型技术"(BIM技术)应用于背栓开放式石材幕墙的深化设计,大幅度提高幕墙深化设计的效率;对幕墙安装过程进行预演，实现石材幕墙施工过程的可视化;幕墙安装完成后,通过激光扫描技术生成三维模型与深化设计所得的BIM模型进行比对,为验收工作提供客观的对比数据。

在工艺方面，通过对传统背栓式幕墙.构造系统进行改良，引入“铝合金背板+外墙防水涂料”相结合的双层防水构造，解决了传统石材幕墙易漏水的问题，优化外墙防水性能。石材幕墙施工过程顺利,质量良好，圆满实现了业主方提出的工期与质量目标。