深圳市三鑫科技发展有限公司
摘要：本文主要介绍珠海横琴国际金融中心大厦项目（以下简称“IFC”）幕墙工程中的参数化技术应用。包括利用参数化技术进行数据分析统计、幕墙面板快速下单、板块实体建模、加工图导出等。分析了参数化技术在施工阶段运用的意义，总结了配合过程中的相关经验。
关键词：参数化；幕墙施工；快速下单；数据导出；加工图
1.引言
建筑外形设计越来越复杂，双曲面设计的建筑外形越来越常见，特别是超高层建筑大多数都带有异形曲面造型。由此带来的技术难点越来越多，对于幕墙施工企业的技术水平也有了更高的要求。随着BIM技术的发展，参数化在幕墙施工中的应用也越来越普遍，尤其以犀牛+Grasshopper的应用方式最为常见。它在对庞大的数据处理、异形曲面的分析优化上具有鲜明的优势，在某些方面可以很明显地提高技术人员的工作效率，保证数据的精确性。而要使得参数化技术真正发挥作用并创造更大效益，需要加强其在施工阶段的应用。本文阐述了参数化在IFC施工阶段的相关应用情况。
2.工程概况
珠海横琴国际金融中心大厦，位于珠海市横琴新区金融岛，建筑高度332.7米，塔楼幕墙面积6.225万㎡。设计灵感来自古典绘画经典南宋陈容《九龙图》中的造型，整体造型似“蛟龙出海”状。
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效果图
主要幕墙系统：IFC项目塔楼主要为单元式幕墙系统，包括普通单元式幕墙系统和转换区异形单元式幕墙系统。其中转换区外立面为内倾双曲面造型，采用单元式幕墙系统设计。双曲面玻璃单元制作工艺复杂，成本高昂，需对双曲面进行优化，采用“以折代曲”的方式，用平面面板单元来拟合曲面效果。而平面拟合导致单元板块之间会产生渐变的缝隙，也导致单元板块为各不相同的空间板块。因此，如何合理的优化、设计，既能满足整体建筑造型效果，又能减少加工以及施工的难度，同时将成本控制在合理范围内，是本项目需要重点解决的问题。
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系统分布 转换区（EWS 02）效果图
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转换区标准平面 转换区外表皮
3.重难点分析
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本项目造型复杂，原模型面板划分单元为空间异形幕墙单元，其加工难度大，生产周期长，成本高，亟待优化成易实现的单曲或直面板块；
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曲面优化成直面后幕墙单元之间缝隙的处理，同时保证板块间正常插接，是本项目设计的重点和难点；
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体型变化导致板块种类繁多，几乎每个板块都不一样。如何能够准备快速的建立每个板块的模型并且提出每个变化的参数来指导加工成为亟需解决的问题；
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板块的种类多导致设计人员出图工作量大大增加，不利于工期的保证，亟需新方法提高效率。
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大量信息的处理，非标准幕墙单元加工效率的提高以及各专业部门如何高效协作来保证工期也是本项目的重点。
4.参数化应用
（一）利用参数化进行表皮分析优化
双曲面单元板块制作工艺复杂，成本高，因此需要对幕墙表皮进行分析和优化。优化的过程即采用“以直面模拟曲面”的思路，并将相邻板块间的错缝大小控制在可接受的范围内。经多次优化后，找到最佳表皮方案。随后通过分析统计错缝、倾斜角度等板块数据，为施工方案设计提供可靠依据，同时验证方案的可行性。
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原分格（双曲面） 第一次优化（平面） 第二次优化（平面）
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转化区A区异形单元式系统方案
（二）模块化程序辅助面板下单
利用参数化技术，针对性的编制幕墙面板下单的模块化程序，轻松获取模型中各个种类的面板数据，自动生成下料单 。同时建立出实际大小的面板模型，并给出对应的编号供后期数据的核查。本项应用能极大提高面板下单的工作效率和准确性，避免大量的重复性工作。并且，面板的处理程序对于其他工程仍然适用，可方便快捷实现面板的下单。
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面板数据、实际模型及导出加工图
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面板实际尺寸模型
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面板快速下单程序
（三）幕墙标准单元数字化下单
本项目转换区C区板块仅存在板块内倾和大面轮廓的渐变，以此导致板块存在尺寸大小、角度有所变化而型材使用截面没有变化，未有渐变型材，针对此类板块采用数字化下单能大大提高效率。
即根据板块组装线图，把线图中的变化尺寸用参数代替。参数化程序通过每个板块的具体尺寸计算出对应参数的具体数值，导出数据表和各个板块对应的组装线图，来为板块加工提供支持。利用此方法，对该类板块及构件的各个尺寸实现完全参数化，不需要建立对应实体模型也能轻松完成加工制造。
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板块组装线图样板 导出板块组装线图
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导出板块及构件数据表
（四）单元板块的参数化建模
用CAD三维模型建立方法来建此类板块类型众多，尺寸不断变化且包含渐变构件的幕墙板块，将面临巨大的工作量，且容易出现错误。而采用参数化方式一个参数化程序可以轻松建立出同一类型的所有单元板块模型，极大提升建模的效率。为避免错误，需对每一类板块的建模程序进行反复校核。
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参数化建立板块实体模型
（五）导出构件加工图
在三维模型直接到设备完成加工技术成熟之前，导出二维加工图纸是所有项目不可避免的一项工作，也是一项繁杂而容易出错的工作。利用参数化技术，将各个板块的各个构件拆分开，分别转化成可以利用的二维三视图，尽可能的减少后期加工图绘制的工作量，减少错误率。
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导出构件二维图
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二维加工图
5.实际效果
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6.总结
本项目共8268个幕墙单元板块，其中转换区共2584个单元板块，均为异形板块，种类有684种之多，运用传统方案工作量巨大，而参数化技术的运用将大量繁复的工作交给计算机处理，可以大大节约工期和成本。
幕墙施工设计是实现建筑效果的关键阶段，针对幕墙外立面造型复杂且幕墙单元板块种类繁多，大多为异型板块，其幕墙构件设计、加工、安装等一切数据来源于空间模型。这种由于造型复杂，幕墙单元多异及幕墙构件的不一致使得幕墙构件的加工图设计工作量巨大，且过程中容易出错。
将参数化技术引入幕墙设计的各个环节，充分利用计算机辅助完成各个环节的各项工作，对于提高效率和实现项目科学的管理有着及其重要的意义。
参考文献：
[1]王美伦《参数化设计在复杂形态建筑结构设计中的应用探究》.北京市建筑设计研究院2016.09
[2]周泽渥《凤凰国际传媒中心的数字化设计与建造》.北京土木建筑工程信息技术 2012.04
[3]赵默超《参数化逻辑下的复杂形态建筑设计与营造》.湖南大学 2010