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【晶顺特玻】参数化设计实践 | 异形曲面幕墙

作者:admin时间:2024-01-10 16:58:44 8701次浏览

晶顺特玻


如今随着城市飞速发展,各类数字化应用,建筑外形也变得多样、不规则,复杂的外立面设计使得幕墙工程师挑战不断,本文内容,以武汉市轨道交通8号线徐家棚站配套综合开发项目的异形曲面幕墙为例,详细讲解E.D.T.C的团队是如何利用参数化技术来实现复杂的幕墙造型。


项目概况


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该项目位于武汉市武昌区,整体规模较大,功能模式复杂。整体设计方案以“城市山水”为灵感,整体建筑外形蜿蜒变化、光滑流畅,充满和谐的律动之感,蓝灰色的金属幕墙与周边环境和谐自然的融为一体。


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曲面参数化建模与定位


2.1建立参数化模型


为了更好地控制曲面效果,清晰划分幕墙板块,精准控制幕墙系统加工与定位精度,在幕墙深化设计阶段,项目团队运用参数化的设计方法来构建幕墙三维模型,整体表现直观、清晰。


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参数化构建的幕墙曲面


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Grasshopper曲面参数化建模程序


2.2模型调整与优化


复杂的幕墙外形设计势必对加工、安装提高了难度,同时也增加了成本,于是,在项目进行深化设计时,保证外形表现的前提下,多维度对建筑曲面进行了优化、调整,尽可能减少双曲幕墙板的占比。


项目中,存在一处复杂曲面,曲面曲率杂乱无规律。技术团队通过编写程序重建该曲面,应用遗传算法,多次迭代后,终于得到了曲率均匀的新曲面,最终实现玻璃平面化率达到95%以上,同时没有双曲玻璃。


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原玻璃曲面


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优化后玻璃曲面(曲率云图横向均匀分布)


优化过程.gif

优化过程


优化后玻璃分格与分类.jpg

优化后玻璃分格与分类


另外,由于幕墙表皮优化时可能会存在与主体结构发生碰撞的问题,为方便检查这一情况,技术团队额外编写了检查程序,做到直观、精确、实时显示任意剖切位置的碰撞结果,量化评估碰撞情况,为项目实现更添一分保障。


碰撞分析.gif

碰撞分析


Grasshopper碰撞分析程序.png

Grasshopper碰撞分析程序


曲面分割与优化


本项目幕墙大体上可以划分为金属幕墙、玻璃幕墙,金属幕墙板的宽度需要控制在960mm以内,采用通缝布置,玻璃与金属板分格数按照2:3关系布置。


幕墙板分割示意.jpg

幕墙板分割示意


综合各方面因素,为了实现设计要求金属板块最大宽度为960mm,并尽量控制在960mm左右以减少板块数量,技术团队采用多条曲线联合控制分割平面的方式来处理,即保证任意幕墙金属板的最大宽度约为960mm,并根据该思路开发了相应程序用于幕墙分割。


多控制曲线分割示意.gif

多控制曲线分割示意


Grasshopper多控制曲线分割程序.png

Grasshopper多控制曲线分割程序


优化前后幕墙分格效果对比.jpg

优化前后幕墙分格效果对比


幕墙板块分格效果.jpg


幕墙板块分格效果1.jpg

幕墙板块分格效果


板块分析与数据输出


利用参数化技术,还能对幕墙板块进行曲率分析,将所有板块编写上序号,获取尺寸、面积等数据,还可以将这类数据传输到EXCEL表格之中,简单快捷,对于后续造价估算提供数据。


幕墙板块分析


面板自动编号.jpg

面板自动编号


面板分析数据输出.jpg

面板分析数据输出


面板展开图自动排版与边长尺寸自动标注.jpg

面板展开图自动排版与边长尺寸自动标注


幕墙龙骨系统参数化的精确定位


确定好幕墙板块分格后,根据幕墙节点构造,运用参数化设计方法,编制相应程序可快速布置幕墙龙骨系统三维模型。


金属幕墙节点构造.png

金属幕墙节点构造


幕墙系统三维模型局部.jpg

幕墙系统三维模型局部


布置好主次龙骨后,还可根据节点构造,在主次龙骨间、次龙骨与幕墙面板间参数化布置节点组件模型。


金属幕墙节点三维模型.jpg

金属幕墙节点三维模型


同样也可对幕墙龙骨进行自动编号并将其定位坐标和尺寸输出到Excel表格中。


幕墙龙骨.jpg


结语


随着时代发展,科技革新,在建筑工程领域,许多传统设计方法的不足之处正在不断凸显,无法切实满足客户需求,参数化设计手段虽然不能完全替代传统设计手法,但是可以做到更加高效、可视化,随着后续发展,想必终将取代传统的设计手法。


幕墙全参数化设计流程.gif

幕墙全参数化设计流程