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数说 装饰深化设计中墙体龙骨、钢架数字化的底层逻辑

时间: 2024-07-12 18:43:54 |   作者: 企鹅电竞在线网站

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  “龙骨排布”是实施工程单位进行深化设计的重点工作，无论对方案落地的可实施性，还是对工程结算的成本控制都至关重要。伴随装饰BIM（Building Information Modeling）的持续不断的发展，数字化和参数化技术对龙骨排布的应用模式日渐清晰，产生的效益也日渐显著。本文将深入探讨隔墙龙骨、钢架墙以数字化模式进行深化设计的理论、方法和最佳实践，揭示隔墙龙骨、钢架墙进行数字化设计与算量的认知模型及底层逻辑。

  墙体龙骨以用途分类，包括：竖龙骨、横贯龙骨、天龙骨、地龙骨、加固龙骨；以龙骨类型分类，则包括：竖龙骨、天地龙骨、横贯龙骨三类。天龙骨、地龙骨只是朝向不同，是同一种类型；加固龙骨在门洞口两侧仍是竖龙骨，只是定义不同；在门上侧、窗洞口和电箱上下侧的加固龙骨则是天地龙骨，窗洞口和电箱两侧的加固则是横贯龙骨（图1）。竖龙骨型号主要以长度分为：C100、C75、C50、Z75（隔声龙骨），天地龙骨均有与竖龙骨配套的型号，横贯龙骨则仅为38龙骨一种。龙骨隔墙的构成除龙骨外，还有基层板、填充物、固定卡和螺丝。

  相较龙骨钢架以用途分类更简单，仅为竖向钢架、横向钢架，一般无需在门两侧做额外加固。钢架通常以截面形状做区分，包括：矩方管、H型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢（图2）。各截面形状描述方式有行业标准，如：矩方管120×80×6.0mm（长×宽×壁厚）；5#槽钢为50×37×4.5mm（高度×腿宽×腰厚）等。各形状钢架的种类均约几十个，虽逻辑不复杂，但数量众多，设计时选用的便捷性较低。钢架墙的构成除钢架外，还有基层板、填充物、埋板、角码和螺栓。

  实际项目基于不同的防火、隔声要求，每道龙骨墙的构造不完全一样，包括：竖龙骨间距、龙骨类型、横贯龙骨道数和标高、填充物、基层板的层数和厚度。竖龙骨间距通常为300mm、400mm、600mm，在较短的隔墙时还需均分排布，不遵照固定间距；竖龙骨还存在双层龙骨的场景，两道龙骨的型号也可能不相同，例如：C50＋C75龙骨的组合，C50＋C50龙骨组合等；基层板可在某一侧布置，也可在双侧布置，材料可是玻镁板、石膏板、硅酸钙板等；腔体填充物可是岩棉，也可是硅基改性密胺泡沫棉等防火、吸收声音的材料（图3）；因每个项目的层高不同，横贯龙骨的道数和标高也不近相同。以上因素的排列组合可达数千量级，以常规BIM族、组件的方式无论存储或筛选均不可行，只可以通过数字化工具结合数据系统在项目环境下进行因地制宜的搭建。

  除龙骨、基层板、填充物组合变化多样的难点外，各种加固的场景也是业务难点。加固对象包括各种设备穿墙洞口、强弱电箱、开关插座等电气点位、冷热水点位等，加固的细部参数包括两侧出挑距离，搭接关系等。门洞口的加固一般为龙骨对扣，需将加固龙骨旋转180°。

  钢架墙的难点是型号众多，无论矩方管、槽钢、H型钢截面尺寸均不是设计师随意设计的，而是有固定的尺寸值，如何便捷的查找和调用是日常深化设计中的痛点和难点。数字化系统的云端存储恰好解决了型号存储的问题，以下拉选项的方式为筛选提供了良好的使用者真实的体验，并可基于云端同步修改。钢架的埋件、角码也需在设计时交互选择连接方式，其存储与调用方式同型钢类似。钢架如采用螺栓连接方式，应在项目中构建螺栓模型，此细度要求与龙骨不同，龙骨的螺通常情况下无需建模，但钢架螺栓应建模。

  墙体内腔体的填充物的材料、容重是典型的非几何信息，如何存储、赋值是传统3ds Max、SketchUp等造型软件没有办法解决的问题，其只能是基于具体项目通过文字标注，并不能像Revit等BIM软件直接复用于第二个项目，形成知识、经验的沉淀。

  表达龙骨墙和钢架墙会涉及3类视图：龙骨定位图、龙骨立面排布图和局部龙骨平面图。龙骨定位图是整层的平面视图，核心信息是龙骨的平面间距定位。因门上口等位置存在平面不可见的龙骨，故深化设计时还需成套出具龙骨立面排布图和局部龙骨平面图，并标明龙骨的排布和标高（图4）。龙骨立面排布图和局部龙骨平面图表达方式的实质，是构件通过不同的剖切面进行多视角的展现，BIM深化设计的模式可通过创建视图方式实现，传统CAD则需独立绘制，并不能够实现平立面的联动，即在平面移动龙骨，立面可联动修改。此外，即便BIM模式可实现通过剖切方式创建配套的平立面，但因龙骨隔墙的数量通常较多，工作量仍然较大，布置龙骨属于“简单、重复、低价值”操作。毕马云的龙骨隔墙详图功能，可基于选择的龙骨墙体自动创建配套的立面图和平面大样图，并进行尺寸标注和类型标记，还可基于图纸的图位自动计算合适的比例进行布图。

  龙骨立面排布图和局部龙骨平面图因存在双层龙骨各自间距不同的情况，故还存在一个平面配2套立面的情况，增加了布图美观性的挑战。

  统计龙骨和型钢的设计、采购和结算通常是不同的单位，龙骨与型钢的计量方式也略有区别。龙骨和型钢在设计时均以米为单位，龙骨在采购时通常以3m、4m等倍尺的固定尺寸按根数采购，型钢则以吨数等重量采购。基于上述需求，应在数据库系统中单独存储各型号龙骨、型钢的标准长度和理论重量，统计用量时应按标准长度统计非标段的长度，以便场外切割。型钢除非标段的长度统计外，在物料量中还应反映理论重量，以便采购下单和结算。

  龙骨的卡件与螺丝因属于低单价配套产品，适合以含量方式来进行用量统计，型钢的角码、埋件和螺栓因影响加工和采购，更适合以模型统计，并配合损耗率进行下单量的统计。上述统计的模式既考虑了建模效率和模型细度，也考虑了商务和采购的实际应用，是经广大一线工程师实践总结的较佳的解决方案。

  即便最简单的矩形房间，隔墙龙骨的创建都包含了天地龙骨、竖龙骨、门窗加固龙骨，有的电箱、点位还包含各种加固龙骨。以20m2的房间为例，即有约80根。如此繁复的工作，纯靠人工布置不但费时费力，且易产生误操作。毕马云设计的“隔墙龙骨”功能，是基于Revit开发的参数化专业工具，可在10s内完成手工数分钟的操作，以智能算法实现间距、龙骨方向的计算，创建出天地龙骨类型相应的匹配，并布置加固龙骨。

  龙骨和钢架的物料用量统计涉及总用量和明细两种形式。总用量主要是结合损耗率，进行材料采购下单；明细用量主要使用在于切割加工，以节省损耗率。基于数字化的模式，以上所有计算均可在毕马云等BIM系统中自动执行，用户仅需点击一下“提量组价”功能就可以完成。工程量的统计数据还具有可溯源的特性，如需查看明细，可逐个部位分别展现工程量。

  数字化隔墙龙骨和钢架墙的深化设计在工程量统计领域的提效明显，不仅是效率的提升，更是工作模式的改变，是新质生产力的具体表现。

  龙骨与水电点位的碰撞检测与自动优化，是非常有价值但还未实现的高价值功能。目前碰撞检测的技术较为成熟，但自动优化点位或龙骨位置的技术仍未取得突破，主要的技术限制是龙骨与水电点位在碰撞时的优化规则缺少相关算法。随着大数据、人工智能的发展，数字化模式必将诞生相关规则大模型的提炼方法，实现自动优化的突破。

  基于项目总龙骨用量和定尺长度，数字化的龙骨深化模式可利用算法模型生成余量最少的切割方式，从而节约原料采购成本。单根龙骨和型钢的单价虽较廉价，但公建项目通常会涉及数万根，如能提升5%的材料利用率，则可节约数十万元。受制于BIM数据平台的发展程度，市场还缺少较成熟、较完整的项目数据整合平台，相信随技术的进步，未来一定会有所突破，在材料采购业务产生更大的、可度量的经济效益。

  通过深入分析BIM技术在数字化装饰中龙骨隔墙和钢架墙深化设计的应用，可以看出其强大的潜力和优势。随技术的不断进步和行业的逐渐普及，BIM将推动装饰行业向更高效、更智能的新时代迈进，从而推动企业的管理升级。

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