一、BIM技术应用背景
传统的铺砖施工方式，随意性大，材料损耗、浪费严重；铺装观感差、整体效果不佳。利用BIM进行三维铺砖排布，便于技术交底，可以标准化排布方案指导施工，大大提高施工质量；减少材料损耗，节约材料，降低成本；提升铺装观感；限额领料，减少二次搬运。
隋唐洛阳城应天门三维模型图
二、屋面砖排布策划
洛阳市隋唐洛阳城应天门遗址保护展示工程的屋面采用青白石、青石板和仿古砖三种材质。根据唐代风格进行设计，分为御道区域、散水区域和仿古砖区域三部分。
应用Revit族功能中基于面的公制常规模型建立铺装面砖参数化模型；在工程Revit模型中进行屋面砖排布。策划模型图如下：
三、具体深化流程如下
模型建立→屋面排版→屋面铺装排布→细部节点→调整与优化
3.1
模型建立
传统的CAD设计已经不能满足应天门工程复杂屋面的需要，通过引入BIM深化技术，实现了屋面排砖三维实体模型构建的目的，通过建立屋面结构模型，可以准确发现图纸中的问题，及时与设计进行沟通。充分利用三维模型的直观优势，进行图纸会审，更为快捷、准确地同设计进行沟通，解决结构施工中的问题，为屋面铺装的深化，奠定了坚实的基础。
3.2
屋面排版
综合设计要求，在结构模型基础上，对原设计排砖及排水进行重新调整。通过逆向设置坡度，保证屋面大面平整；坡向、坡度准确；排水系统畅通；砖缝大小、宽窄、深浅、均匀一致，色泽明显，勾缝光滑，无空鼓。
3.2.1 雨水口定位
受铺装石材尺寸、铺装方向(仿古城砖按45°方向铺贴)等设计要求限制，排砖时首先需考虑雨水口定位，确保屋面铺装美观的同时，保证排水顺畅。
将屋面排水按不同铺贴规格的石材进行分区域排水设计。
虹吸雨水用于面积较大的仿古城砖铺区域，该区域内雨水口尽量设置于中心位置，由四边向中心位置有组织排水，既保证了散水及外檐口标高，又令雨水得以有组织收集排放。雨水口尽量沿铺装方向45°设置，沿汇水线方向设置一道顺砖，保证汇水线的定位，使得铺装美观舒适。
雨水口定位图
3.2.2尺寸调整
御道处青白石的最大石材尺寸为2000×2000mm。经市场调研，在扬尘治理大形势下，石材开采受限，该种大规格尺寸石材无法保证货源。为保建设进度，选取小规格尺寸石材，采用密拼的方式展现设计意图，并以三维模型的方式同设计沟通，争得设计同意后，按此方案进行铺装深化。
御路原设计铺装形式 与设计沟通后铺装形式
3.3
屋面铺装排布
仿古城砖规格为380×75×50mm，设计为斜向45°铺贴,以显出建筑物古典的风格，砖缝按照5mm进行设计。
仿唐形制散水参照应天门出土散水史料，对转角龟背石及散水铺装进行深化，确定转角龟背石尺寸为450×1000mm，散水石材规格为800×1150mm，错缝铺贴。
应天门散水遗址
散水铺装模型图
散水铺装效果图
3.4
细部节点
3.4.1 虹吸雨水落水口
结合虹吸雨水厂家及整体铺装预期效果，将虹吸雨水盖板制作成650×650mm正方形，体现古代天圆地方之说。经深化设计，对水落口区域的屋面做法进行重新规划，以保证排水通畅。细部构造如下图：
3.4.2 变形缝及伸缩缝处铺装细节
屋面变形缝在饰面石材层不留设通长明缝，按照20mm错缝留设，保证铺装的完整性，最大程度减少现代工艺的痕迹。
仿唐城砖变形缝节点
青白石铺装变形缝节点
3.5
调整与优化
借助BIM建模，将传统二维图纸转变成三维模型，使施工单位深化设计的想法，清晰、直观的表现出来，深化设计完成后，将建好的三维模型导入3ds max进行渲染，并结合设计单位对铺装石材的要求，以小样的形式向设计方、建设方、监理方进行展示，针对屋面铺装中石材色泽，阴阳角、不同材质间的收口方式等问题同设计进行沟通，确定整体铺装方案。
四、实施效果
通过BIM技术在屋面铺装深化设计中的应用，保证了屋面工程的顺利实施；与传统的二维平面深化相比，BIM深化体现出其独特的优势及创新管理思路；从深化到施工，屋面铺装工作效率约提高了30%。关键部位及节点的把控更加得心应手，该方式得到了设计方、建设方、监理方的一致认可。主要体现在以下几个方面。
4.1
直观与可视化
BIM技术最为突出的优势在铺装深化中得到了充分的展示，包括整体铺装效果、细部做法和工序、工艺层次关系等，尤其便于对复杂部位进行技术交底，避免了施工过程中问题的突显，提高了铺装效率，从而保证了铺装的准确度。
4.2
效率提高明显
通过BIM技术的运用，在施工前准确把控深化效果的方向，与传统的二维深化相比，大大提高了深化效率。由整体到局部，再由局部到整体的深化，利用BIM软件，可以随时根据设计及建设单位的要求，及时调整铺装石材的颜色等信息。
隋唐洛阳城应天门实景图
隋唐洛阳城应天门夜景图
五、不足之处
仿古砖规格小，电脑配置无法满足仿古砖排布。考虑到仿古砖按照45°铺贴，较散水砖及御道砖排布实际操作性强，屋面砖排布未进行屋面仿古砖排布。
屋面铺装砖为理论排布，现场使用石材规格大，现场铺装受石材加工尺寸影响较大，按2-3mm控制石材加工精度，连续性铺装，累计偏差较理论排砖偏差大。
六、结束语
传统二维排砖不能直观地展现出预期效果，通过BIM技术使这一缺陷得以弥补。通过BIM虚拟排砖，避免了因实际排砖不当而造成的返工问题。在进行模拟排砖时，对石材规格进行精确的数量统计，并且准确的将规格传递至石材厂家，由厂家按要求进行加工，避免因现场切割不当而造成材料浪费现象，不仅提高了现场铺装效率，而且一定程度避免了现场作业扬尘的产生
来源：河南六建集团BIM中心
版权归原作者所有
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原文始发于微信公众号（海南省BIM中心）：【BIM建造】BIM技术在仿古屋面排砖的应用
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