基于BIM技術的幕墻工程施工技術研究

呂 晰 譚禹波

中國建筑裝飾集團

基于BIM技術的幕墻工程施工技術研究

呂 晰 譚禹波

中國建筑裝飾集團

隨著經濟的發展水平的提高、設計方法和設計理念的革新以及施工技術的進步，建筑幕墻從單一化、規整化向多元化、復雜化發展。建筑師們為追求獨特的建筑效果，不再滿足于規整、中庸的設計，而是憑借天馬行空的想象，在實現其使用功能的前提下，張揚每棟建筑物的個性。建筑幕墻是建筑的外衣，其將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來。如今，各種材料、結構形式的幕墻已遍布全球，幕墻建筑已成為氣派、高雅、具有時代感的代名詞并且成為現代化大都市的重要標志與顯著特征。

BIM技術；幕墻工程；施工技術；研究分析

1 引言

近年來，伴隨工程信息化程度的不斷提高，3D建模技術、三維掃描、BIM技術開始在建筑領域中滲透。玻璃幕墻工程作為建筑工程的一個重要分支，以往在施工過程中，由于受技術水平的限制，其模型建立往往缺乏適用性與有效性，且數據采集、整理與分析低效，難以為工程方案設計提供必要的數據信息。而BIM技術的引入，使得施工圖紙、模型構建與分析更加直觀清晰、精確。因此，研究這種技術在玻璃幕墻工程中的應用非常重要。

2 BIM技術概述

BIM是Building Information Modeling(建筑信息模型)的簡稱，1975年，喬治亞理工大學的Chunk Eastman教授創建了BIM理念，到現在為止也引申出了很多的含義。BIM技術作為一種新興技術，在建設項目全生命周期中發揮著重要作用，能為業主、設計、施工企業帶來巨大價值。BIM打破了流程、專業、行業之間的壁壘，使這些趨同協調與一致，使得設計思維的開放程度跨越了一大步。雖然BIM在我國建筑行業的發展推廣過程中還存在很多問題，但是隨著國家相關政策的出臺以及政府有關部門的支持與引導，BIM技術將得到快速發展，被建筑行業廣泛應用。

3 BIM技術在幕墻施工中的應用分析

3.1 在深化設計階段的應用

在當前計算機技術快速發展的大背景下，異形空間以及表皮的設計在建筑行業受到了人們普遍的歡迎。特別是在幕墻設計中三維曲面的應用。由于三維曲面幕墻成本費用較高，在一定程度上，限制了其發展。采用BIM技術進行優化設計，BIM技術可實現優化設計，通過采用BIM技術調整參數值以及邏輯公式，曲面可實現有理化，組合單元可實現標準化，不僅成本和施工難度降低，而且最終的效果也很美觀。結合BIM軟件與數據庫技術，建立“幕墻工程BIM信息系統”。這套軟件系統，一方面作為幕墻工程BIM信息的核心平臺，另一方面也為實現幕墻從設計、備料、生產、運輸、安裝、到維護的全過程提供應用功能。基于BIM模型完成施工圖綜合會審和深化設計，加強項目設計與施工的協調。

3.2 施工流程優化——4D施工模擬

通過4D施工模擬可以實現對幕墻施工流程的優化，主要表現在：①將實際施工進度計劃與模型結合在一起，在Navisworks軟件中，通過可視化的形式表達施工進度，輔助確定施工方案合理性．②可以對幕墻構件的安裝順序給予精確定義，分析每日工作進度．也可以根據現場的施工進度，與計劃進度進行對比分析，判別完成比例，分析對總工期的影響，進而調整下一階段的安裝進度，如圖1所示。

3.3 通過Revit軟件建立模型，完成整個工程的碰撞檢測

根據檢測任務的需要，在選定的碰撞檢測軟件平臺中導人完整的參數化幕墻BIM模型，選擇幕墻系統內不同的模型構件、類型或范圍，對待檢模型進行內部碰撞檢測也可以將不同專業、不同施工段的模型整合，形成一個分層次、符合工作任務需求的階段性或最終整合的任務BIM模型進行外部碰撞檢查在數據誤差在范圍內的，則需要重新調整建模參數的數據將對模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內，則通過檢查如圖2所示。

3.4 施工進度計劃的編制

圖1 多視圖查看施工模擬

圖2 碰撞檢查

施工進度計劃是控制進度的重要文件，在編制時需考慮下面幾個方面:首先是資金、材料以及人力等因素；其次，確保施工工序正確；再次，考慮周全，防止漏項；最后與其他專業施工錯開。然而在編制的過程中，受各種因素制約，編制成的施工進度計劃難免會出現一些問題，而借助BIM技術進行進度計劃的編制可以有效避免出現漏項，保證了正確的工序，避開同其他專業交叉施工；利用BIM技術可以清晰的了解各個階段資金以及人力需求情況。

3.5 虛擬裝配

近幾年以來，隨著單元式幕墻的板塊是在車間加工和組裝，所以現場施工人員必須要掌握幕墻不同立面、不同層高、不同類型的板塊才能與現場的施工區域一一對應。基于BIM技術完成幕墻的深化設計后，單元面板、龍骨框架、非常規型材這類構件都可以依據數據規劃進行唯一的編碼，裝配出整體建筑的幕墻模型，而可提取數據產生料單料單中對每根構件都有唯一的編號，通過編號下料加工、管理材料堆放，根據標準單元模板圖快速拼裝單元。同時，也可以在幕墻的板塊內注明加工、運輸、安裝的方向和順序信息等信息，幫助施工單位更好更快的進行施工。也可以采用BIM手段進行幕墻預裝配，從而可以合理地安排幕墻施工計劃和安裝工作順序，科學地規劃現場場地，合理安排施工工期，提高安裝質量，減少多工種同時作業容易發生的窩工現象。進而生成進度視頻，幫助和指導現場施工情況。

4 結束語

幕墻工程全生命周期中應用BIM系統作為良好的信息溝通平臺，有效的將業主方、設計方和建造方等緊密結合。通過全過程和集成化的管理環境，應用BIM系統可以實現建筑幕墻工程信息的連續及實時應用，從而顯著提高工程質量和效率，大量減少工程隱患和現場錯誤，對確保項目的先進性和經濟性有著重要的意義。武漢綠地中心主塔樓外幕墻專業工程BIM系統的應用對推動BIM技術在我國幕墻行業中的應用有很大的引領和示范作用。

[1]梁少寧.基于BIM的幕墻工程集成化應用[D].華南理工大學，2015.

[2] 劉珩.BIM技術在上海中心大廈外幕墻工程中的應用[J].土木建筑工程信息技術，2013，05：79-87，97.