BIM技術在幕墻裝飾工程中的應用

富建偉

摘要：我國的建筑幕墻行業飛速發展，越來越多的高層、超高層建筑幕墻的建造，堅持技術創新與實踐并行的發展道路，通過BIM技術在幕墻施工管理的實踐，證實BIM管理體系在提高效率、降低運營成本效果顯著，值得在超高層建筑幕墻設計、建造、運營管理中推廣。

關鍵詞：BIM技術；幕墻裝飾工程；應用

1 BIM技術應用背景

近幾年，國外許多國家建筑行業的BIM應用發展迅速，特別是北美地區，整個建筑行業的BIM應用率很高，尤其是施工行業的BIM應用發展更為迅速。根據“北美地區BIM業務價值報告（2012）”的調查結果，2012年北美地區施工企業的BIM應用率達到了74%，已超過了建筑設計（70%）和結構、機電工程設計（67%）。政府和行業協會也出臺了各種BIM標準，來推進BIM技術實施的規范化。

根據研究，國外施工企業在施工階段的BIM應用主要表現在以下幾個方面：基于BIM模型的施工場地布置，基于BIM模型的預制化加工，施工進度管理；施工狀態/進程監控；BIM模型與施工場地現狀結合增強現實可視化等。

從2003年開始引將BIM技術引入我國建設行業，BIM的發展得到了我國政府和行業協會的高度重視。近幾年，BIM作為新一代建筑行業創新技術已經被廣泛認可。2011年5月，住建部發布的《2011～2015建筑業信息化發展綱要》，也將BIM的推廣應用納入其中。2015年6月為進一步推動BIM在我國建筑領域的應用，住房城鄉建設部發布了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》。近日，住建部正式批準《建筑信息模型施工應用標準》為國家標準，編號為GB/T51235-2017，自2018年1月1日起實施，將對BIM的實施起到重要的推動作用。目前國內施工BIM應用主要表現為施工圖深化、施工模擬、3D建模、場地布置等方面。

21世紀初我國已經發展成為幕墻行業世界第一生產大國和使用大國。2014年我國已經成為全球最大的幕墻門窗市場，建筑幕墻門窗的需求量占全球需求總量2/3以上，其中玻璃幕墻占到全部幕墻的60%以上。而根據中國建筑裝飾協會，2015年中國建筑幕墻行業產值規模達到4000億元，2011-2015年期間年均復合增長率達到21.7%。目前幕墻裝飾工程中還沒有大面積推廣應用BIM技術，可見BIM應用在幕墻施工中的發展前景巨大。

2 BlM技術在幕墻裝飾工程中的應用點

（1）構件信息留存。幕墻及精裝修工程應用預制構件的比率相對較高，尤其是幕墻工程，以至于模型可以達到精確表達，在BIM5D軟件中進行構件屬性添加，可對具體模型構件進行生產廠家、施工單位、安裝負責人、保修日期、設計參數等重要參數進行整理留存，對后續物業運維管理階段起到了至關重要的作用，可快速提取到被維護構件的設計、生產廠家和施工階段的相關參數，以滿足對問題構件快速掌控和及時處理。

（2）構件工程量速查。幕墻及精裝修工程中標準化構件普及率高，對于框架幕墻、單元體幕墻、點支幕墻、精裝地磚墻磚排布和多規格成品器具等標準化構件進行快速統計，以響應項目施工過程中各部門對項目材料用量統計的需求，提高項目實施效率和減小誤差率，同時也讓項目達到精細化管理向前邁進一步。

（3）資料關聯。變更、專項方案論證等文字資料多種多樣，極少時候有人能快速查閱、以至于查閱人對資料描述內容的位置都沒有概念，BIM5D軟件可以將文字資料關聯到模型具體構件中，形成二維碼，并粘貼到模型對應的現場實物上。通過二維碼將資料、模型和具體施工構件關聯起來，在項目對應的具體構件上掃描二維碼即可實時查看此構件所隱藏的各類記載資料，以便工作人員快速掌握施工過程中需要的構件關聯資料。

3BIM模型介紹

深圳平安金融中心塔樓根據建筑組成形式分為：單元幕墻、構件式幕墻、玻璃雨棚等。涵蓋了塔樓幕墻的十二個系統，四個立面為對稱結構，所以創建整體模型時只要創建1/4的單元即可，族文件類型可大體分為4種，轉角單元、大面玻璃單元、大面百葉單元、鋁板（或不銹鋼板）單元。具體模型創建步驟如下。

第一步：創建幕墻。首先創建樓層標高平面，導入在CAD中根據成形方法做出的外層幕墻定位線及目前定位點，并在外出幕墻的定位線上沿順時針方向創建幕墻。

第二步：創建幕墻單元嵌板。如果按常規做法，在幕墻中嵌入系統嵌板，將單元面板，臺階構造及豎梃做在嵌板族里，且臺階寬度的變化靠嵌板族中參數調節。相當于一個單元做成一個嵌板。嵌板中構建通過拉伸或放樣得到，端部根據實際節點創建空心體剪切。

第三步：創建傾斜系統嵌板。由于塔樓主體單元為向內傾斜單元，所以比較復雜，創建幕墻時也將幕墻創建為直面，建筑的傾斜通過嵌板實現。

第四步：將嵌板導入項目，并輸入參數，傾斜單元系統還需輸入其他定位參數，得到精確定位幕墻模型。

4BIM模型的應用

BIM技術在現代建筑工程上的應用已經越來越廣泛，從設計、施工到后期維護都起著重要的作用，并給建筑設計師設計和業主使用帶來極大的方便。以下詳細闡述了擬在基于本工程BIM模型基礎上進行的技術應用與分析。

4.1基于BIM模型探討短期及中期之施工方案

在幕墻施工模擬中發現問題并加以解決。利用BIM技術進行一系列施工進度模擬與安裝模擬，例如Revit模擬與MSProject和AutodeskNavisworks等軟件結合而進行的施工模擬等，能夠達到優化進度、縮短工期的效果。

4.2基于BIM模型準備幕墻施工深化圖紙

基于精確創建的BIM模型，可以任意輸出所需的建筑樓層剖面、平面甚至細部構造節點。滿足工程施工深化設計要求。

4.3碰撞檢測

由于BIM模型是一種3D模型，各種構件之間的空間位置關系可以通過模型得到最直觀的了解，并可以發現相互影響或碰撞的構建。特別是對于復雜項目，如復雜結構和管線等，應用普通的平立剖面二維圖紙已經很難表達全面，應用三維數字技術的BIM作用就顯得尤為突出，碰撞檢測可以自動找到相互碰撞的對象，以供設計師修改，方便且有效。針對幕墻系統，我們可以根據鋼結構安裝精度的范圍控制BIM模型中鋼結構的實際狀態，從而檢測幕墻結構是否存在可能與鋼結構干涉的情況，進而調整設計。

4.4設備材料統計

BIM模型可以簡便的生成材料明細表，可以根據實際情況選擇需要的類型，可以得到深圳平安金融中心的準確的工程量。無論是玻璃面材、不銹鋼還是鋁合金龍骨甚至螺釘等，都可以根據已經確定的型號和參數方便的獲取和輸出。

4.5BIM協同設計與聯動

通過BIM技術，各方就能將信息反映到一個平臺上（如AutodeskBuzzsaw平臺）。通過設計信息平臺，能讓設計方與施工方及業主的溝通更加直觀和方便快捷。

4.6BIM模型的修改與維護

在深圳平安金融中心項目的設計階段，利用BIM技術建模并生成的二維圖紙，比用傳統方法繪制的二維圖紙更加準確；當項目由于各種因素需要修改或調整時，只需要修改和調整BIM模型，與之相關的二維圖紙便會自動修改和調整，而無需向傳統方式逐張修改圖紙，大大提高了工作效率。在深圳平安金融中心項目的使用階段，應用BIM技術，使建筑的維護更加方便，例如LED燈帶更換時，可基于BIM模型方便的找到更換位置和更換方法。