BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

唐貴華

（深圳市科之谷投資有限公司 廣東深圳 518000）

幕墻工程包含了幕墻結(jié)構(gòu)加工制造、工程設(shè)計(jì)和施工安裝等多項(xiàng)工序，并且，為了保證建筑立面與功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一以及使建筑物的氣質(zhì)突出，還需促進(jìn)各項(xiàng)工序間的協(xié)調(diào)管理和交叉分配，但在實(shí)際的工程建設(shè)過程中，受不完善的項(xiàng)目管理程序和建筑外形復(fù)雜等因素的影響，往往難以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，而BIM技術(shù)的可視化的空間模型設(shè)計(jì)能力、出色的工程協(xié)調(diào)和資源整合能力，不僅能有效實(shí)現(xiàn)幕墻工程設(shè)計(jì)和施工的合理性，同時還能推動其向著智能化的方向發(fā)展。

1 幕墻工程和BIM技術(shù)概念

1.1 幕墻工程

幕墻指的是在建筑物外墻建立的不承重護(hù)圍，其主要由支承結(jié)構(gòu)、玻璃、石板、金屬板、陶瓷板等結(jié)構(gòu)組成，幕墻輕并是不傳統(tǒng)的建筑材料，而是隨著人們對建筑外立面美觀的需求不斷提高以及建筑高度自身高度的不斷增加而形成的一種工程，幕墻工程不僅能實(shí)現(xiàn)建筑外立面的美觀，同時還能有效提高建筑物的隔熱、保溫功能，因此，被廣泛應(yīng)用于各種建筑物外墻的施工中。按照施工工藝幕墻工程可分為單式、半單元式和框架式幕墻，按照應(yīng)用材料的不同其又可以分成玻璃、陶土、石材、金屬等4種類型[1]。

1.2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是一種將抽象事物轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w信息模型的方式，具體是指根據(jù)極點(diǎn)模型和建筑結(jié)構(gòu)建立與建筑相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息，再創(chuàng)建建筑信息模型，在模式中能夠促進(jìn)同一平面實(shí)現(xiàn)建筑的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營，并且還能實(shí)現(xiàn)建筑相關(guān)全方位的檢測和設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能，主要是依靠工程化數(shù)字設(shè)計(jì)方式（計(jì)算機(jī)輔助）完成的，這項(xiàng)技術(shù)已成為國外非常成熟、時尚的設(shè)計(jì)技術(shù)，而我國也正在逐步將其融合于各項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)和施工中。

2 BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

現(xiàn)階段，在復(fù)雜幕墻設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)主要是為設(shè)計(jì)人員提供三維可視化的設(shè)計(jì)工具，利用該工具進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，不僅有助于設(shè)計(jì)人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的碰撞沖突問題，同時還能促進(jìn)其設(shè)計(jì)過程具有良好的幕墻工程結(jié)構(gòu)畫面感，而幕墻設(shè)計(jì)在幕墻整體施工中具有重要的地位，若施工設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)差錯，不僅難以保證幕墻安裝的準(zhǔn)確性，同時也易引發(fā)施工工藝質(zhì)量問題和幕墻材料的浪費(fèi)，為此，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效避免或減少因設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足而造成的設(shè)計(jì)沖突問題[2]。總的來說，BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻的設(shè)計(jì)中具有如下應(yīng)用優(yōu)勢：

2.1 進(jìn)行智能化工程設(shè)計(jì)

將BIM技術(shù)應(yīng)用于幕墻工程建筑設(shè)計(jì)中能夠發(fā)揮顯著的技術(shù)價(jià)值，其中最顯著的技術(shù)優(yōu)勢便是其能夠?qū)崿F(xiàn)三維立體設(shè)計(jì)，通過建立起來的三維模型，設(shè)計(jì)師們便可以自動生成各種文檔和圖形，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，例如，利用BIM技術(shù)建立的設(shè)計(jì)模型中修改某個專業(yè)設(shè)計(jì)對象后，系統(tǒng)也會自動改變別的專業(yè)設(shè)計(jì)對象。

2.2 進(jìn)行可視化施工設(shè)計(jì)

建筑施工質(zhì)量對居民的人身安全具有直接的影響關(guān)系，為了保證幕墻工程建設(shè)的質(zhì)量和降低其后期的返工率，就必須做好工程的施工設(shè)計(jì)，而采用BIM技術(shù)便可以對工程實(shí)體進(jìn)行3D模擬，以便對圖紙中存在的問題和錯誤進(jìn)行及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)。另外，利用BIM技術(shù)還能夠模擬施工的技術(shù)流程以及促進(jìn)建立的施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不僅能保證施工技術(shù)的準(zhǔn)確性，還能提高施工計(jì)劃與實(shí)際施工工作的契合度。

2.3 促進(jìn)項(xiàng)目管理信息化

以往，在建筑項(xiàng)目管理中的信息交流多應(yīng)用紙質(zhì)媒介方式進(jìn)行，不僅易導(dǎo)致各個應(yīng)用系統(tǒng)間出現(xiàn)信息孤島，同時也易使信息出現(xiàn)斷層，而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能有效避免上述問題的發(fā)生，利用該項(xiàng)技術(shù)可建立統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)源，不僅能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目之間的資源和信息交流共享，同時還能確保各參與項(xiàng)目信息的一致性和準(zhǔn)確性。

3 BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

當(dāng)前，我國建筑幕墻工程建設(shè)中主要以單元式幕墻和框架式幕墻為主，其中單元式幕墻可提出獨(dú)立的幕墻單元，且每個單元的獨(dú)立加工在工廠完成，工廠需按圖要求生產(chǎn)組裝全部構(gòu)件，待完成建筑主體施工后便可將其運(yùn)至現(xiàn)場拼接安裝，現(xiàn)場需利用建筑主體連接件和預(yù)留掛點(diǎn)對其進(jìn)行直接安裝連接，因此，單元式幕墻適用于形成快節(jié)奏的建筑行業(yè)市場幕墻工程施工。而框架式幕墻則是由工廠按照既定的流程和標(biāo)準(zhǔn)以及幕墻安裝施工計(jì)劃，再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場進(jìn)行逐件裝配，在裝配過程中需對殘次品進(jìn)行二次加工或修復(fù)，因此，其是一項(xiàng)成熟的幕墻施工技術(shù)。由于建筑主體結(jié)構(gòu)施工可與單元式幕墻安裝并行施工，考慮到施工進(jìn)度和效率的問題，不少建筑工程項(xiàng)目都偏向于采用單元式幕墻結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行幕墻安裝，而采用BIM技術(shù)進(jìn)行單元式幕墻設(shè)計(jì)，主要能實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)功能：

3.1 可視化設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，不僅能防止設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的碰撞和為其提供良好的空間設(shè)計(jì)效果，同時BIM技術(shù)還具有良好的數(shù)據(jù)集成功能，利用該功能在在BIM模型集成所有的幕墻構(gòu)件信息，便可各方主體對工程設(shè)計(jì)和施工過程中進(jìn)行管理與監(jiān)督。

3.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

合理的幕墻工程設(shè)計(jì)是保證幕墻建設(shè)質(zhì)量良好的前提條件，為此，設(shè)計(jì)具有牽一發(fā)而動全身的功效，采用BIM技術(shù)便能有效實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，其將工程設(shè)計(jì)相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)均融合在同一個模型中，所有參與單位都可按需提取相關(guān)信息，并可在平臺中按不同的設(shè)計(jì)和施工階段對相關(guān)信息進(jìn)行增加或完善，因而能夠確保設(shè)計(jì)和施工的即時性和有效率。例如，為對工程造價(jià)進(jìn)行控制，造價(jià)單位可將構(gòu)架采購信息加入到BIM模型中；工程設(shè)計(jì)師還可根據(jù)實(shí)際施工對建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)急性更改，若其對一個窗的形狀進(jìn)行更改，模型中同類型的窗立即會隨之更新，能夠有效保證設(shè)計(jì)的協(xié)同性。

3.3 節(jié)能分析

BIM模型還能為幕墻工程計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)表信息，如其可對幕墻的保溫效果、建筑的室內(nèi)環(huán)境和光照條件進(jìn)行模擬，然后再為其計(jì)算出幕墻設(shè)計(jì)需要滿足各種計(jì)算要求以及實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能計(jì)算，通過BIM模擬計(jì)算，不僅能優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案，同時還能促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)、施工全壽命周期的經(jīng)濟(jì)性提高。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM作為一種新型的建筑信息模型技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)幕墻工程設(shè)計(jì)的資源數(shù)據(jù)信息共享，同時還能實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)模擬檢測、項(xiàng)目管理信息化和工程造價(jià)控制等，這些對促進(jìn)幕墻工程整體建設(shè)質(zhì)量和水平提高均有重要的作用，為此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需不斷學(xué)習(xí)和掌握良好的BIM技術(shù)，并將其應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐中，才能促進(jìn)幕墻建筑工程的立面與功能更強(qiáng)。

[1]張曉.BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程設(shè)計(jì)及施工中的應(yīng)用[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2017（10）：57～60.

[2]梁家燁.BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程施工階段的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2013（15）：96～97.