BIM技術(shù)在異形建筑幕墻中的應(yīng)用

劉 荘 朱錦江

1 異形建筑幕墻概述

科技和社會的飛速發(fā)展與進步使得建筑物外觀具有藝術(shù)形態(tài)之美，建筑藝術(shù)是建筑師賦予建筑物的一種表現(xiàn)形式即建筑靈魂。建筑藝術(shù)根據(jù)形態(tài)美的要求，使用其獨特的藝術(shù)形式來完善建筑物的文化價值和審美價值，這都是通過建筑形象來呈現(xiàn)的。獨特的建筑造型和幕墻設(shè)計，使建筑物的風格和形態(tài)都發(fā)生了翻天覆地的變化，同時也給人們留下了更深刻的印象。現(xiàn)階段，更多的異形建筑幕墻在傳統(tǒng)的平面幕墻的基礎(chǔ)上迅速崛起。異形建筑幕墻即形態(tài)特殊的建筑幕墻，是指使用獨特的立面和空間效果來完善建筑幕墻的整體形態(tài)。異形建筑幕墻按照其曲面的形狀被分為回轉(zhuǎn)曲面幕墻和非回轉(zhuǎn)曲面幕墻兩種。異形建筑幕墻獨特的藝術(shù)空間是由其特殊的藝術(shù)表現(xiàn)力來創(chuàng)建的，這樣可以加深建筑的視覺沖擊力和感染力。

2 BIM技術(shù)在異形建筑幕墻中的應(yīng)用

2.1 能夠發(fā)揮外在推動作用

BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計中的成本預(yù)算、能量分析、能耗分析、場地分析、規(guī)范驗證、三維協(xié)調(diào)等方面均實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展，因此西方許多發(fā)達國家已普遍推廣應(yīng)用。通過制定科學政策以及良好發(fā)展環(huán)境，推動了BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計領(lǐng)域的迅速發(fā)展普及。許多設(shè)計單位也正在想方設(shè)法讓設(shè)計平臺從過去的二維CAD向BIM平臺轉(zhuǎn)變，這也體現(xiàn)了未來建筑設(shè)計行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢。

2.2 BIM技術(shù)在方案設(shè)計階段的作用

BIM技術(shù)具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點，對方案設(shè)計的方案比選、方案調(diào)整、性能分析、可視化表達具有非常重要的意義。幕墻作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)，在美觀的基本要求得到保障的同時，對防水等功能節(jié)點的要求也非常高。本項目形似“春筍”，垂直方向上每一塊單元板塊與水平面的夾角都在變化，水平方向為圓形，上下層單元板塊以及同一層相鄰板塊之間的交接處防水難度大，在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中，容易忽視遺漏。通過可視化建模，發(fā)現(xiàn)玻璃單元板塊與不銹鋼裝飾線單元板塊在交接處的防水存在較大問題，在方案設(shè)計階段就可以采用必要的技術(shù)手段來虧避這種在施工階段才有能發(fā)現(xiàn)的隱蔽性問題，對方案的設(shè)計比選、調(diào)整以及性能分析具有相當大的輔助作用。此外，通過BIM建模模擬，可以提前發(fā)現(xiàn)部分施工無法實現(xiàn)的設(shè)計方案，可以使設(shè)計方案合理性、可操作性得到保證。

2.3 數(shù)據(jù)信息的共享

BIM模型中包含了大量的數(shù)據(jù)信息，可以確保工程的數(shù)據(jù)后臺庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。施工方、設(shè)計院、業(yè)主、施工承包方、材料供應(yīng)商等在同一個平臺上可以充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，方便溝通和協(xié)調(diào)。BIM在幕墻施工過程中，依據(jù)原有的數(shù)據(jù)信息對設(shè)計進行優(yōu)化，對工程中存在的問題做出動態(tài)的調(diào)正與改正。BIM系統(tǒng)會將工程的所有數(shù)據(jù)信息進行保存，在通過信息共享后，業(yè)主或者設(shè)計院某一方對數(shù)據(jù)信息存在著意見，可以進行及時的調(diào)整。傳統(tǒng)建筑幕墻施工過程中，既不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的充分共享，施工管理人員在進行協(xié)調(diào)時還會耽誤工程進展。BIM可以極大的減少對施工現(xiàn)場測繪的工作量，有效的控制施工質(zhì)量。在BIM模型的基礎(chǔ)上，可以使用INVENTOR軟件構(gòu)建加工圖和模板信息組裝，甚至可以做出動畫進行觀賞，最大限度的表現(xiàn)整個單元組裝和加工過程。BIM建筑幕墻設(shè)計分初始階段和高級階段。初始階段是以傳統(tǒng)的項目管理流程為主，BIM技術(shù)作為輔助。初始階段的BIM往往是根據(jù)工程的實際進展情況，選擇某一項工程進行應(yīng)用，不會根本上改變建筑幕墻設(shè)計、招標、施工、運營的工作流程。高級階段的BIM在建筑幕墻的設(shè)計、施工、運營等流程中加入對技術(shù)、經(jīng)濟和法律問題的解決方案，參與各項數(shù)據(jù)信息的整合工作，確保數(shù)據(jù)信息的準確無誤、科學合理。

2.4 BIM技術(shù)對異形幕墻的預(yù)制裝配應(yīng)用

在傳統(tǒng)異形幕墻制作中未對模型深化進行加工，而是將模型展開成平面進行下料，然后利用鋼化爐自動拱起一個適合的弧度。這種方法在用到雙曲面幕墻時，加工難度大，容易造成幕墻滲漏等問題而經(jīng)常返工。然而，BIM介入預(yù)制異形幕墻，能夠保證項目全生命周期的順利完成。在國內(nèi)，大家對于預(yù)制構(gòu)建有很多不同的看法，追溯其因，主要是在做之前，不能進行預(yù)先分析，無法預(yù)測完成后是怎樣的效果，這才是我們需要正視的問題。然而，值得一提的是，國內(nèi)很多企業(yè)已經(jīng)開始了這方面的嘗試。比如，BIM項目的典范——上海中心的每一塊幕墻不光是預(yù)制的，而且是預(yù)裝配的。1000多塊幕墻，每塊幕墻的形狀都是不一樣的。為解決這一問題，項目采用了BIM預(yù)制和預(yù)裝配。在工廠里，將準確的幕墻屬性信息（無論是裁制的尺寸，還是曲變的彎度）輸入到機械制造的生產(chǎn)軟件當中去，生產(chǎn)這樣的幕墻，然后按照BIM模型的指導模擬現(xiàn)場實際情況進行預(yù)拼裝。這些裝配好的幕墻運到現(xiàn)場之后，無論是運輸成本，還是返工成本都急劇的下降了。因此，用BIM做預(yù)制，使所有的構(gòu)件都能夠做到能量化、能準確預(yù)估，那么將會給我們帶來無法估計的效益，也能保證最基本的施工安全問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，加強對BIM技術(shù)在異形建筑幕墻中應(yīng)用的研究分析，對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)該加強對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。

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