BIM技術(shù)在建筑幕墻上的應(yīng)用探討

閆濤

摘要：BIM建筑信息模型技術(shù)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項目設(shè)計、建造、管理、運營等各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，也是對工程項目相關(guān)信息的詳細表達。文章就此對幕墻BIM技術(shù)的作用、幕墻的建模過程以及具體的工程實例進行了分析，希望對建筑幕墻施工管理提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑；幕墻；應(yīng)用

前言

BIM技術(shù)實際上是一種建筑信息模型技術(shù)，其典型的操作特點就是協(xié)同化、參數(shù)化和可視化，同時該技術(shù)也是信息化技術(shù)在工程管理中得到應(yīng)用的典型體現(xiàn)。對于建筑幕墻工程來說，其施工工序的繁多使得工程管理難度增加。因此，在其工程管理過程中，合理運用先進的計算機智能技術(shù)，能夠顯著提升管理效率，因此，將其運用到建筑幕墻工程管理中顯然是十分必要的。

一、幕墻BIM技術(shù)的作用

第一，利用模型的成本控制功能對設(shè)計和施工進行評估；第二，使業(yè)主、設(shè)計方和施工方獲得較低的成本和風險；第三，可視化設(shè)計和有效的監(jiān)測有助于降低運營成本；第四，可在施工之前解決各種碰撞沖突；第五，因為可視化使各方容易理解好的設(shè)計建議；第六，創(chuàng)建一個四維時間表，優(yōu)化施工順序，提高管理項目水平；第七，使用3D和4D模型，明確各方的工作界面，消除歧義。

二、幕墻的建模

BIM技術(shù)要想真正落到實處，首要任務(wù)之一就是做好建模工作。如果事先已經(jīng)構(gòu)建好了相應(yīng)的模型，則可以直接在工程管理中應(yīng)用BIM技術(shù)。若建模尚未完成或者還存在諸多細節(jié)問題，則應(yīng)該優(yōu)先完成建模工作。首先施工技術(shù)人員要根據(jù)建筑設(shè)計人員出具的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖，運用建模繪圖軟件Auto CAD、M-steel進行三維節(jié)點放樣，從而將節(jié)點的空間幾何尺寸和關(guān)系進行有效獲取。接著運用大型通用有限軟件ANSYS14.0、ETABS、SAP2000等專業(yè)數(shù)值分析軟件來模擬分析施工，并和設(shè)計結(jié)果進行比對，將鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點在具體施工過程中的各種內(nèi)力變化狀況進行獲取，從而對各個節(jié)點在施工中的敏感度有所了解。最后運用深化軟件TEKLA20.0進行深化出圖，并直接運用到加工生產(chǎn)中。此外還綜合運用相應(yīng)的輔助軟件來指導(dǎo)施工現(xiàn)場和技術(shù)交底等活動。

（一）材料族的建模

若建模操作采取的是嵌套族方式，則需要優(yōu)先結(jié)合幕墻工程所需要的材料開展建模工作。通?？梢赃\用Revit系列軟件來進行常規(guī)族的創(chuàng)建，若需要針對鉚釘或者釘子等各個元件進行建模，則可以在線或者面的基礎(chǔ)上來創(chuàng)建常規(guī)族。利用Revit程序來處理事先結(jié)合幕墻施工需求所需要運用到的材料模因，運用程序中本身設(shè)置的拉伸、融合以及旋轉(zhuǎn)等來實現(xiàn)建模工作。然后將?？丶?、材質(zhì)和尺寸等數(shù)據(jù)進行設(shè)置，最終實現(xiàn)對材料族的建模工作。

（二）嵌套族的生成

嵌套族顧名思義就是在一個族中鑲嵌另外一個族，進而促使各族均能夠?qū)崿F(xiàn)相互鑲嵌。如果幕墻結(jié)構(gòu)屬于構(gòu)件式幕墻，當完成部分組合構(gòu)件的設(shè)置后，就可以開展幕墻的建模工作。如幕墻的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，則需對比幕墻規(guī)格，若一致則也可以生成嵌套族，最后再將構(gòu)件導(dǎo)入即可實現(xiàn)建模工作。

（三）幕墻的建模

材料建模完畢后，就可以開展幕墻的建模工作了。設(shè)計人員應(yīng)先統(tǒng)一處理項目模板，然后待新項目創(chuàng)建完畢后，及時導(dǎo)入立面圖、幕墻剖面圖和CAD版軸網(wǎng)。然后在項目中將材料模型導(dǎo)入，最后定位處理立面圖和幕墻剖面圖。

三、具體應(yīng)用案例分析

（一）“上海中心”工程

如圖1所示為中國第一高樓“上海中心”工程，該工程有雙層呼吸式幕墻結(jié)構(gòu)，每一層的100多塊的玻璃幕墻各有各的樣式，大小規(guī)格均不相同，且每一個板塊都有自己的編號，安裝的精度要求非常之高。要知道，安裝這樣的板塊是最叫人頭疼的，如果運用傳統(tǒng)的施工方法，就算是現(xiàn)場配備再多的人，也無法保證安裝的精度，勢必會造成人、材、物的浪費。但其采用了世界上最為領(lǐng)先的BIM技術(shù)，在施工階段對原有設(shè)計進行深化，同時提前對施工進行三維成像模擬，預(yù)判施工中可能出現(xiàn)的碰撞和矛盾，采取預(yù)制加工的方式，每一板塊配以唯一編號分別對應(yīng)自己的安裝位置，使得實際的安裝中，每一層樓只要15人左右就可以順利進行施工，成本降低，效率斐然。

在該項目中，還有一點充分的體現(xiàn)了BIM的價值。眾所周知，項目的施工過程中，設(shè)計變更是常常發(fā)生的，這直接影響工程造價，也會導(dǎo)致工期的不可控性和成本的增加。但因使用的BIM模型共享，整體的變更都可以有效控制，這種動態(tài)的管理，規(guī)避了很多相互信息溝通不及時造成的風險損失，它通過設(shè)計模型文件數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和遠程更新，使得建筑信息模型隨著設(shè)計的變更而更新，消除了壁壘。經(jīng)后期測算，該項目的設(shè)計變更因BIM的使用減少了變更內(nèi)容10%左右的成本損失。

（二）建筑工程鳳凰國際傳媒中心

鳳凰中心是國內(nèi)建筑最早應(yīng)用BIM——建筑信息模型技術(shù)的項目之一，項目管理團隊建立了高精度的全信息模型，并實現(xiàn)了信息的集成管理與模擬測算，進行型體、生態(tài)、遮陽、熱力學(xué)等方面的評估。首次實現(xiàn)了國內(nèi)建筑利用數(shù)字化技術(shù)對工程項目的全面深入控制，為工程從設(shè)計到施工一系列流程建立了準則。首創(chuàng)了以“建筑系統(tǒng)劃分”為依據(jù)的“三維協(xié)同”的工作模式，并且利用參數(shù)化技術(shù)大大降低了工程成本，提高了工作效率。如圖2所示為“鳳凰中心”工程外罩幕墻框架圖。

四、BIM技術(shù)應(yīng)用措施分析

我國的BIM應(yīng)用目前正處于發(fā)展階段，而幕墻行業(yè)的BIM應(yīng)用剛處于發(fā)展的初級階段，因此要想改變BIM在我國建筑幕墻行業(yè)的現(xiàn)狀，提高行業(yè)整體的技術(shù)水平和管理水平，因此應(yīng)該采取如下必要的手段：

第一，政府的行業(yè)主管部門、協(xié)會的大力推進和支持；

第二，要培養(yǎng)專業(yè)的幕墻BIM的復(fù)合型人才；

第三，幕墻施工企業(yè)要認識到BIM可以帶來的潛在利益，不能被眼前的損失迷惑，正確看待BIM與幕墻企業(yè)的關(guān)系；

第四，專業(yè)軟件開發(fā)企業(yè)，要結(jié)合我國的實際情況，開發(fā)專業(yè)的幕墻BIM的軟件和系統(tǒng)，整合幕墻BIM從設(shè)計到施工的全過程，完善這些系統(tǒng)與國內(nèi)外主流BIM軟件的接口；

第五，行業(yè)主管部門和協(xié)會積極制定我國的幕墻BIM標準，從而指導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，將BIM技術(shù)運用到工程幕墻施工過程中，不僅能夠提高施工效率、質(zhì)量、精度，還能夠促進幕墻工程的可持續(xù)發(fā)展，進而為我國建筑行業(yè)的發(fā)展添磚添瓦。

參考文獻：

[1]林遠.BIM技術(shù)在幕墻結(jié)構(gòu)施工過程管理中的應(yīng)用簡述[J].門窗，2017（12）：3-4.