BIM技術(shù)在幕墻裝飾工程中的應(yīng)用

富建偉

摘要：我國的建筑幕墻行業(yè)飛速發(fā)展，越來越多的高層、超高層建筑幕墻的建造，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐并行的發(fā)展道路，通過BIM技術(shù)在幕墻施工管理的實(shí)踐，證實(shí)BIM管理體系在提高效率、降低運(yùn)營成本效果顯著，值得在超高層建筑幕墻設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營管理中推廣。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；幕墻裝飾工程；應(yīng)用

1 BIM技術(shù)應(yīng)用背景

近幾年，國外許多國家建筑行業(yè)的BIM應(yīng)用發(fā)展迅速，特別是北美地區(qū)，整個(gè)建筑行業(yè)的BIM應(yīng)用率很高，尤其是施工行業(yè)的BIM應(yīng)用發(fā)展更為迅速。根據(jù)“北美地區(qū)BIM業(yè)務(wù)價(jià)值報(bào)告（2012）”的調(diào)查結(jié)果，2012年北美地區(qū)施工企業(yè)的BIM應(yīng)用率達(dá)到了74%，已超過了建筑設(shè)計(jì)（70%）和結(jié)構(gòu)、機(jī)電工程設(shè)計(jì)（67%）。政府和行業(yè)協(xié)會(huì)也出臺(tái)了各種BIM標(biāo)準(zhǔn)，來推進(jìn)BIM技術(shù)實(shí)施的規(guī)范化。

根據(jù)研究，國外施工企業(yè)在施工階段的BIM應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基于BIM模型的施工場地布置，基于BIM模型的預(yù)制化加工，施工進(jìn)度管理；施工狀態(tài)/進(jìn)程監(jiān)控；BIM模型與施工場地現(xiàn)狀結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可視化等。

從2003年開始引將BIM技術(shù)引入我國建設(shè)行業(yè)，BIM的發(fā)展得到了我國政府和行業(yè)協(xié)會(huì)的高度重視。近幾年，BIM作為新一代建筑行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)被廣泛認(rèn)可。2011年5月，住建部發(fā)布的《2011～2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，也將BIM的推廣應(yīng)用納入其中。2015年6月為進(jìn)一步推動(dòng)BIM在我國建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》。近日，住建部正式批準(zhǔn)《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》為國家標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)為GB/T51235-2017，自2018年1月1日起實(shí)施，將對BIM的實(shí)施起到重要的推動(dòng)作用。目前國內(nèi)施工BIM應(yīng)用主要表現(xiàn)為施工圖深化、施工模擬、3D建模、場地布置等方面。

21世紀(jì)初我國已經(jīng)發(fā)展成為幕墻行業(yè)世界第一生產(chǎn)大國和使用大國。2014年我國已經(jīng)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(jù)中國建筑裝飾協(xié)會(huì)，2015年中國建筑幕墻行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到4000億元，2011-2015年期間年均復(fù)合增長率達(dá)到21.7%。目前幕墻裝飾工程中還沒有大面積推廣應(yīng)用BIM技術(shù)，可見BIM應(yīng)用在幕墻施工中的發(fā)展前景巨大。

2 BlM技術(shù)在幕墻裝飾工程中的應(yīng)用點(diǎn)

（1）構(gòu)件信息留存。幕墻及精裝修工程應(yīng)用預(yù)制構(gòu)件的比率相對較高，尤其是幕墻工程，以至于模型可以達(dá)到精確表達(dá)，在BIM5D軟件中進(jìn)行構(gòu)件屬性添加，可對具體模型構(gòu)件進(jìn)行生產(chǎn)廠家、施工單位、安裝負(fù)責(zé)人、保修日期、設(shè)計(jì)參數(shù)等重要參數(shù)進(jìn)行整理留存，對后續(xù)物業(yè)運(yùn)維管理階段起到了至關(guān)重要的作用，可快速提取到被維護(hù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)廠家和施工階段的相關(guān)參數(shù)，以滿足對問題構(gòu)件快速掌控和及時(shí)處理。

（2）構(gòu)件工程量速查。幕墻及精裝修工程中標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件普及率高，對于框架幕墻、單元體幕墻、點(diǎn)支幕墻、精裝地磚墻磚排布和多規(guī)格成品器具等標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件進(jìn)行快速統(tǒng)計(jì)，以響應(yīng)項(xiàng)目施工過程中各部門對項(xiàng)目材料用量統(tǒng)計(jì)的需求，提高項(xiàng)目實(shí)施效率和減小誤差率，同時(shí)也讓項(xiàng)目達(dá)到精細(xì)化管理向前邁進(jìn)一步。

（3）資料關(guān)聯(lián)。變更、專項(xiàng)方案論證等文字資料多種多樣，極少時(shí)候有人能快速查閱、以至于查閱人對資料描述內(nèi)容的位置都沒有概念，BIM5D軟件可以將文字資料關(guān)聯(lián)到模型具體構(gòu)件中，形成二維碼，并粘貼到模型對應(yīng)的現(xiàn)場實(shí)物上。通過二維碼將資料、模型和具體施工構(gòu)件關(guān)聯(lián)起來，在項(xiàng)目對應(yīng)的具體構(gòu)件上掃描二維碼即可實(shí)時(shí)查看此構(gòu)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(gòu)件關(guān)聯(lián)資料。

3BIM模型介紹

深圳平安金融中心塔樓根據(jù)建筑組成形式分為：單元幕墻、構(gòu)件式幕墻、玻璃雨棚等。涵蓋了塔樓幕墻的十二個(gè)系統(tǒng)，四個(gè)立面為對稱結(jié)構(gòu)，所以創(chuàng)建整體模型時(shí)只要?jiǎng)?chuàng)建1/4的單元即可，族文件類型可大體分為4種，轉(zhuǎn)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(chuàng)建步驟如下。

第一步：創(chuàng)建幕墻。首先創(chuàng)建樓層標(biāo)高平面，導(dǎo)入在CAD中根據(jù)成形方法做出的外層幕墻定位線及目前定位點(diǎn)，并在外出幕墻的定位線上沿順時(shí)針方向創(chuàng)建幕墻。

第二步：創(chuàng)建幕墻單元嵌板。如果按常規(guī)做法，在幕墻中嵌入系統(tǒng)嵌板，將單元面板，臺(tái)階構(gòu)造及豎梃做在嵌板族里，且臺(tái)階寬度的變化靠嵌板族中參數(shù)調(diào)節(jié)。相當(dāng)于一個(gè)單元做成一個(gè)嵌板。嵌板中構(gòu)建通過拉伸或放樣得到，端部根據(jù)實(shí)際節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建空心體剪切。

第三步：創(chuàng)建傾斜系統(tǒng)嵌板。由于塔樓主體單元為向內(nèi)傾斜單元，所以比較復(fù)雜，創(chuàng)建幕墻時(shí)也將幕墻創(chuàng)建為直面，建筑的傾斜通過嵌板實(shí)現(xiàn)。

第四步：將嵌板導(dǎo)入項(xiàng)目，并輸入?yún)?shù)，傾斜單元系統(tǒng)還需輸入其他定位參數(shù)，得到精確定位幕墻模型。

4BIM模型的應(yīng)用

BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程上的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，從設(shè)計(jì)、施工到后期維護(hù)都起著重要的作用，并給建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)和業(yè)主使用帶來極大的方便。以下詳細(xì)闡述了擬在基于本工程BIM模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)應(yīng)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(fā)現(xiàn)問題并加以解決。利用BIM技術(shù)進(jìn)行一系列施工進(jìn)度模擬與安裝模擬，例如Revit模擬與MSProject和AutodeskNavisworks等軟件結(jié)合而進(jìn)行的施工模擬等，能夠達(dá)到優(yōu)化進(jìn)度、縮短工期的效果。

4.2基于BIM模型準(zhǔn)備幕墻施工深化圖紙

基于精確創(chuàng)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(xì)部構(gòu)造節(jié)點(diǎn)。滿足工程施工深化設(shè)計(jì)要求。

4.3碰撞檢測

由于BIM模型是一種3D模型，各種構(gòu)件之間的空間位置關(guān)系可以通過模型得到最直觀的了解，并可以發(fā)現(xiàn)相互影響或碰撞的構(gòu)建。特別是對于復(fù)雜項(xiàng)目，如復(fù)雜結(jié)構(gòu)和管線等，應(yīng)用普通的平立剖面二維圖紙已經(jīng)很難表達(dá)全面，應(yīng)用三維數(shù)字技術(shù)的BIM作用就顯得尤為突出，碰撞檢測可以自動(dòng)找到相互碰撞的對象，以供設(shè)計(jì)師修改，方便且有效。針對幕墻系統(tǒng)，我們可以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)安裝精度的范圍控制BIM模型中鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，從而檢測幕墻結(jié)構(gòu)是否存在可能與鋼結(jié)構(gòu)干涉的情況，進(jìn)而調(diào)整設(shè)計(jì)。

4.4設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)

BIM模型可以簡便的生成材料明細(xì)表，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇需要的類型，可以得到深圳平安金融中心的準(zhǔn)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?shù)?，都可以根?jù)已經(jīng)確定的型號(hào)和參數(shù)方便的獲取和輸出。

4.5BIM協(xié)同設(shè)計(jì)與聯(lián)動(dòng)

通過BIM技術(shù)，各方就能將信息反映到一個(gè)平臺(tái)上（如AutodeskBuzzsaw平臺(tái)）。通過設(shè)計(jì)信息平臺(tái)，能讓設(shè)計(jì)方與施工方及業(yè)主的溝通更加直觀和方便快捷。

4.6BIM模型的修改與維護(hù)

在深圳平安金融中心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，利用BIM技術(shù)建模并生成的二維圖紙，比用傳統(tǒng)方法繪制的二維圖紙更加準(zhǔn)確；當(dāng)項(xiàng)目由于各種因素需要修改或調(diào)整時(shí)，只需要修改和調(diào)整BIM模型，與之相關(guān)的二維圖紙便會(huì)自動(dòng)修改和調(diào)整，而無需向傳統(tǒng)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(xiàng)目的使用階段，應(yīng)用BIM技術(shù)，使建筑的維護(hù)更加方便，例如LED燈帶更換時(shí)，可基于BIM模型方便的找到更換位置和更換方法。