建筑幕墻工程管理與BIM技術(shù)應(yīng)用的分析

馬俊生

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不斷提升的情況下，建筑工程中的各個(gè)項(xiàng)目都增加了技術(shù)含量，同時(shí)在設(shè)計(jì)理念方面也不斷進(jìn)行革新，其中建筑設(shè)計(jì)中的幕墻工程已經(jīng)從簡(jiǎn)單化以及規(guī)整化的模式中逐漸轉(zhuǎn)向了復(fù)雜化以及多元化的發(fā)展方向。因此，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中的二維圖難以滿足較為復(fù)雜建筑幕墻的要求，此時(shí)就需要借助于建筑中的BIM技術(shù)完成相關(guān)的建模工作。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻；工程管理；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

在建設(shè)設(shè)計(jì)方面，各項(xiàng)技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新，其中BIM技術(shù)則把建筑信息進(jìn)行模型化，并將建筑過(guò)程實(shí)施可視化、參數(shù)化，同時(shí)也提升了效率，這就使得建筑工程能夠在全部生命周期中提升綜合效率。正是因?yàn)锽IM技術(shù)具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，所以目前的建筑行業(yè)都給予了高度的重視。此項(xiàng)技術(shù)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，而我國(guó)在幕墻方面的運(yùn)用還在初級(jí)階段，一般情況重視在一些超高層的建筑中進(jìn)行探索和嘗試。盡管受到一些條件的限制，但是在具體的深化設(shè)計(jì)中，也開(kāi)始對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行采用。

2 建筑幕墻特點(diǎn)

建筑幕墻通常是懸掛在主體結(jié)構(gòu)上，但是在應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)承擔(dān)建筑物的結(jié)構(gòu)負(fù)荷，其自身具有良好的結(jié)構(gòu)體系，利用柔性連接件將支撐力量傳遞到主體結(jié)構(gòu)之上，建筑幕墻和主體之間可以采用可動(dòng)連接方式，使建筑結(jié)構(gòu)能夠更加的美觀。建筑幕墻在當(dāng)前城市建筑中被廣泛采用，具體來(lái)看，建筑幕墻的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)：（a）和主體結(jié)構(gòu)之間存在一定的獨(dú)立性，幕墻結(jié)構(gòu)不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)壓力，但是幕墻結(jié)構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)壓力卻會(huì)賦予到主體結(jié)構(gòu)上。（b）和主體結(jié)構(gòu)之間可以通過(guò)一定的連接裝置進(jìn)行可動(dòng)連接，給后期的使用帶來(lái)了極大的便利。（c）建筑幕墻必須具備一定的美觀性，在施工和設(shè)計(jì)中要盡可能的結(jié)合美學(xué)理論來(lái)進(jìn)行，以體現(xiàn)建筑幕墻的欣賞價(jià)值。（d）建筑幕墻施工具備一定的危險(xiǎn)性，所以在建筑幕墻的施工過(guò)程中應(yīng)該盡可能地確保施工的安全性，加強(qiáng)施工安全監(jiān)管。

3 碰撞檢測(cè)

建筑幕墻整體BIM模型成型后，將其與其他交叉專業(yè)的BIM模型整合，以檢查可能發(fā)生的干涉或碰撞；碰撞檢測(cè)對(duì)項(xiàng)目各專業(yè)交叉干涉提前預(yù)警，協(xié)調(diào)并修改相應(yīng)的設(shè)計(jì)，免除了現(xiàn)場(chǎng)變更，工程返工等諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)和損失。

（1）首先在碰撞檢測(cè)軟件平臺(tái)中導(dǎo)入完整的參數(shù)化幕墻BIM模型。

（2）然后根據(jù)檢測(cè)任務(wù)的需要，選擇幕墻系統(tǒng)內(nèi)不同的模型構(gòu)件、類型或范圍，對(duì)待檢模型進(jìn)行內(nèi)部碰撞檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果將提交程序進(jìn)行判斷：如碰撞數(shù)據(jù)的容許誤差在其限制范圍之外，則將其碰撞數(shù)據(jù)導(dǎo)入內(nèi)部處理模塊，模塊將運(yùn)算出其幕墻單元尺寸參數(shù)的最優(yōu)解，并返回步驟1），最優(yōu)尺寸參數(shù)的數(shù)據(jù)將輸入第一步的數(shù)據(jù)接口，對(duì)模型進(jìn)行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內(nèi)，則進(jìn)入流程的下一步。

（3）將幕墻BIM模型與其他相關(guān)專業(yè)BIM模型嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的定位、相互關(guān)系，在適當(dāng)?shù)腂IM軟件環(huán)境下進(jìn)行疊加及整合，以形成一個(gè)分層次、符合工作任務(wù)需求的階段性或最終整合的任務(wù)BIM模型。

（4）針對(duì)幕墻系統(tǒng)與其它相關(guān)專業(yè)之間的碰撞問(wèn)題，對(duì)待檢模型進(jìn)行外部碰撞檢測(cè)。與第2步的檢測(cè)方法類似：數(shù)據(jù)誤差在范圍內(nèi)的，則進(jìn)入外部處理模塊并求幕墻定位參數(shù)最優(yōu)解，并返回步驟1，最優(yōu)定位參數(shù)的數(shù)據(jù)將對(duì)模型進(jìn)行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內(nèi)，則進(jìn)入流程的下一步。

（5）模型在滿足所有碰撞檢測(cè)條件后，輸出外部碰撞數(shù)據(jù)，向相關(guān)專業(yè)或BIM模型總協(xié)調(diào)方提交檢測(cè)報(bào)告。輸出報(bào)告數(shù)據(jù)后，即退出檢測(cè)系統(tǒng)。

（6）本項(xiàng)目通過(guò)Revit軟件建立模型，完成整個(gè)工程的碰撞檢測(cè)，進(jìn)行了三次主要的碰撞檢測(cè)，檢測(cè)出幕墻碰撞問(wèn)題約100處，可規(guī)避的問(wèn)題80余處，以碰撞檢測(cè)報(bào)告的方式，上報(bào)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位解決問(wèn)題20余處。

4 參數(shù)化生產(chǎn)及虛擬施工

在項(xiàng)目實(shí)施前，通過(guò)參數(shù)化生產(chǎn)加工以及動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)場(chǎng)安裝，可以大幅度提高生產(chǎn)效率和施工效率。

（1）首先通過(guò)幕墻單元系統(tǒng)內(nèi)的可調(diào)節(jié)插接構(gòu)件，調(diào)整板塊之間在15mm范圍內(nèi)錯(cuò)位拼接的階差（如圖2、3，顯示相鄰兩個(gè)板塊之間進(jìn)出位置有偏差），并結(jié)合其針對(duì)性的幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及BIM技術(shù)，對(duì)該工程數(shù)字化模型中單元板塊的三點(diǎn)控制定位技術(shù)，解決了因?yàn)榍嫘纬傻陌鍓K之間微小的角度，達(dá)到矩形平板單元拼接曲面的效果。

（ 2）利用BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行工程仿真，將模型與實(shí)際的施工技術(shù)、工期安排、工藝措施等結(jié)合，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)演模擬施工，提前發(fā)現(xiàn)工程中隱藏問(wèn)題，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)信息管理。

（3）通過(guò)Revit軟件中的三維模型，對(duì)單元板塊類型和其參數(shù)化數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分類，再利用這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入Solidworks軟件進(jìn)行加工建模及下料，比傳統(tǒng)的CAD加工圖的繪制方式，大大的縮短了設(shè)計(jì)和加工的時(shí)間，同時(shí)提高了下料設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展，在設(shè)計(jì)和施工方面都提出了較高的要求，而我國(guó)傳統(tǒng)的2D技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前靈活化以及多元化的建筑結(jié)構(gòu)要求。而對(duì)BIM技術(shù)在實(shí)際建筑中的運(yùn)用又比較晚，因此，可以借鑒一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)研究以及實(shí)際運(yùn)用方面的經(jīng)驗(yàn)，幫助我國(guó)建筑工程中幕墻設(shè)計(jì)走向多元化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王成才，朱敬峰，于德湖等.基于BIM技術(shù)的幕墻工程施工模擬研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（1）：114～120.

[2] 劉珩.BIM技術(shù)在上海中心大廈外幕墻工程中的應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013（5）：79～87+97.