BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程設(shè)計(jì)及施工中的應(yīng)用分析

付智勇

（福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司， 福建 福州 350001）

0 引言

我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)迅猛發(fā)展，各行各業(yè)的業(yè)務(wù)水平都在積極提升，建筑行業(yè)也不例外。BIM 技術(shù)在積極發(fā)展進(jìn)步，該技術(shù)中所建立的信息系統(tǒng)，可以高效地進(jìn)行資源的交流，以及表達(dá)能夠在建筑工程施工過程中，將信息資源得到科學(xué)高效的管理，幫助提升建筑工程質(zhì)量的同時(shí)促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步。建筑幕墻工程不僅僅包括對(duì)于幕墻的設(shè)計(jì)及制造，還包括其施工的多個(gè)方面，在施工過程中，利用BIM 技術(shù)，以高效地促進(jìn)幕墻設(shè)計(jì)的施工質(zhì)量，并且保證目前施工工程能夠結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的建設(shè)與發(fā)展。

1 工程簡(jiǎn)介

該地塊位于福建省南平市延平區(qū)江濱南路232 號(hào)，是由裙樓和主樓兩部分部組成。（1）裙樓為玻璃門窗、石材和鋁單板及雨棚等組成。玻璃門窗采用6LowE+9A+6 鋼化中空玻璃，鋁型材采用150 系列。石材采用25mm 厚花崗巖，立柱為12.6#槽鋼，橫梁為L(zhǎng)50*5 角鋼。玻璃雨棚采用110 工字鋼、160*80*5 方管等，玻璃為6+1.14pvb+6 夾膠鋼化玻璃，邊緣以2.5mm 鋁單板包邊，二層至五層為玻璃幕墻、石材幕墻和鋁單板幕墻，玻璃為6LowE+9A+6中空玻璃，鋁材使用6063T6。鋁單板為2.5mm 厚，石材為25mm 厚花崗巖。（2）主樓玻璃幕墻采用用6LowE+12A+6 鋼化中空玻璃，鋁材使用150 系列及鋼方管。

2 BIM 技術(shù)

所謂BIM 技術(shù)，實(shí)際上是建筑的信息模型。BIM 技術(shù)在應(yīng)用數(shù)字信息的過程中，以仿真技術(shù)的模式來對(duì)建筑的實(shí)際信息進(jìn)行整體的摸擬演示。在充分利用現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建虛擬的建筑物，本身在通過大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將實(shí)際施工數(shù)據(jù)高效串聯(lián)，建立起完整科學(xué)的數(shù)據(jù)庫。與此同時(shí)，BIM 技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了從建筑工程以及成本進(jìn)度信息測(cè)算過程中的節(jié)約效果，并且通過合理的施工前戲模擬高效避免施工過程中可能存在的一些問題，大大提高了施工建設(shè)的科學(xué)質(zhì)量。建筑行業(yè)在現(xiàn)代化發(fā)展過程中不斷探索性的前進(jìn)方向，在建筑幕墻逐漸被廣泛應(yīng)用到系統(tǒng)的建設(shè)工程當(dāng)中時(shí)，據(jù)我國當(dāng)前的建筑具體應(yīng)用情況可以看出，有以下方面的特點(diǎn)。

（1）建筑行業(yè)在施工過程中，會(huì)將建筑幕墻以及對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)主體之間進(jìn)行連接，在利用連接裝置施工過程中進(jìn)行可動(dòng)鏈接，具有非常明顯的便利效果。

（2）在實(shí)際建設(shè)過程中，木搶的主體建筑結(jié)構(gòu)以及建筑幕墻之間是相對(duì)獨(dú)立的，不會(huì)受到主體的壓力，但是建筑主體結(jié)構(gòu)會(huì)承受建筑幕墻結(jié)構(gòu)所帶來的一定壓力。

（3）對(duì)于兼職目前的實(shí)際建設(shè)過程，必須要充分考慮建設(shè)整體的美觀性，以及結(jié)構(gòu)性在實(shí)際施工過程中，必須結(jié)合美學(xué)理論，以保證詩社符合設(shè)計(jì)欣賞的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）建筑幕墻在施工過程中具有非常嚴(yán)重的危險(xiǎn)性，所以在實(shí)際施工過程中，也必須要保證施工的安全性，在施工管理過程中，需要進(jìn)一步監(jiān)管安全工作，保證在實(shí)際建設(shè)施工過程中，盡可能減少事故產(chǎn)生。

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

在我國，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的一項(xiàng)建筑主要形式是幕墻，再是幕墻的建筑形式分為兩種，一種是框架式，一種是單元式。這兩種形式的幕墻結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)過程中，可以同時(shí)進(jìn)行，主主體施工以及幕墻施工的是單元結(jié)構(gòu)模式，但是框架式的幕墻施工必須按照有關(guān)步驟依次進(jìn)行。本工程玻璃面板最大板塊位于主樓玻璃幕墻部分，尺寸：3000*1085mm，重約1.085*3*（6+6）*2.5kg=97.65kg；石材板塊最大為：600*900mm，重約：78kg*0.6 *0.9=42.12kg。玻璃與石材板塊尺寸重量都為一般普通工程數(shù)據(jù)，并沒有特大，特重的板塊。實(shí)際建筑工程在建設(shè)過程中，商業(yè)工程為了進(jìn)一步提高施工效率，一般會(huì)選擇單元結(jié)構(gòu)是的幕墻施工方式，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到單元結(jié)構(gòu)幕墻的設(shè)計(jì)和施工當(dāng)中，以保證節(jié)能和可視化的實(shí)際效果。

3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代建筑工程施工過程當(dāng)中，積極的利用BIM 有效技術(shù)，可以將整個(gè)工程的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及實(shí)際信息融合到信息技術(shù)的模型當(dāng)中。幕墻是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中外墻的主要建筑結(jié)構(gòu)形式，在我國市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化建筑當(dāng)中，因?yàn)榭蚣苁降哪粔Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并不適合在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中進(jìn)行模擬，所以多數(shù)情況下，需要工廠在施工建設(shè)之前進(jìn)行預(yù)制，通過對(duì)應(yīng)的流程以及規(guī)格來對(duì)幕墻進(jìn)行實(shí)際裝配，從而保證在二次施工過程中的幕墻實(shí)際質(zhì)量，這樣的施工建設(shè)方式會(huì)更加穩(wěn)定和成熟。BIM 技術(shù)，高效應(yīng)用，在此過程中可以高效地實(shí)現(xiàn)模擬可視化施工，能夠確切保障在施工過程中更加便利快捷，讓施工的每一份構(gòu)建都能夠高效的達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。幕墻的建設(shè)相關(guān)單位都可以通過在信息數(shù)據(jù)庫中的模型中進(jìn)行提取，并且對(duì)其可以進(jìn)行可視化直觀的改善和跟進(jìn)，進(jìn)而保證在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幕墻工程協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，減少在實(shí)際過程中的一些施工差距。

3.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

但現(xiàn)在建筑過程中的幕墻設(shè)計(jì)中，利用BIM 技術(shù)可以做到數(shù)據(jù)的更加精準(zhǔn)化，并且在施工過程中，工程的室內(nèi)環(huán)境以溫效果都需要進(jìn)行科學(xué)合理的摸擬演示，在BIM 技術(shù)應(yīng)用過程下，施工前就可以對(duì)這些問題進(jìn)行合理的計(jì)算。本工程武夷名仕園一期幕墻（二）3#樓工程檢驗(yàn)批劃分方案。檢驗(yàn)批劃分：石材幕墻大概面積為9386 ㎡，劃分為十個(gè)檢驗(yàn)批，即一層為兩個(gè)檢驗(yàn)批。金屬幕墻大概面積約為4312 ㎡，由于不連續(xù)，兩層劃分為1 個(gè)檢驗(yàn)批，共9 個(gè)檢驗(yàn)批。玻璃幕墻大概面積為11432 ㎡，兩層劃分為一個(gè)檢驗(yàn)批，共劃分為12 個(gè)檢驗(yàn)批。雨棚大概面積為432 ㎡，劃分為一個(gè)檢驗(yàn)批。通過該方案不僅可以高效的優(yōu)化節(jié)能方案，還能進(jìn)一步減少施工過程中帶來的資源浪費(fèi)，能夠在建設(shè)過程中高效地提升建設(shè)的節(jié)能效果。

3.3 可視化設(shè)計(jì)

在建筑幕墻設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，往往都會(huì)存在非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)工序，其對(duì)應(yīng)的空間設(shè)計(jì)及相關(guān)結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)會(huì)存在著非常嚴(yán)重的施工困難，這些困難將導(dǎo)致設(shè)計(jì)及施工期間存在非常大的差距。在此過程當(dāng)中，在建設(shè)時(shí)可以利用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化操作，在幫助幕墻提供良好空間設(shè)計(jì)效果的基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)集成方式，將幕墻的設(shè)計(jì)模型集中道信息元件當(dāng)中，將所有的信息數(shù)據(jù)都充分地展現(xiàn)出來，從而為施工過程中的企業(yè)監(jiān)督管理提供高效科學(xué)的研究依據(jù)。例如（圖一）

圖一 南京武夷凌云閣項(xiàng)目

4 BIM 技術(shù)在復(fù)雜幕墻施工中的應(yīng)用

4.1 4D 模擬施工

施工過程中的復(fù)雜幕墻施工可以利用Navisworks，將信息數(shù)據(jù)中的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行模型與實(shí)際進(jìn)度之間的高效連接，從而實(shí)現(xiàn)3D 和4D 結(jié)合實(shí)踐維度下的施工模擬。目前工程實(shí)際施工之前，可以利用4D 技術(shù)對(duì)施工模型進(jìn)行充分的了解，并且及時(shí)在施工過程中進(jìn)行進(jìn)度調(diào)整，除此之外，還可以通過施工進(jìn)度更加準(zhǔn)確的對(duì)實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行組織和安排，從而保證在施工過程中整體施工時(shí)間的安排更加合理高效。例如玻璃幕墻結(jié)構(gòu)、埋件的檢查：

（1）埋件左右、上下偏差的檢查（圖示）：

（2）埋件進(jìn)出檢查

4.2 施工碰撞分析

在復(fù)雜幕墻工程的施工建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些碰撞問題，從而直接影響建筑工程的整體質(zhì)量，并且為企業(yè)帶來非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)性損失。那么BIM 技術(shù)如應(yīng)用在施工過程中，就可以實(shí)現(xiàn)高效的施工合理分析，減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)過程中所存在的一些碰撞或是問題而導(dǎo)致的問題產(chǎn)生，并且能夠高效的避免，因?yàn)橐恍┕藉e(cuò)誤而引起施工碰撞，保證在施工過程中能夠使施工步驟順利有序進(jìn)行，并且避免經(jīng)濟(jì)損失索耽誤工期的現(xiàn)象產(chǎn)生。

4.3 施工界面分割

建筑過程中的復(fù)雜，目前施工需要與其他專業(yè)之間進(jìn)行緊密的聯(lián)合，在此過程中，若結(jié)合不當(dāng)，則會(huì)造成非常大的沖突，甚至?xí)?duì)整個(gè)建筑工程帶來非常大的消極影響。通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以減少這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析實(shí)施工現(xiàn)狀以及有效的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行下結(jié)合，在模擬的過程中進(jìn)行合理的劃分，從而保證施工工序可以有效進(jìn)行，在BIM 軟件使用過程當(dāng)中，為整個(gè)施工工程提供更加詳細(xì)精準(zhǔn)的施工數(shù)據(jù)，從而保證整個(gè)施工的順利進(jìn)行。

5 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)代行業(yè)不斷競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的過程中，建筑行業(yè)積極的應(yīng)用BIM技術(shù)，高效的解決幕墻工程的施工建設(shè)過程中，以及設(shè)計(jì)過程中的一些關(guān)鍵性問題。本工程幕墻施工過程中根據(jù)BIM模型和導(dǎo)出的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行放線，提前把異形面板計(jì)劃單交給廠家進(jìn)行生產(chǎn)，大大減少工作量，工期得到了保證，降低了設(shè)計(jì)和施工成本，同時(shí)保證了幕墻效果，得到了業(yè)主和建筑設(shè)計(jì)單位的贊揚(yáng)。本工程榮獲2017-2018年度第二批福建省“閩江杯”優(yōu)質(zhì)專業(yè)工程獎(jiǎng)。在不斷提高幕墻工程質(zhì)量以及涉及標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，對(duì)BIM 技術(shù)的復(fù)雜應(yīng)用進(jìn)行了充分的整理和分析，進(jìn)一步為建筑企業(yè)的未來可持續(xù)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的力量。