基于BIM技术的幕墙工程施工技术研究

吕 晰 谭禹波

中国建筑装饰集团

基于BIM技术的幕墙工程施工技术研究

吕 晰 谭禹波

中国建筑装饰集团

随着经济的发展水平的提高、设计方法和设计理念的革新以及施工技术的进步，建筑幕墙从单一化、规整化向多元化、复杂化发展。建筑师们为追求独特的建筑效果，不再满足于规整、中庸的设计，而是凭借天马行空的想象，在实现其使用功能的前提下，张扬每栋建筑物的个性。建筑幕墙是建筑的外衣，其将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来。如今，各种材料、结构形式的幕墙已遍布全球，幕墙建筑已成为气派、高雅、具有时代感的代名词并且成为现代化大都市的重要标志与显著特征。

BIM技术；幕墙工程；施工技术；研究分析

1 引言

近年来，伴随工程信息化程度的不断提高，3D建模技术、三维扫描、BIM技术开始在建筑领域中渗透。玻璃幕墙工程作为建筑工程的一个重要分支，以往在施工过程中，由于受技术水平的限制，其模型建立往往缺乏适用性与有效性，且数据采集、整理与分析低效，难以为工程方案设计提供必要的数据信息。而BIM技术的引入，使得施工图纸、模型构建与分析更加直观清晰、精确。因此，研究这种技术在玻璃幕墙工程中的应用非常重要。

2 BIM技术概述

BIM是Building Information Modeling(建筑信息模型)的简称，1975年，乔治亚理工大学的Chunk Eastman教授创建了BIM理念，到现在为止也引申出了很多的含义。BIM技术作为一种新兴技术，在建设项目全生命周期中发挥着重要作用，能为业主、设计、施工企业带来巨大价值。BIM打破了流程、专业、行业之间的壁垒，使这些趋同协调与一致，使得设计思维的开放程度跨越了一大步。虽然BIM在我国建筑行业的发展推广过程中还存在很多问题，但是随着国家相关政策的出台以及政府有关部门的支持与引导，BIM技术将得到快速发展，被建筑行业广泛应用。

3 BIM技术在幕墙施工中的应用分析

3.1 在深化设计阶段的应用

在当前计算机技术快速发展的大背景下，异形空间以及表皮的设计在建筑行业受到了人们普遍的欢迎。特别是在幕墙设计中三维曲面的应用。由于三维曲面幕墙成本费用较高，在一定程度上，限制了其发展。采用BIM技术进行优化设计，BIM技术可实现优化设计，通过采用BIM技术调整参数值以及逻辑公式，曲面可实现有理化，组合单元可实现标准化，不仅成本和施工难度降低，而且最终的效果也很美观。结合BIM软件与数据库技术，建立“幕墙工程BIM信息系统”。这套软件系统，一方面作为幕墙工程BIM信息的核心平台，另一方面也为实现幕墙从设计、备料、生产、运输、安装、到维护的全过程提供应用功能。基于BIM模型完成施工图综合会审和深化设计，加强项目设计与施工的协调。

3.2 施工流程优化——4D施工模拟

通过4D施工模拟可以实现对幕墙施工流程的优化，主要表现在：①将实际施工进度计划与模型结合在一起，在Navisworks软件中，通过可视化的形式表达施工进度，辅助确定施工方案合理性．②可以对幕墙构件的安装顺序给予精确定义，分析每日工作进度．也可以根据现场的施工进度，与计划进度进行对比分析，判别完成比例，分析对总工期的影响，进而调整下一阶段的安装进度，如图1所示。

3.3 通过Revit软件建立模型，完成整个工程的碰撞检测

根据检测任务的需要，在选定的碰撞检测软件平台中导人完整的参数化幕墙BIM模型，选择幕墙系统内不同的模型构件、类型或范围，对待检模型进行内部碰撞检测也可以将不同专业、不同施工段的模型整合，形成一个分层次、符合工作任务需求的阶段性或最终整合的任务BIM模型进行外部碰撞检查在数据误差在范围内的，则需要重新调整建模参数的数据将对模型进行修正及更新；如碰撞容许误差在限制范围内，则通过检查如图2所示。

3.4 施工进度计划的编制

图1 多视图查看施工模拟

图2 碰撞检查

施工进度计划是控制进度的重要文件，在编制时需考虑下面几个方面:首先是资金、材料以及人力等因素；其次，确保施工工序正确；再次，考虑周全，防止漏项；最后与其他专业施工错开。然而在编制的过程中，受各种因素制约，编制成的施工进度计划难免会出现一些问题，而借助BIM技术进行进度计划的编制可以有效避免出现漏项，保证了正确的工序，避开同其他专业交叉施工；利用BIM技术可以清晰的了解各个阶段资金以及人力需求情况。

3.5 虚拟装配

近几年以来，随着单元式幕墙的板块是在车间加工和组装，所以现场施工人员必须要掌握幕墙不同立面、不同层高、不同类型的板块才能与现场的施工区域一一对应。基于BIM技术完成幕墙的深化设计后，单元面板、龙骨框架、非常规型材这类构件都可以依据数据规划进行唯一的编码，装配出整体建筑的幕墙模型，而可提取数据产生料单料单中对每根构件都有唯一的编号，通过编号下料加工、管理材料堆放，根据标准单元模板图快速拼装单元。同时，也可以在幕墙的板块内注明加工、运输、安装的方向和顺序信息等信息，帮助施工单位更好更快的进行施工。也可以采用BIM手段进行幕墙预装配，从而可以合理地安排幕墙施工计划和安装工作顺序，科学地规划现场场地，合理安排施工工期，提高安装质量，减少多工种同时作业容易发生的窝工现象。进而生成进度视频，帮助和指导现场施工情况。

4 结束语

幕墙工程全生命周期中应用BIM系统作为良好的信息沟通平台，有效的将业主方、设计方和建造方等紧密结合。通过全过程和集成化的管理环境，应用BIM系统可以实现建筑幕墙工程信息的连续及实时应用，从而显着提高工程质量和效率，大量减少工程隐患和现场错误，对确保项目的先进性和经济性有着重要的意义。武汉绿地中心主塔楼外幕墙专业工程BIM系统的应用对推动BIM技术在我国幕墙行业中的应用有很大的引领和示范作用。

[1]梁少宁.基于BIM的幕墙工程集成化应用[D].华南理工大学，2015.

[2] 刘珩.BIM技术在上海中心大厦外幕墙工程中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2013，05：79-87，97.