BIM技术在幕墙装饰工程中的应用

富建伟

摘要：我国的建筑幕墙行业飞速发展，越来越多的高层、超高层建筑幕墙的建造，坚持技术创新与实践并行的发展道路，通过BIM技术在幕墙施工管理的实践，证实BIM管理体系在提高效率、降低运营成本效果显著，值得在超高层建筑幕墙设计、建造、运营管理中推广。

关键词：BIM技术；幕墙装饰工程；应用

1 BIM技术应用背景

近几年，国外许多国家建筑行业的BIM应用发展迅速，特别是北美地区，整个建筑行业的BIM应用率很高，尤其是施工行业的BIM应用发展更为迅速。根据“北美地区BIM业务价值报告（2012）”的调查结果，2012年北美地区施工企业的BIM应用率达到了74%，已超过了建筑设计（70%）和结构、机电工程设计（67%）。政府和行业协会也出台了各种BIM标准，来推进BIM技术实施的规范化。

根据研究，国外施工企业在施工阶段的BIM应用主要表现在以下几个方面：基于BIM模型的施工场地布置，基于BIM模型的预制化加工，施工进度管理；施工状态/进程监控；BIM模型与施工场地现状结合增强现实可视化等。

从2003年开始引将BIM技术引入我国建设行业，BIM的发展得到了我国政府和行业协会的高度重视。近几年，BIM作为新一代建筑行业创新技术已经被广泛认可。2011年5月，住建部发布的《2011～2015建筑业信息化发展纲要》，也将BIM的推广应用纳入其中。2015年6月为进一步推动BIM在我国建筑领域的应用，住房城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》。近日，住建部正式批准《建筑信息模型施工应用标准》为国家标准，编号为GB/T51235-2017，自2018年1月1日起实施，将对BIM的实施起到重要的推动作用。目前国内施工BIM应用主要表现为施工图深化、施工模拟、3D建模、场地布置等方面。

21世纪初我国已经发展成为幕墙行业世界第一生产大国和使用大国。2014年我国已经成为全球最大的幕墙门窗市场，建筑幕墙门窗的需求量占全球需求总量2/3以上，其中玻璃幕墙占到全部幕墙的60%以上。而根据中国建筑装饰协会，2015年中国建筑幕墙行业产值规模达到4000亿元，2011-2015年期间年均复合增长率达到21.7%。目前幕墙装饰工程中还没有大面积推广应用BIM技术，可见BIM应用在幕墙施工中的发展前景巨大。

2 BlM技术在幕墙装饰工程中的应用点

（1）构件信息留存。幕墙及精装修工程应用预制构件的比率相对较高，尤其是幕墙工程，以至于模型可以达到精确表达，在BIM5D软件中进行构件属性添加，可对具体模型构件进行生产厂家、施工单位、安装负责人、保修日期、设计参数等重要参数进行整理留存，对后续物业运维管理阶段起到了至关重要的作用，可快速提取到被维护构件的设计、生产厂家和施工阶段的相关参数，以满足对问题构件快速掌控和及时处理。

（2）构件工程量速查。幕墙及精装修工程中标准化构件普及率高，对于框架幕墙、单元体幕墙、点支幕墙、精装地砖墙砖排布和多规格成品器具等标准化构件进行快速统计，以响应项目施工过程中各部门对项目材料用量统计的需求，提高项目实施效率和减小误差率，同时也让项目达到精细化管理向前迈进一步。

（3）资料关联。变更、专项方案论证等文字资料多种多样，极少时候有人能快速查阅、以至于查阅人对资料描述内容的位置都没有概念，BIM5D软件可以将文字资料关联到模型具体构件中，形成二维码，并粘贴到模型对应的现场实物上。通过二维码将资料、模型和具体施工构件关联起来，在项目对应的具体构件上扫描二维码即可实时查看此构件所隐藏的各类记载资料，以便工作人员快速掌握施工过程中需要的构件关联资料。

3BIM模型介绍

深圳平安金融中心塔楼根据建筑组成形式分为：单元幕墙、构件式幕墙、玻璃雨棚等。涵盖了塔楼幕墙的十二个系统，四个立面为对称结构，所以创建整体模型时只要创建1/4的单元即可，族文件类型可大体分为4种，转角单元、大面玻璃单元、大面百叶单元、铝板（或不锈钢板）单元。具体模型创建步骤如下。

第一步：创建幕墙。首先创建楼层标高平面，导入在CAD中根据成形方法做出的外层幕墙定位线及目前定位点，并在外出幕墙的定位线上沿顺时针方向创建幕墙。

第二步：创建幕墙单元嵌板。如果按常规做法，在幕墙中嵌入系统嵌板，将单元面板，台阶构造及竖梃做在嵌板族里，且台阶宽度的变化靠嵌板族中参数调节。相当于一个单元做成一个嵌板。嵌板中构建通过拉伸或放样得到，端部根据实际节点创建空心体剪切。

第三步：创建倾斜系统嵌板。由于塔楼主体单元为向内倾斜单元，所以比较复杂，创建幕墙时也将幕墙创建为直面，建筑的倾斜通过嵌板实现。

第四步：将嵌板导入项目，并输入参数，倾斜单元系统还需输入其他定位参数，得到精确定位幕墙模型。

4BIM模型的应用

BIM技术在现代建筑工程上的应用已经越来越广泛，从设计、施工到后期维护都起着重要的作用，并给建筑设计师设计和业主使用带来极大的方便。以下详细阐述了拟在基于本工程BIM模型基础上进行的技术应用与分析。

4.1基于BIM模型探讨短期及中期之施工方案

在幕墙施工模拟中发现问题并加以解决。利用BIM技术进行一系列施工进度模拟与安装模拟，例如Revit模拟与MSProject和AutodeskNavisworks等软件结合而进行的施工模拟等，能够达到优化进度、缩短工期的效果。

4.2基于BIM模型准备幕墙施工深化图纸

基于精确创建的BIM模型，可以任意输出所需的建筑楼层剖面、平面甚至细部构造节点。满足工程施工深化设计要求。

4.3碰撞检测

由于BIM模型是一种3D模型，各种构件之间的空间位置关系可以通过模型得到最直观的了解，并可以发现相互影响或碰撞的構建。特别是对于复杂项目，如复杂结构和管线等，应用普通的平立剖面二维图纸已经很难表达全面，应用三维数字技术的BIM作用就显得尤为突出，碰撞检测可以自动找到相互碰撞的对象，以供设计师修改，方便且有效。针对幕墙系统，我们可以根据钢结构安装精度的范围控制BIM模型中钢结构的实际状态，从而检测幕墙结构是否存在可能与钢结构干涉的情况，进而调整设计。

4.4设备材料统计

BIM模型可以简便的生成材料明细表，可以根据实际情况选择需要的类型，可以得到深圳平安金融中心的准确的工程量。无论是玻璃面材、不锈钢还是铝合金龙骨甚至螺钉等，都可以根据已经确定的型号和参数方便的获取和输出。

4.5BIM协同设计与联动

通过BIM技术，各方就能将信息反映到一个平台上（如AutodeskBuzzsaw平台）。通过设计信息平台，能让设计方与施工方及业主的沟通更加直观和方便快捷。

4.6BIM模型的修改与维护

在深圳平安金融中心项目的设计阶段，利用BIM技术建模并生成的二维图纸，比用传统方法绘制的二维图纸更加准确；当项目由于各种因素需要修改或调整时，只需要修改和调整BIM模型，与之相关的二维图纸便会自动修改和调整，而无需向传统方式逐张修改图纸，大大提高了工作效率。在深圳平安金融中心项目的使用阶段，应用BIM技术，使建筑的维护更加方便，例如LED灯带更换时，可基于BIM模型方便的找到更换位置和更换方法。