淺談BIM技術(shù)對幕墻工程效率的提高作用

丁秉威

華北水利水電大學(xué)（450011）

淺談BIM技術(shù)對幕墻工程效率的提高作用

丁秉威

華北水利水電大學(xué)（450011）

通過國內(nèi)實(shí)際工程項目，介紹了我國幕墻的發(fā)展及趨勢，分析了傳統(tǒng)施工方式效率低下的原因，總結(jié)了BIM技術(shù)在幕墻工程設(shè)計和施工工作中的優(yōu)勢。

幕墻的設(shè)計與施工；生產(chǎn)效率；BIM技術(shù)；信息互用

0 前言

隨著我國城市大規(guī)模的發(fā)展，一大批外觀新穎且美觀的建筑拔地而起。幕墻作為建筑物漂亮的外衣，越來越多地走近了人們的視野。傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計及施工效率低下，已經(jīng)成為制約幕墻企業(yè)發(fā)展的絆腳石。提高工作效率已迫在眉睫。

1 我國幕墻的發(fā)展及趨勢

1983年，北京長城飯店第一個玻璃幕墻的興建，拉開了我國建筑幕墻應(yīng)用技術(shù)的序幕。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國已成為世界第一幕墻生產(chǎn)大國和使用大國，同時也涌現(xiàn)出了一大批以沈陽遠(yuǎn)大、北京江河為代表的世界一流的幕墻企業(yè)。我國企業(yè)參與的國外項目也不勝枚舉。

我國現(xiàn)代建筑已不再是千篇一律的“方盒子”，而是出現(xiàn)了越來越多的特異型建筑，比如望京SOHO、上海中心大廈等。而建筑幕墻作為建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其今后的發(fā)展趨勢是安全、節(jié)能、環(huán)保和滿足建筑設(shè)計的外飾要求。這就對幕墻的設(shè)計、制造、施工以及后期的維護(hù)保養(yǎng)提出了新的考驗(yàn)。

2 幕墻傳統(tǒng)施工方式效率低下的原因

1）外圍結(jié)構(gòu)需要重新翻圖

招標(biāo)設(shè)計文件中幕墻部分大多是一些大樣圖和節(jié)點(diǎn)圖，并不能直接用于二次深化設(shè)計，所以幕墻設(shè)計人員還要根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖繪制出用于幕墻生根的外圍結(jié)構(gòu)圖紙，主要包括墻身的平、立和剖面圖，這個翻圖的過程也會降低幕墻工程的效率。

2）現(xiàn)場實(shí)際完工情況與翻模圖紙有出入

一個工程的結(jié)構(gòu)變更一般是存在的。項目分包以及各成員的相互孤立，可能導(dǎo)致一些實(shí)時發(fā)生的變更信息不能及時互相傳遞。做幕墻工程時就常有現(xiàn)場實(shí)際結(jié)構(gòu)與幕墻設(shè)計師的結(jié)構(gòu)翻模圖紙對不上，如果發(fā)現(xiàn)及時還好，一旦發(fā)現(xiàn)滯后，就直接影響到了幕墻二次深化設(shè)計的一些具體內(nèi)容,需要再調(diào)整，這也就直接降低了幕墻工程的效率。

3）施工時二維圖紙不夠直觀

當(dāng)建筑物造型不規(guī)則，特別是一些懸挑結(jié)構(gòu)較多時，基于二維圖紙的局限性，幕墻有些部位的龍骨布置和板材尺寸表達(dá)起來會比較煩瑣，需要畫很多節(jié)點(diǎn)圖來表達(dá)，這對于幕墻設(shè)計師可能沒什么問題，但是施工安裝時，施工人員看圖識圖的水平就會直接影響施工效率。

3 BIM技術(shù)與信息互用

BIM的英文全稱是Building Information Modeling，國內(nèi)較為一致的中文翻譯為：建筑信息模型。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建造信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團(tuán)隊、施工方以及建筑單位等各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

所謂信息互用，是指在項目建設(shè)過程中項目參與方之間、不同應(yīng)用系統(tǒng)工具之間對項目信息的交換和共享。信息互用是協(xié)調(diào)與合作的前提和基礎(chǔ)，對項目的進(jìn)展產(chǎn)生重要的影響。而信息是BIM技術(shù)的核心，在項目的全壽命周期內(nèi)使用BIM技術(shù)被認(rèn)為是解決目前建筑業(yè)信息互用效率低下的有效途徑。尤其是幕墻工程環(huán)節(jié)涉及到諸多項目成員，如果能使用BIM技術(shù)來提高信息互用效率，那將對幕墻工程的效率有很大的提高作用。

4 BIM技術(shù)對幕墻工作效率的提高作用

以往BIM技術(shù)在幕墻中的使用，僅僅應(yīng)用其強(qiáng)大的三維建模能力，特別在一些外形復(fù)雜的項目，如雙曲彎扭的截面用CAD無法繪制，那么可以借助于Rhino軟件繪制曲面幕墻板塊，能流暢地表達(dá)出設(shè)計師想要的效果，方便設(shè)計和施工。但三維功能只是BIM技術(shù)最淺層次的運(yùn)用，真正的BIM技術(shù)在于對建筑信息模型在一個項目全生命周期的流暢運(yùn)用。

當(dāng)BIM技術(shù)完全實(shí)施以后，將發(fā)揮如下價值：

1）提高設(shè)計成果的重復(fù)利用（減少重復(fù)設(shè)計工作）；

2）改善電子商務(wù)中使用的轉(zhuǎn)換信息的速度和精度；

3）避免數(shù)據(jù)互用不適當(dāng)?shù)某杀荆?/p>

4）實(shí)現(xiàn)設(shè)計、成本預(yù)算、提交成果檢查和施工的自動化；

5）支持運(yùn)營和維護(hù)活動。

幕墻工程作為項目中的一個環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的完全實(shí)施可使工程信息得到最大效率的流通，幕墻工作效率也將大大提高。

4.1 BIM技術(shù)在幕墻設(shè)計階段的作用

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化型和可出圖性五大特點(diǎn),對方案設(shè)計的方案比選、方案調(diào)整、性能分析、可視化表達(dá)具有非常重要的意義。通過可視化建模，可以發(fā)現(xiàn)玻璃單元板塊與不銹鋼裝飾線單元板塊在交界處的防水存在的問題，在方案設(shè)計階段就可以采用必要的技術(shù)手段來避免這種在施工階段才能發(fā)現(xiàn)的隱蔽性問題，對方案的設(shè)計比選、調(diào)整以及性能分析具有相當(dāng)大的輔助作用。

在深化設(shè)計階段，幕墻負(fù)責(zé)人員可以從BIM模型中便捷地提取出來經(jīng)施工方反饋調(diào)整后、與實(shí)際工程情況一致的外圍結(jié)構(gòu)信息，這樣就不用像之前一樣再根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖紙對外圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次翻模,而且也不用去現(xiàn)場復(fù)核實(shí)際的工程情況，可以極大地提高幕墻的工作效率。

4.2 BIM技術(shù)在幕墻施工階段的優(yōu)勢

如今的幕墻形式多變復(fù)雜，外形逐層變化也很大，單元板塊數(shù)量種類多且配合精密，容錯率小，板塊加工誤差稍大，就會導(dǎo)致安裝出現(xiàn)問題。傳統(tǒng)的CAD二維圖紙已經(jīng)不能很好地表達(dá)業(yè)主的要求。采用BIM建模就可以解決很多問題：

通過1：1實(shí)體建模，能夠有效保證單元板塊之間的連接配合，能夠保證變截面不銹鋼裝飾線光滑平整連接，放樣精準(zhǔn)度高，為工藝圖出圖提供參考。

BIM建模是一種參數(shù)化建模，工廠可以通過模型更清晰地得到每種板塊加工所需的工藝，可有效地減少大量工藝圖可能造成的混淆，使設(shè)計到生產(chǎn)過程中的信息傳遞更加簡單、明了、準(zhǔn)確。

現(xiàn)場施工人員在吊掛單元板塊時，可以參照模型中的單元板塊編號，保證吊裝的準(zhǔn)確性，通過統(tǒng)一模型來達(dá)到信息流通的準(zhǔn)確性，減少不必要的返工，提高效率，節(jié)約成本。

5 結(jié)語

我國建筑行業(yè)一直保持高速發(fā)展，建筑業(yè)的技術(shù)水平和管理能力也在不斷提高,但效率低下、粗放型的增長方式?jīng)]有根本改變，建筑能耗高、能效低是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的一大問題。應(yīng)用BIM技術(shù)，對建筑全生命周期進(jìn)行全方位管理，是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)信息化跨越式發(fā)展的必然趨勢。近年來，國內(nèi)市場已經(jīng)涌現(xiàn)了一批BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)秀案例，如上海中心大廈項目、外灘SOHO項目等。幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),在建筑工程中是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，幕墻企業(yè)要緊跟行業(yè)發(fā)展的需求，加大對新技術(shù)的重視程度，保證企業(yè)在市場中的競爭力。