建筑幕墻工程管理與BIM技術應用的分析

馬俊生

摘 要：在經(jīng)濟發(fā)展程度不斷提升的情況下，建筑工程中的各個項目都增加了技術含量，同時在設計理念方面也不斷進行革新，其中建筑設計中的幕墻工程已經(jīng)從簡單化以及規(guī)整化的模式中逐漸轉向了復雜化以及多元化的發(fā)展方向。因此，傳統(tǒng)設計工作中的二維圖難以滿足較為復雜建筑幕墻的要求，此時就需要借助于建筑中的BIM技術完成相關的建模工作。

關鍵詞：建筑幕墻；工程管理；BIM技術；應用

1 引言

在建設設計方面，各項技術不斷進行創(chuàng)新，其中BIM技術則把建筑信息進行模型化，并將建筑過程實施可視化、參數(shù)化，同時也提升了效率，這就使得建筑工程能夠在全部生命周期中提升綜合效率。正是因為BIM技術具有如此多的優(yōu)點，所以目前的建筑行業(yè)都給予了高度的重視。此項技術在一些發(fā)達國家已經(jīng)得到了廣泛的運用，而我國在幕墻方面的運用還在初級階段，一般情況重視在一些超高層的建筑中進行探索和嘗試。盡管受到一些條件的限制，但是在具體的深化設計中，也開始對這項技術進行采用。

2 建筑幕墻特點

建筑幕墻通常是懸掛在主體結構上，但是在應用過程中不會承擔建筑物的結構負荷，其自身具有良好的結構體系，利用柔性連接件將支撐力量傳遞到主體結構之上，建筑幕墻和主體之間可以采用可動連接方式，使建筑結構能夠更加的美觀。建筑幕墻在當前城市建筑中被廣泛采用，具體來看，建筑幕墻的主要特點有以下幾個：（a）和主體結構之間存在一定的獨立性，幕墻結構不承擔主體結構的相應壓力，但是幕墻結構自身的結構壓力卻會賦予到主體結構上。（b）和主體結構之間可以通過一定的連接裝置進行可動連接，給后期的使用帶來了極大的便利。（c）建筑幕墻必須具備一定的美觀性，在施工和設計中要盡可能的結合美學理論來進行，以體現(xiàn)建筑幕墻的欣賞價值。（d）建筑幕墻施工具備一定的危險性，所以在建筑幕墻的施工過程中應該盡可能地確保施工的安全性，加強施工安全監(jiān)管。

3 碰撞檢測

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；碰撞檢測對項目各專業(yè)交叉干涉提前預警，協(xié)調(diào)并修改相應的設計，免除了現(xiàn)場變更，工程返工等諸多潛在風險和損失。

（1）首先在碰撞檢測軟件平臺中導入完整的參數(shù)化幕墻BIM模型。

（2）然后根據(jù)檢測任務的需要，選擇幕墻系統(tǒng)內(nèi)不同的模型構件、類型或范圍，對待檢模型進行內(nèi)部碰撞檢測。檢測結果將提交程序進行判斷：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)導入內(nèi)部處理模塊，模塊將運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，對模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內(nèi)，則進入流程的下一步。

（3）將幕墻BIM模型與其他相關專業(yè)BIM模型嚴格按照設計圖紙的定位、相互關系，在適當?shù)腂IM軟件環(huán)境下進行疊加及整合，以形成一個分層次、符合工作任務需求的階段性或最終整合的任務BIM模型。

（4）針對幕墻系統(tǒng)與其它相關專業(yè)之間的碰撞問題，對待檢模型進行外部碰撞檢測。與第2步的檢測方法類似：數(shù)據(jù)誤差在范圍內(nèi)的，則進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)將對模型進行修正及更新；如碰撞容許誤差在限制范圍內(nèi)，則進入流程的下一步。

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

（6）本項目通過Revit軟件建立模型，完成整個工程的碰撞檢測，進行了三次主要的碰撞檢測，檢測出幕墻碰撞問題約100處，可規(guī)避的問題80余處，以碰撞檢測報告的方式，上報業(yè)主、設計單位解決問題20余處。

4 參數(shù)化生產(chǎn)及虛擬施工

在項目實施前，通過參數(shù)化生產(chǎn)加工以及動態(tài)模擬現(xiàn)場安裝，可以大幅度提高生產(chǎn)效率和施工效率。

（1）首先通過幕墻單元系統(tǒng)內(nèi)的可調(diào)節(jié)插接構件，調(diào)整板塊之間在15mm范圍內(nèi)錯位拼接的階差（如圖2、3，顯示相鄰兩個板塊之間進出位置有偏差），并結合其針對性的幕墻系統(tǒng)設計以及BIM技術，對該工程數(shù)字化模型中單元板塊的三點控制定位技術，解決了因為曲面形成的板塊之間微小的角度，達到矩形平板單元拼接曲面的效果。

（ 2）利用BIM技術對工程項目進行工程仿真，將模型與實際的施工技術、工期安排、工藝措施等結合，對項目進行預演模擬施工，提前發(fā)現(xiàn)工程中隱藏問題，降低技術風險，也可以實現(xiàn)對工程項目的動態(tài)信息管理。

（3）通過Revit軟件中的三維模型，對單元板塊類型和其參數(shù)化數(shù)據(jù)進行歸納分類，再利用這些數(shù)據(jù)導入Solidworks軟件進行加工建模及下料，比傳統(tǒng)的CAD加工圖的繪制方式，大大的縮短了設計和加工的時間，同時提高了下料設計的準確度。

5 結語

隨著我國建筑行業(yè)發(fā)展，在設計和施工方面都提出了較高的要求，而我國傳統(tǒng)的2D技術已經(jīng)難以滿足當前靈活化以及多元化的建筑結構要求。而對BIM技術在實際建筑中的運用又比較晚，因此，可以借鑒一些發(fā)達國家對BIM技術研究以及實際運用方面的經(jīng)驗，幫助我國建筑工程中幕墻設計走向多元化。

參考文獻：

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

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