BIM技術在上海浦東機場幕墻上的應用

趙陽陽

摘要：科技的發展讓建筑師原本看上去異想天開的建筑變為現實，幕墻作為建筑師最直觀的藝術表達，其造型也越來越復雜，傳統的設計方式（CAD繪圖）已經不能滿足現狀。BIM技術在近幾年來迅猛發展，為幕墻的設計、加工、安裝等都帶來了深刻的變革。

關鍵詞：BIM技術 大跨幕墻 參數化設計 二次開發

一、前言

近年來，由于計算機的興起，在傳統的建筑行業掀起了一場科技革命。機場航站樓由于承載著一個國家或地區的形象、代表著一個城市的面貌故而在公眾心中占有著特殊的地位。航站樓作為技術復雜，設施完善的重要建筑，它在新技術新材料的應用方面起著主導作為，其新科技的使用也是其他項目的一種參考。航站樓一般造型簡潔、通透，故而多使用大面積的玻璃幕墻，承重結構多使用鋼材。此文以上海浦東機場二期幕墻項目為例子，講述在大分格幕墻的一種設計思路及本項目的幕墻BIM應用。

二、幕墻技術難點與解決方案

一般傳統幕墻豎向分格大橫向分格小，玻璃的自重由橫梁承受，橫梁通過機械連接，將重力傳導到立柱上，再由立柱與主體結構相連。該項目幕墻橫向分格3200mm-4500mm，豎向分格多為1200mm。由于其橫向跨度過大，且一般位置的橫梁后面并無鋼橫梁無法將橫梁作為主受力構件，故而玻璃的重力無法直接作用在橫梁上。而最終的力需要傳遞到主體的鋼結構上，這就迫使我們在橫梁與立柱的交接處下功夫。

按照以往的經驗，在橫梁和立柱的連接處，由于空間狹小，很難在其內部做一套完整的受力穩定且安裝便捷、定位準確的支撐系統。在受力上我們摒棄了傳統使用的鋼插芯或者是鋁插芯，選用了熱浸鍍鋅后再進行表面常溫氟碳噴涂的鑄鋼件。玻璃的自重直接落在鋼鑄件上，鋼鑄件通過預留在立柱上的槽口直接與后面的主體鋼結構相連.這樣就實現了橫梁和立柱都不承受玻璃的自重的目的。為了使其安裝便捷且定位準確，我們采用工廠預拼裝的方式，在前期對型材及鋼鑄件進行分類編號，按照工期的先后順序有序的編號加工幕墻構件。

三、BIM技術與幕墻項目管理的結合

在解決異形幕墻問題上，目前都必須對幕墻的整個外立面進行三維模型的創建，再整合各個專業的三維模型在一起進行幕墻方案的推敲和碰撞的檢測處理，最后在調整后的三維模型的基礎上進行型材及面板的編號加工。該項目在設計階段，BIM技術不僅作為一種設計手段，也是日常各方的會議上主要使用的交流工具。各方不用再在CAD圖紙上去想象各個構件之間的空間關系，結構的偏差導致幕墻需要作出變更或者是機電的走向需要幕墻進行避讓等關系一目了然，大大加快了溝通的效率。

四、BIM技術與幕墻設計加工的結合

BIM模型的優勢不僅僅體現在它的可視化方面，更重要的是，它既表達了外形又承載了構件的信息。在該項目中，幕墻的挑檐呈流動狀，造成了幕墻立面的上檐處處不相等，橫梁與立柱的交接也造成許許多多大小各異的四邊形玻璃，由于航站樓面積大，傳統的統計方式消耗大量的人力和時間，而且信息的正確性也得不到保證。面對這樣的挑戰，我們借助BIM技術的力量，使用參數化的設計方式將鑄鋼件的信息綁定到與之相對應的主體鋼結構立柱里面，將非標準的立柱信息綁定到與之相鄰的面板上，利用他們之間內在的邏輯來優化幕墻局部的效果，先在計算機上把幕墻先造起來。

然后這些儲存在模型里面的數據怎么提取出來呢？即便是使用了BIM軟件，由于幕墻構件繁多，信息種類多種多樣，而且BIM技術人才缺乏大量的數據統計也非常繁瑣。基于現狀，我想到了用二次開發的方式，在BIM軟件的基礎上簡化數據的提取及儲存過程，也可以與企業或者項目標準相結合，輸出具有特定格式的數據，進而可以讓非BIM技術人員也可以享受BIM成果。

五、結束語

隨著幕墻中參數化技術的快速發展，幕墻造型將越來越富有動感和邏輯性，配合計算機強大的計算能力，就能在工期和成本的約束下最大限度的提升幕墻的美感。BIM技術目前在大量異形項目中已經起著不可替代的作用，不管是設計、加工、安裝還是運維階段，BIM技術由于其自身可視化，可存儲的特點，在工程項目中介入的越早越能為工程創造更多的價值。可以預見，將來的工程領域，BIM將作為一種日常的工作手段來使得工程更加透明化、智能化、信息化，終將實現我們智慧城市的目標。