某工程幕墻施工階段中BIM技術(shù)應(yīng)用

摘 要 本文主要闡述在進(jìn)行武陵山創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化及公共實訓(xùn)大廈的幕墻施工過程中，如何合理地采取BIM技術(shù)，由此提升其在建筑幕墻中的應(yīng)用價值，希望能夠給同行帶來一定的參考價值。

關(guān)鍵詞 建筑工程;幕墻;施工階段;BIM技術(shù);對策分析

引言

幕墻附著在建筑主體中，是一種無法承重的外圍護(hù)裝飾性墻體。伴隨我國建筑領(lǐng)域發(fā)展的速度越來越快，老百姓對建筑外觀的審美也在發(fā)生著變化，此時幕墻的形態(tài)也趨于多元化。根據(jù)現(xiàn)如今幕墻建筑領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，相關(guān)的工作人員需要靈活地將BIM技術(shù)應(yīng)用在實際工程項目中，充分地發(fā)揮其在建筑幕墻中的效用，進(jìn)而大幅度地提高建筑幕墻施工的水準(zhǔn)。

1工程概述

以武陵山創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化及公共實訓(xùn)大廈為例，該工程位于湖南湘西州。工程規(guī)模為地上21層，幕墻最高標(biāo)高94.320m，其屬于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，本工程的幕墻形式主要包括玻璃幕墻、石材幕墻、鋁板幕墻、輕鋼雨棚、鋁合金百葉等等。所有幕墻用單玻璃均鋼化，并滿足國家有關(guān)安全玻璃的要求;所有的鋼化玻璃應(yīng)檢驗合格，玻璃中不能出現(xiàn)氣泡、氣孔劃痕或其他可見缺陷，不允許玻璃破裂或者變形。所有夾膠玻璃夾膠前都要先將玻璃切割成所需尺寸及形狀，夾膠膜的尺寸亦需切割成所需尺寸及形狀[1]。

2簡述建筑幕墻的建模工作

如果要合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，相關(guān)的工作人員就需要提前準(zhǔn)備好建模有關(guān)的事宜。其大致的流程就是，執(zhí)行人員需要依據(jù)設(shè)計研究單位提供的鋼結(jié)構(gòu)來規(guī)劃施工圖，然后利用建模繪圖軟件來完成三維節(jié)點的放樣工作，從而順利獲取節(jié)點的尺寸大小以及對應(yīng)的關(guān)系。因為建模軟件繁多，相關(guān)的工作人員可以依據(jù)建筑工程的特征以及軟件的適用屬性，來選取最為適宜的建模軟件。接著再利用有限的軟件來進(jìn)一步解析模擬施工的流程，而且還需要綜合設(shè)計的結(jié)果予以比較，由此獲得鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點在幕墻施工期間的內(nèi)力變化狀況，讓工程從業(yè)人員可以提前明確各個節(jié)點在施工期間所呈現(xiàn)出的敏感度。盡可能地利用深化軟件來加強出圖的效率，而且還需要將圖紙推行至加工生產(chǎn)過程中去。不僅如此，還能夠利用其他的輔助軟件為現(xiàn)場施工提供專業(yè)化的指導(dǎo)。

（1）材料族的建模工作分析。如果建模采取嵌套族的方式，此時，相關(guān)的工作人員就需要對建模幕墻項目所需的材料進(jìn)行建模處置。通常采取得較多的軟件即Revit系列軟件，利用它構(gòu)建常規(guī)族，在部分情況下，還需要對釘子或柳丁等構(gòu)建進(jìn)行建模處理。利用Revit軟件能夠有效地處置好幕墻施工期間所需的材料模型，然后分析相應(yīng)的模控件、材質(zhì)以及規(guī)模數(shù)據(jù)。

（2）嵌套族的生成工作分析。嵌套族即從一個族中鑲嵌至其他的族群之中，這就是為了更加有效地實現(xiàn)各族間的合理鑲嵌。例如，幕墻作為構(gòu)件式的結(jié)構(gòu)幕墻，相關(guān)的工作人員需要在組合構(gòu)件完成后，才能進(jìn)行幕墻建模工作。如果項目的幕墻結(jié)構(gòu)相對繁雜，此時相關(guān)的工作人員就需要對比它們的尺寸，只有達(dá)成統(tǒng)一后才能產(chǎn)出嵌套族，在情況允許時還需要導(dǎo)入構(gòu)件。

（3）幕墻的建模工作分析。在材料建模環(huán)節(jié)結(jié)束后，相關(guān)的工作人員就需要統(tǒng)一處置工程的模板，然后繼導(dǎo)入立面圖、幕墻剖面圖以及相應(yīng)的CAD版軸網(wǎng)，如此一來，相關(guān)的工作人員就需要導(dǎo)入材料模型導(dǎo)入，最后定位處置立面圖以及剖面圖。

（4）深化設(shè)計觀念。如果相關(guān)的工作人員在詳盡分析完工程圖紙之后，依然存在不明晰的問題，就會提升鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工制作的難度系數(shù)。首先要構(gòu)建起鋼結(jié)構(gòu)的BIM平臺，接著在正式施工之前，整合出設(shè)計圖紙內(nèi)現(xiàn)存的疑點，接著利用數(shù)字化平臺，將鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個桿件的加工環(huán)節(jié)進(jìn)行可視化地呈現(xiàn)，接著也能夠通過計算機設(shè)施將鋼結(jié)構(gòu)預(yù)拼裝空間予以擬化，獲得鋼結(jié)構(gòu)加工圖紙，利用該圖紙來進(jìn)一步引導(dǎo)后續(xù)的幕墻施工項目[2]。

3幕墻施工的特征及其難點分析

3.1 幕墻施工的主要特征分析

首先，附著性幕墻施工是依據(jù)規(guī)劃圖紙規(guī)定的，相關(guān)的施工人員需要把多種裝飾材料合理而有效地穩(wěn)固于被飾體上，從而達(dá)到穩(wěn)固、美觀的效果，此時怎樣科學(xué)實現(xiàn)裝飾實體地穩(wěn)固目的成為最主要的問題。其次，個性化幕墻項目具備產(chǎn)品巨大、不可轉(zhuǎn)移的特征，依據(jù)客戶的不同需要，裝飾工程逐漸趨于個性多元化，其很難進(jìn)行大批量地生產(chǎn)。第三，組合性幕墻項目是依據(jù)設(shè)計人員的既定目標(biāo)，將各個材料有機地結(jié)合在一起，這就包括鋁單板、石材、玻璃等，不同的位置還關(guān)乎到不同材料的搭載工作，一旦搭載的效果不佳，那就會衍生出大量的裂縫問題。

3.2 裝飾施工的主要難點分析

首先，在選材下料方面，為了盡可能地提升裝飾實體地美感，此時需要采用諸多類型的材料，這就會出現(xiàn)較為繁雜的構(gòu)造，同時對于構(gòu)配件而言，安裝的精度標(biāo)準(zhǔn)較高，在施工期間進(jìn)行精準(zhǔn)下料存在一定的難度，此時加工出的材料很難達(dá)到既定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其次，材料的統(tǒng)計裝飾項目是通過許多造型煩瑣的構(gòu)配件組建而成的，同一個構(gòu)成部分，其采取材料的大小也各不相同，如此一來就給工程材料的精準(zhǔn)統(tǒng)計帶來了諸多的挑戰(zhàn)。第三，技術(shù)交底環(huán)節(jié)對于較為煩瑣的裝飾項目而言，細(xì)部構(gòu)造的施工會給操作人員帶來巨大的挑戰(zhàn)，針對部分新技藝，只有采取BIM技術(shù)，通過整合多方面信息數(shù)據(jù)，以此作為主要的模型基石，搭建起相應(yīng)的建筑模型，利用數(shù)字信息仿真擬化建筑物所存在的真實信息。BIM技術(shù)最明顯的優(yōu)勢在于其具備顯著的模擬性，不僅能夠為建筑實體提供超強模擬，同時還能夠?qū)φ麄€流程予以模擬，為施工方案的改善及完備奠定基礎(chǔ)[3]。

4幕墻施工階段的BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，需要投入大批量的工程物料，使用合理的工藝技術(shù)，從而有效地確保工程的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量不受到影響。本幕墻項目在施工過程中，根據(jù)施工現(xiàn)有的狀況，利用BIM技術(shù)予以建模，對施工預(yù)案進(jìn)行合理地改善。在外幕墻項目施工過程中，相關(guān)的工作人員需要采取Revit軟件構(gòu)建整個大樓的基本模型，同時導(dǎo)入至針對性的物理及功能信息，以此當(dāng)作項目信息管控的基礎(chǔ)。

4.1 幕墻加工下料時期應(yīng)用分析

在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，進(jìn)行幕墻施工下料的主要目的就在于確保構(gòu)件加工及單元板塊的組裝完整。伴隨我國多元化、個性化的建筑逐漸涌現(xiàn)，如何確保幕墻構(gòu)件的加工以及裝配達(dá)到既定的精準(zhǔn)程度，始終是工程難點所在。在本工程幕墻施工階段，其BIM技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在如下幾個方面。

首先，在構(gòu)件加工方面，本項目外幕墻嵌板眾多，各個單元最少就涵括了三項不同類型的構(gòu)件。在此過程中，復(fù)雜幕墻構(gòu)件通常屬于弧形幕墻構(gòu)件。相關(guān)的工作人員在提取幕墻加工過程中的數(shù)據(jù)時，需要將模型進(jìn)一步細(xì)化，這樣才能夠確保幕墻設(shè)計的合理性，有效地解決好加工信息海量以及隨之而來的高風(fēng)險問題，提升了構(gòu)件的加工精確程度。

其次，在構(gòu)件定位方面，相關(guān)的施工人員為了有效地進(jìn)行施工下料，在建模的過程中需要對幕墻構(gòu)件予以編碼，同時還需要對構(gòu)件予以定位，這樣有助于在后續(xù)安裝時保持相應(yīng)的專業(yè)性。第三，在構(gòu)件精度方面，建筑幕墻作為建筑主體工程的重要附屬環(huán)節(jié)，在建設(shè)項目期間，通常留給建筑幕墻作業(yè)的時間較少，如此一來，相關(guān)的幕墻施工人員需要預(yù)先作好相應(yīng)的準(zhǔn)備，比如說，可以把施工期間所需的物料準(zhǔn)備好，由此達(dá)到幕墻施工工期所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，不過幕墻節(jié)點較多，構(gòu)件類型多元，倘若將各個節(jié)點或各個桿件通過BIM技術(shù)呈現(xiàn)出來，就不可避免地增加相應(yīng)的時間成本以及人力成本。根據(jù)實踐證明，本項目對幕墻構(gòu)件建模精度屬于LOD300，也就是呈現(xiàn)出幕墻嵌板及龍骨。

4.2 施工安裝時BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

（1）規(guī)劃場地。幕墻項目的場地都較為狹窄，這就會給施工工作帶來一定的限制，本項目采取BIM技術(shù)輔助幕墻工程進(jìn)行推進(jìn)。大致流程就是，采取BIM技術(shù)預(yù)估幕墻項目的施工基礎(chǔ)以及安裝標(biāo)準(zhǔn)—擬化對應(yīng)數(shù)據(jù)—計算施工進(jìn)程—合理布局場地的使用情況，這就涵括了項目所需物料的進(jìn)場時間、堆放時間、取料線路等等，由此確保施工質(zhì)量可靠。

（2）模擬施工。框架式幕墻的安裝過程可以歸納為放樣定位—裝配支座—安置立柱—安置橫梁—擺放玻璃—打膠―清理。本項目采用BIM技術(shù)模型，通過定義構(gòu)件之間的綁定聯(lián)系，擬化整個項目的作業(yè)次序，改善和優(yōu)化相應(yīng)的施工方案，科學(xué)開展下料及加工工作，這不僅能夠提升項目施工的質(zhì)量水平以及外觀效果，同時還能夠縮短工期。

5結(jié)束語

綜上所述，因為建筑工程較為復(fù)雜，過往傳統(tǒng)的二維軟件越來越難跟上時代，很難滿足建筑幕墻的設(shè)計、安裝等標(biāo)準(zhǔn)，需要構(gòu)建相應(yīng)的三維模型，希望本文能夠給BIM技術(shù)地推廣奠定一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉肖敏.BIM技術(shù)在幕墻工程中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016（17）：240.

[2] 李享，楊婉.BIM技術(shù)在某工程幕墻施工階段的應(yīng)用研究[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019（1）：58-60.

[3] 寇永聰，劉曉芳，吳海輝，等.BIM技術(shù)在某工程幕墻施工階段的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（1）：190-192.

作者簡介

陳在東（1984-），男，湖南長沙人;學(xué)歷：本科，職稱：工程師;現(xiàn)就職單位：湖南明泰項目管理有限公司，研究方向：項目管理及技術(shù)咨詢。