謝攀

摘 要：BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域，在工程設(shè)計(jì)、工程施工和工程項(xiàng)目管理領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐。尤其是近些年來，我國的工程建設(shè)速度發(fā)展，隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對建筑的功能性要求也越來越高，大型建筑和超高層建筑的出現(xiàn)恰好滿足了大眾的這種心理，如雨后春筍般林立而起，成為城市或地區(qū)的標(biāo)志。這些建筑往往具有一個共同的特征，即運(yùn)用幕墻結(jié)構(gòu)作為建筑的外形裝飾材料。幕墻結(jié)構(gòu)不僅能夠突出建筑物的氣質(zhì)，而且能夠?qū)⒔ㄖ⒚媾c功能完美統(tǒng)一，適合現(xiàn)代化建筑的需求。幕墻工程由工程設(shè)計(jì)、加工制造、施工安裝等一系列工序緊密相連，需要各工序間交叉配合與協(xié)調(diào)管理。但是，復(fù)雜的建筑外形和不完善的項(xiàng)目管理程序給幕墻工程帶來了很大難題。本文對BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程設(shè)計(jì)及施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討，并以工程案例作為說明。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；復(fù)雜；幕墻；工程；設(shè)計(jì)

1 前言

隨著國內(nèi)幕墻行業(yè)飛速發(fā)展以及人們對建筑美學(xué)的更高追求，建筑幕墻已逐漸向構(gòu)件多元、造型復(fù)雜的方向發(fā)展，為工程施工帶來了眾多難題。但由于BIM技術(shù)的引入，使復(fù)雜的工程問題簡單化。BIM在建筑工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為解決幕墻設(shè)計(jì)和施工過程中復(fù)雜方案的設(shè)計(jì)、材料表自動生成和施工現(xiàn)場指導(dǎo)復(fù)雜幕墻施工過程的主要工具。尤其是對于復(fù)雜幕墻的設(shè)計(jì)和施工，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢。BIM的資源整合能力、可視化的空間模型設(shè)計(jì)能力及工程協(xié)調(diào)能力給幕墻工程帶來了巨大幫助，推動幕墻行業(yè)向更高的層次發(fā)展。

2 幕墻的分類

幕墻并不屬我國的傳統(tǒng)建筑材料，隨著建筑高度的增加，對于建筑外立面的美觀等要求增多，于是出現(xiàn)了幕墻工程，利用幕墻來實(shí)現(xiàn)建筑外立面的美觀、保溫、隔熱等功能。目前幕墻的分類方法主要按照材料分類和按照施工工藝分類兩種。按照材料進(jìn)行分類可以分為玻璃、金屬、石材、陶土四種；按照施工工藝分類可以主要分為框架式、半單元式和單元式三種[1]。

3 在復(fù)雜幕墻的設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

利用BIM技術(shù)可以給設(shè)計(jì)人員提供一個三維可視化的設(shè)計(jì)工具，通過BIM

工具來進(jìn)行三維可視化的設(shè)計(jì)工作，有助于設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中更有畫面感，能夠在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)出碰撞沖突等問題。因?yàn)槟粔に噷τ谑┕み^程中安裝的準(zhǔn)確性要求更高，在幕墻的拼裝過程中，如果出現(xiàn)了施工圖紙錯誤的問題很容易造成幕墻材料浪費(fèi)和施工工藝質(zhì)量問題。因此，在設(shè)計(jì)階段利用BIM三維可視化的設(shè)計(jì)優(yōu)勢，有助于減少這種因?yàn)樵O(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足而造成的設(shè)計(jì)沖突。另一方面，幕墻的施工過程中參與的各方主體眾多，通常情況下，規(guī)模較大的幕墻工程設(shè)計(jì)主要由設(shè)計(jì)院、幕墻專業(yè)顧問、施工總承包方、幕墻施工企業(yè)四方參與完成，前三者負(fù)責(zé)技術(shù)的監(jiān)督、審批，施工圖深化設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制則主要由施工企業(yè)負(fù)責(zé)。不同責(zé)任主體之間可以通過統(tǒng)一的BIM設(shè)計(jì)管理平臺進(jìn)行審核校核的工作，可以實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時傳遞，減少因?yàn)樾畔贤ú粫吃斐傻男畔p失、信息浪費(fèi)和信息失真現(xiàn)象[2]。

4 復(fù)雜幕墻施工階段中BIM技術(shù)的應(yīng)用

4.1 BIM三維協(xié)調(diào)

三維協(xié)調(diào)（3D Coordination）是利用BIM三維模型進(jìn)行安裝碰撞審查的一種有效方法。該項(xiàng)目由于主體外幕墻是通過轉(zhuǎn)接件固定到雙曲鋼螺旋坡道的，螺旋坡道次梁腹板外邊線的定位是整體幕墻安裝的重要基準(zhǔn)。該項(xiàng)目先對已建成的每一根螺旋坡道主鋼梁進(jìn)行三維實(shí)測，分別建立實(shí)測BIM模型與理論BIM模型，復(fù)核其與設(shè)計(jì)理論位置的偏差，分析已安裝的螺旋坡道鋼結(jié)構(gòu)對整體幕墻安裝的影響[3]。

4.2 場地使用規(guī)劃

假設(shè)項(xiàng)目施工場地空間狹小，整個工程沒有垂直運(yùn)輸設(shè)施，幕墻框架材料與屋面材料又大又重，安裝時必須要吊車配合施工，大量的幕墻材料也需要安放至現(xiàn)場，同時還要留出腳手架、管理配套用房的空間，因此必須進(jìn)行合理的場地使用規(guī)劃（Site Utilization Planning）才能使工程施工順利開展。利用BIM技術(shù)根據(jù)現(xiàn)場條件、現(xiàn)場安裝要求、施工進(jìn)度安排和各專業(yè)施工工作的交錯關(guān)系進(jìn)行場地使用規(guī)劃模擬，合理的規(guī)劃物料的進(jìn)場時間、堆放空間、并規(guī)劃取料路徑，在各個階段都能確保施工現(xiàn)場整齊有序，工程始終順利推進(jìn)[4]。同時，還進(jìn)行了測量放線定位分析驗(yàn)證，以指導(dǎo)現(xiàn)場測量人員進(jìn)行準(zhǔn)確測量，保持施工精度。

4.3 進(jìn)度控制

項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度表是項(xiàng)目開發(fā)的核心時間表，但此類表格復(fù)雜難懂，且往往不會根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際變更情況其進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整，使項(xiàng)目管理人員難以對項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行審查跟蹤。而利用BIM技術(shù)對靜態(tài)三維模型加入時間軸進(jìn)行施工模擬以后，原來羞澀難懂的項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度表將以形象的動態(tài)三維模型進(jìn)行表現(xiàn)，并按工程建設(shè)狀態(tài)進(jìn)行區(qū)別顯示。該項(xiàng)目在進(jìn)施工模擬時約定，“已建”的模型用清晰實(shí)體表示，“在建”的模型用半透明綠色表示，并顯示在建的時間，對于沒有按計(jì)劃施工的“延誤”的模型用半透明紅色表示，并安排專門的BIM模型管理人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行更新維護(hù)。通過這種“清晰直白”的表示形式，可以讓各相關(guān)參與方在項(xiàng)目施工過程中對各自施工工序的穿插協(xié)調(diào)進(jìn)行高效溝通，項(xiàng)目管理人員也可以更有效的進(jìn)行進(jìn)度跟蹤控制[5]。

4.4 質(zhì)量管理

4.4.1 產(chǎn)品質(zhì)量管理

假設(shè)項(xiàng)目建立的幕墻BIM模型存儲了龐大的工程信息，各個構(gòu)件的規(guī)格、材質(zhì)、尺寸、連接要求等信息都可以在BIM軟件平臺上上一目了然。從物料采購人員、施工人員到項(xiàng)目管理人員都可以快速查找所需的材料及構(gòu)配件的詳細(xì)信息，在工廠預(yù)加工階段物料采購人員可以依據(jù)模型信息對其進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，在現(xiàn)場施工階段項(xiàng)目管理人員可以對現(xiàn)場施工作業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行快速追蹤、記錄、分析，確保所有產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

4.4.2 技術(shù)質(zhì)量管理

由于傳統(tǒng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件是由一系列平面技術(shù)圖紙與文字說明來描述材料的加工安裝流程。在實(shí)際施工中，材料的加工質(zhì)量又完全取決于施工人員對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解、施工水平和經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?。該?xiàng)目幕墻施工精度要求非常高，利用BIM的軟件平臺制作精確的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件模型并動態(tài)模擬每種構(gòu)件的詳細(xì)施工技術(shù)流程，并以此作為施工單位的標(biāo)準(zhǔn)化安裝工藝手冊對進(jìn)場施工人員進(jìn)行施工技術(shù)交底，確保施工技術(shù)信息的傳遞不會出現(xiàn)偏差，避免由于施工人員的人為因素導(dǎo)致的施工工藝參差而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)與時間損失。

5 結(jié)語

引入BIM技術(shù)進(jìn)行三維協(xié)調(diào)、施工模擬、規(guī)劃分析等應(yīng)用后，大大降低了施工管理的難度，有效控制了不可預(yù)見的施工風(fēng)險(xiǎn)。但由于BIM技術(shù)的引入時間較晚，一些有價值的應(yīng)用無法實(shí)現(xiàn)，例如深化設(shè)計(jì)出圖、按BIM模型標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件向工廠下單、編制構(gòu)件材料跟蹤條碼等。另外，由于BIM應(yīng)用規(guī)劃、管理標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范文件的缺乏，也使BIM技術(shù)的應(yīng)用效果沒有得到充分發(fā)揮，這是在日后進(jìn)行BIM技術(shù)應(yīng)用必須完善的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王劍閣，王煥帥，齊堃.基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)在質(zhì)量控制方面的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2017（9）：98～102.

[2] 董全波.BIM在建筑幕墻中運(yùn)用及管理研究[J].建材與裝飾，2017（39）：156～157.

[3] 任愛珠.從“甩圖板”到BIM—設(shè)計(jì)院的重要作用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2014（1）：1～8.

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

[5] 林彬，梁梁.淺談“BIM”技術(shù)在幕墻工程中的應(yīng)用[J].門窗，2015（1）：6～7.