BIM技術在復雜幕墻工程設計及施工中的應用分析

付智勇

（福建建工集團有限責任公司， 福建 福州 350001）

0 引言

我國經濟技術迅猛發展，各行各業的業務水平都在積極提升，建筑行業也不例外。BIM 技術在積極發展進步，該技術中所建立的信息系統，可以高效地進行資源的交流，以及表達能夠在建筑工程施工過程中，將信息資源得到科學高效的管理，幫助提升建筑工程質量的同時促進行業進步。建筑幕墻工程不僅僅包括對于幕墻的設計及制造，還包括其施工的多個方面，在施工過程中，利用BIM 技術，以高效地促進幕墻設計的施工質量，并且保證目前施工工程能夠結合現代化科學技術，實現智能化的建設與發展。

1 工程簡介

該地塊位于福建省南平市延平區江濱南路232 號，是由裙樓和主樓兩部分部組成。（1）裙樓為玻璃門窗、石材和鋁單板及雨棚等組成。玻璃門窗采用6LowE+9A+6 鋼化中空玻璃，鋁型材采用150 系列。石材采用25mm 厚花崗巖，立柱為12.6#槽鋼，橫梁為L50*5 角鋼。玻璃雨棚采用110 工字鋼、160*80*5 方管等，玻璃為6+1.14pvb+6 夾膠鋼化玻璃，邊緣以2.5mm 鋁單板包邊，二層至五層為玻璃幕墻、石材幕墻和鋁單板幕墻，玻璃為6LowE+9A+6中空玻璃，鋁材使用6063T6。鋁單板為2.5mm 厚，石材為25mm 厚花崗巖。（2）主樓玻璃幕墻采用用6LowE+12A+6 鋼化中空玻璃，鋁材使用150 系列及鋼方管。

2 BIM 技術

所謂BIM 技術，實際上是建筑的信息模型。BIM 技術在應用數字信息的過程中，以仿真技術的模式來對建筑的實際信息進行整體的摸擬演示。在充分利用現代化數字技術的基礎上，利用計算機創建虛擬的建筑物，本身在通過大數據的基礎上，將實際施工數據高效串聯，建立起完整科學的數據庫。與此同時，BIM 技術還實現了從建筑工程以及成本進度信息測算過程中的節約效果，并且通過合理的施工前戲模擬高效避免施工過程中可能存在的一些問題，大大提高了施工建設的科學質量。建筑行業在現代化發展過程中不斷探索性的前進方向，在建筑幕墻逐漸被廣泛應用到系統的建設工程當中時，據我國當前的建筑具體應用情況可以看出，有以下方面的特點。

（1）建筑行業在施工過程中，會將建筑幕墻以及對應的結構主體之間進行連接，在利用連接裝置施工過程中進行可動鏈接，具有非常明顯的便利效果。

（2）在實際建設過程中，木搶的主體建筑結構以及建筑幕墻之間是相對獨立的，不會受到主體的壓力，但是建筑主體結構會承受建筑幕墻結構所帶來的一定壓力。

（3）對于兼職目前的實際建設過程，必須要充分考慮建設整體的美觀性，以及結構性在實際施工過程中，必須結合美學理論，以保證詩社符合設計欣賞的標準。

（4）建筑幕墻在施工過程中具有非常嚴重的危險性，所以在實際施工過程中，也必須要保證施工的安全性，在施工管理過程中，需要進一步監管安全工作，保證在實際建設施工過程中，盡可能減少事故產生。

3 BIM 技術在復雜幕墻工程設計中的應用

在我國，當前建筑結構建設過程中的一項建筑主要形式是幕墻，再是幕墻的建筑形式分為兩種，一種是框架式，一種是單元式。這兩種形式的幕墻結構在施工建設過程中，可以同時進行，主主體施工以及幕墻施工的是單元結構模式，但是框架式的幕墻施工必須按照有關步驟依次進行。本工程玻璃面板最大板塊位于主樓玻璃幕墻部分，尺寸：3000*1085mm，重約1.085*3*（6+6）*2.5kg=97.65kg；石材板塊最大為：600*900mm，重約：78kg*0.6 *0.9=42.12kg。玻璃與石材板塊尺寸重量都為一般普通工程數據，并沒有特大，特重的板塊。實際建筑工程在建設過程中，商業工程為了進一步提高施工效率，一般會選擇單元結構是的幕墻施工方式，將BIM 技術應用到單元結構幕墻的設計和施工當中，以保證節能和可視化的實際效果。

3.1 協同設計

在現代建筑工程施工過程當中，積極的利用BIM 有效技術，可以將整個工程的生產數據以及實際信息融合到信息技術的模型當中。幕墻是現代建筑結構中外墻的主要建筑結構形式，在我國市場中得到了廣泛的應用，在現代化建筑當中，因為框架式的幕墻結構非常復雜，并不適合在現場施工過程中進行模擬，所以多數情況下，需要工廠在施工建設之前進行預制，通過對應的流程以及規格來對幕墻進行實際裝配，從而保證在二次施工過程中的幕墻實際質量，這樣的施工建設方式會更加穩定和成熟。BIM 技術，高效應用，在此過程中可以高效地實現模擬可視化施工，能夠確切保障在施工過程中更加便利快捷，讓施工的每一份構建都能夠高效的達到施工標準。幕墻的建設相關單位都可以通過在信息數據庫中的模型中進行提取，并且對其可以進行可視化直觀的改善和跟進，進而保證在實現復雜幕墻工程協同設計的基礎上，減少在實際過程中的一些施工差距。

3.2 節能設計

但現在建筑過程中的幕墻設計中，利用BIM 技術可以做到數據的更加精準化，并且在施工過程中，工程的室內環境以溫效果都需要進行科學合理的摸擬演示，在BIM 技術應用過程下，施工前就可以對這些問題進行合理的計算。本工程武夷名仕園一期幕墻（二）3#樓工程檢驗批劃分方案。檢驗批劃分：石材幕墻大概面積為9386 ㎡，劃分為十個檢驗批，即一層為兩個檢驗批。金屬幕墻大概面積約為4312 ㎡，由于不連續，兩層劃分為1 個檢驗批，共9 個檢驗批。玻璃幕墻大概面積為11432 ㎡，兩層劃分為一個檢驗批，共劃分為12 個檢驗批。雨棚大概面積為432 ㎡，劃分為一個檢驗批。通過該方案不僅可以高效的優化節能方案，還能進一步減少施工過程中帶來的資源浪費，能夠在建設過程中高效地提升建設的節能效果。

3.3 可視化設計

在建筑幕墻設計過程當中，往往都會存在非常復雜的設計工序，其對應的空間設計及相關結構方面設計會存在著非常嚴重的施工困難，這些困難將導致設計及施工期間存在非常大的差距。在此過程當中，在建設時可以利用BIM 技術實現可視化操作，在幫助幕墻提供良好空間設計效果的基礎上，通過大數據集成方式，將幕墻的設計模型集中道信息元件當中，將所有的信息數據都充分地展現出來，從而為施工過程中的企業監督管理提供高效科學的研究依據。例如（圖一）

圖一 南京武夷凌云閣項目

4 BIM 技術在復雜幕墻施工中的應用

4.1 4D 模擬施工

施工過程中的復雜幕墻施工可以利用Navisworks，將信息數據中的設計需求進行模型與實際進度之間的高效連接，從而實現3D 和4D 結合實踐維度下的施工模擬。目前工程實際施工之前，可以利用4D 技術對施工模型進行充分的了解，并且及時在施工過程中進行進度調整，除此之外，還可以通過施工進度更加準確的對實際施工進度進行組織和安排，從而保證在施工過程中整體施工時間的安排更加合理高效。例如玻璃幕墻結構、埋件的檢查：

（1）埋件左右、上下偏差的檢查（圖示）：

（2）埋件進出檢查

4.2 施工碰撞分析

在復雜幕墻工程的施工建設過程中，經常會出現一些碰撞問題，從而直接影響建筑工程的整體質量，并且為企業帶來非常嚴重的經濟性損失。那么BIM 技術如應用在施工過程中，就可以實現高效的施工合理分析，減少因為設計過程中所存在的一些碰撞或是問題而導致的問題產生，并且能夠高效的避免，因為一些公式錯誤而引起施工碰撞，保證在施工過程中能夠使施工步驟順利有序進行，并且避免經濟損失索耽誤工期的現象產生。

4.3 施工界面分割

建筑過程中的復雜，目前施工需要與其他專業之間進行緊密的聯合，在此過程中，若結合不當，則會造成非常大的沖突，甚至會對整個建筑工程帶來非常大的消極影響。通過BIM 技術的應用，可以減少這種現象的產生，利用大數據進行分析實施工現狀以及有效的數據模型進行下結合，在模擬的過程中進行合理的劃分，從而保證施工工序可以有效進行，在BIM 軟件使用過程當中，為整個施工工程提供更加詳細精準的施工數據，從而保證整個施工的順利進行。

5 結語

總而言之，在現代行業不斷競爭發展的過程中，建筑行業積極的應用BIM技術，高效的解決幕墻工程的施工建設過程中，以及設計過程中的一些關鍵性問題。本工程幕墻施工過程中根據BIM模型和導出的坐標控制點進行放線，提前把異形面板計劃單交給廠家進行生產，大大減少工作量，工期得到了保證，降低了設計和施工成本，同時保證了幕墻效果，得到了業主和建筑設計單位的贊揚。本工程榮獲2017-2018年度第二批福建省“閩江杯”優質專業工程獎。在不斷提高幕墻工程質量以及涉及標準的同時，對BIM 技術的復雜應用進行了充分的整理和分析，進一步為建筑企業的未來可持續建設奠定了堅實的力量。