谢攀

摘 要：BIM技术广泛应用于工程建设领域，在工程设计、工程施工和工程项目管理领域都有广泛的应用和实践。尤其是近些年来，我国的工程建设速度发展，随着市场经济的不断发展，人们对建筑的功能性要求也越来越高，大型建筑和超高层建筑的出现恰好满足了大众的这种心理，如雨后春笋般林立而起，成为城市或地区的标志。这些建筑往往具有一个共同的特征，即运用幕墙结构作为建筑的外形装饰材料。幕墙结构不仅能够突出建筑物的气质，而且能够将建筑立面与功能完美统一，适合现代化建筑的需求。幕墙工程由工程设计、加工制造、施工安装等一系列工序紧密相连，需要各工序间交叉配合与协调管理。但是，复杂的建筑外形和不完善的项目管理程序给幕墙工程带来了很大难题。本文对BIM技术在复杂幕墙工程设计及施工中的应用进行探讨，并以工程案例作为说明。

关键词：BIM技术；复杂；幕墙；工程；设计

1 前言

随着国内幕墙行业飞速发展以及人们对建筑美学的更高追求，建筑幕墙已逐渐向构件多元、造型复杂的方向发展，为工程施工带来了众多难题。但由于BIM技术的引入，使复杂的工程问题简单化。BIM在建筑工程领域的广泛应用，已经成为解决幕墙设计和施工过程中复杂方案的设计、材料表自动生成和施工现场指导复杂幕墙施工过程的主要工具。尤其是对于复杂幕墙的设计和施工，BIM技术的应用具有明显的优势。BIM的资源整合能力、可视化的空间模型设计能力及工程协调能力给幕墙工程带来了巨大帮助，推动幕墙行业向更高的层次发展。

2 幕墙的分类

幕墙并不属我国的传统建筑材料，随着建筑高度的增加，对于建筑外立面的美观等要求增多，于是出现了幕墙工程，利用幕墙来实现建筑外立面的美观、保温、隔热等功能。目前幕墙的分类方法主要按照材料分类和按照施工工艺分类两种。按照材料进行分类可以分为玻璃、金属、石材、陶土四种；按照施工工艺分类可以主要分为框架式、半单元式和单元式三种[1]。

3 在复杂幕墙的设计中BIM技术的应用现状

利用BIM技术可以给设计人员提供一个三维可视化的设计工具，通过BIM

工具来进行三维可视化的设计工作，有助于设计师在设计过程中更有画面感，能够在设计的过程中发现出碰撞冲突等问题。因为幕墙工艺对于施工过程中安装的准确性要求更高，在幕墙的拼装过程中，如果出现了施工图纸错误的问题很容易造成幕墙材料浪费和施工工艺质量问题。因此，在设计阶段利用BIM三维可视化的设计优势，有助于减少这种因为设计师设计经验不足而造成的设计冲突。另一方面，幕墙的施工过程中参与的各方主体众多，通常情况下，规模较大的幕墙工程设计主要由设计院、幕墙专业顾问、施工总承包方、幕墙施工企业四方参与完成，前三者负责技术的监督、审批，施工图深化设计的质量控制则主要由施工企业负责。不同责任主体之间可以通过统一的BIM设计管理平台进行审核校核的工作，可以实现信息的实时传递，减少因为信息沟通不畅造成的信息损失、信息浪费和信息失真现象[2]。

4 复杂幕墙施工阶段中BIM技术的应用

4.1 BIM三维协调

三维协调（3D Coordination）是利用BIM三维模型进行安装碰撞审查的一种有效方法。该项目由于主体外幕墙是通过转接件固定到双曲钢螺旋坡道的，螺旋坡道次梁腹板外边线的定位是整体幕墙安装的重要基准。该项目先对已建成的每一根螺旋坡道主钢梁进行三维实测，分别建立实测BIM模型与理论BIM模型，复核其与设计理论位置的偏差，分析已安装的螺旋坡道钢结构对整体幕墙安装的影响[3]。

4.2 场地使用规划

假设项目施工场地空间狭小，整个工程没有垂直运输设施，幕墙框架材料与屋面材料又大又重，安装时必须要吊车配合施工，大量的幕墙材料也需要安放至现场，同时还要留出脚手架、管理配套用房的空间，因此必须进行合理的场地使用规划（Site Utilization Planning）才能使工程施工顺利开展。利用BIM技术根据现场条件、现场安装要求、施工进度安排和各专业施工工作的交错关系进行场地使用规划模拟，合理的规划物料的进场时间、堆放空间、并规划取料路径，在各个阶段都能确保施工现场整齐有序，工程始终顺利推进[4]。同时，还进行了测量放线定位分析验证，以指导现场测量人员进行准确测量，保持施工精度。

4.3 进度控制

项目计划进度表是项目开发的核心时间表，但此类表格复杂难懂，且往往不会根据现场实际变更情况其进行准确调整，使项目管理人员难以对项目进度进行审查跟踪。而利用BIM技术对静态三维模型加入时间轴进行施工模拟以后，原来羞涩难懂的项目计划进度表将以形象的动态三维模型进行表现，并按工程建设状态进行区别显示。该项目在进施工模拟时约定，“已建”的模型用清晰实体表示，“在建”的模型用半透明绿色表示，并显示在建的时间，对于没有按计划施工的“延误”的模型用半透明红色表示，并安排专门的BIM模型管理人员根据现场实际情况对模型数据进行更新维护。通过这种“清晰直白”的表示形式，可以让各相关参与方在项目施工过程中对各自施工工序的穿插协调进行高效沟通，项目管理人员也可以更有效的进行进度跟踪控制[5]。

4.4 质量管理

4.4.1 产品质量管理

假设项目建立的幕墙BIM模型存储了庞大的工程信息，各个构件的规格、材质、尺寸、连接要求等信息都可以在BIM软件平台上上一目了然。从物料采购人员、施工人员到项目管理人员都可以快速查找所需的材料及构配件的详细信息，在工厂预加工阶段物料采购人员可以依据模型信息对其进行质量监督，在现场施工阶段项目管理人员可以对现场施工作业产品进行快速追踪、记录、分析，确保所有产品质量符合设计要求。

4.4.2 技术质量管理

由于传统的施工技术标准文件是由一系列平面技术图纸与文字说明来描述材料的加工安装流程。在实际施工中，材料的加工质量又完全取决于施工人员对技术标准的理解、施工水平和经验能力。该项目幕墙施工精度要求非常高，利用BIM的软件平台制作精确的标准构件模型并动态模拟每种构件的详细施工技术流程，并以此作为施工单位的标准化安装工艺手册对进场施工人员进行施工技术交底，确保施工技术信息的传递不会出现偏差，避免由于施工人员的人为因素导致的施工工艺参差而产生巨大的经济与时间损失。

5 结语

引入BIM技术进行三维协调、施工模拟、规划分析等应用后，大大降低了施工管理的难度，有效控制了不可预见的施工风险。但由于BIM技术的引入时间较晚，一些有价值的应用无法实现，例如深化设计出图、按BIM模型标准构件向工厂下单、编制构件材料跟踪条码等。另外，由于BIM应用规划、管理标准等规范文件的缺乏，也使BIM技术的应用效果没有得到充分发挥，这是在日后进行BIM技术应用必须完善的。

参考文献：

[1] 王剑阁，王焕帅，齐堃.基于BIM技术的项目数据在质量控制方面的应用[J].施工技术，2017（9）：98～102.

[2] 董全波.BIM在建筑幕墙中运用及管理研究[J].建材与装饰，2017（39）：156～157.

[3] 任爱珠.从“甩图板”到BIM—设计院的重要作用[J].土木建筑工程信息技术，2014（1）：1～8.

[4] 劉珩.BIM技术在上海中心大厦外幕墙工程中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2013（5）：79～87+97.

[5] 林彬，梁梁.浅谈“BIM”技术在幕墙工程中的应用[J].门窗，2015（1）：6～7.