BIM在莲塘口岸幕墙工程中的应用

BIM在莲塘口岸幕墙工程中的应用

郑巨川

深圳广田集团股份有限公司广东深圳518003

摘要：中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《2016-2020年建筑信息化发展纲要》中指出，建筑业信息化是建筑业发展战略的重要组成部分，并提出“十三五”期间建筑业信息化发展的目标有“全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM等信息技术的应用能力”。本文以“莲塘口岸幕墙工程”为例，讲述BIM技术在该工程设计和施工的中的具体实践，为幕墙行业BIM应用规范的建立及多专业BIM协同提供极具价值的经验。

关键词：BIM技术；莲塘口岸；幕墙设计

随着经济的发展水平的提高、设计方法和设计理念的革新以及施工技术的进步，建筑幕墙从简单化、规整化向多元化、复杂化发展，传统的二维图元已经难以满足这些复杂建筑幕墙的方案设计、材料下单以及放线定位等的要求，幕墙行业的设计施工越来越需要借助BIM软件完成。

BIM不仅仅是依靠某款软件做出的三维模型，它更承载了所建模型的所需信息。它既是辅助设计施工的工具，更是一种工作方式、思维方式。在幕墙领域过去的既有项目中，BIM通常为解决异形幕墙的设计和施工服务，而本次莲塘口岸幕墙工程，我司对所有异形和非异形幕墙均建立了BIM模型，在使用BIM解决异形幕墙的同时，也探索了BIM技术在传统幕墙的应用[1]。

1项目概况

莲塘口岸项目（如图1所示）位于深圳市罗湖区莲塘街道西南角，是深圳市规划建设的第七座跨境陆路口岸，为货检和旅检综合性陆路口岸，它是中国华南区首个全过程使用BIM设计的政府类公共建筑，通过建立高效、协同工作的BIM管理平台，探索基于BIM的项目全过程管理新流程。

该口岸幕墙工程幕墙系统多样，主要包括为框架式竖明横隐玻璃幕墙、铝板幕墙、全隐框玻璃幕墙、全明框玻璃幕墙、铝合金百叶、点玻雨棚、铝板雨棚等。该工程的结构形式不规则，存在多处单曲面和双曲面幕墙（图2），设计和施工均存在一定的难度。

2BIM技术在设计阶段的应用

2.1常规幕墙

目前国内传统的幕墙设计主要依赖于CAD软件进行二维的图纸绘制，据设计院给定的平立面及结构图纸，进行幕墙系统的深化设计，不同位置绘制幕墙的分格，在幕墙分格的基础上进一步细化为幕墙的节点图，以分格和节点图为依据绘制不同材料的加工图，进行下料加工，进而上墙安装。

对于常规幕墙而言，通过对莲塘口岸各子项直面幕墙的BIM建模，我们可以发现，BIM因其可视化、参数化、协调性和模拟性等特点，在设计阶段中有着传统方法所不具备的优势，具体表现如下：

2.1.1结构复核及碰撞检查

由于BIM模型是一种3D模型，各种构件之间的空间位置关系可以通过模型得到最直观的了解，并可以发现相互影响或碰撞的构建。特别是对于像莲塘项目这样相对比较复杂的项目，单纯应用普通的平立剖面二维图纸已经很难表达全面，应用三维数字技术的BIM作用就显得尤为突出。

2.2异形幕墙

随着现代社会的发展，标新立异的建筑层出不穷，建筑物空间造型的不规则性导致了异形幕墙的出现。顾名思义，异形幕墙是有着特殊形状的幕墙，在空间中呈现出特殊的立面效果，且往往呈曲面的形态。异形幕墙计难度大，传统设计方法难以解决其带来的空间问题，尤其是材料的下料加工方面，仅凭借二位软件的传统设计方法难以提供异形构件的加工尺寸、放线定位等准确数据。因此，对于异形幕墙的处理，往往须借助BIM技术来实现幕墙深化设计工作的正常开展。

莲塘口岸幕墙系统中的旅检大楼竖明横隐幕墙系统由东西两面的82度外倾幕墙和北面的65度外倾幕墙组成，在这两种角度外倾幕墙交汇处的两片曲面幕墙由于外倾角度的不同使其成为双曲面外倾幕墙。由于双曲面和外倾两种空间形式并存，造成的设计难度主要可以归结为1、立柱的防放线定位2、横梁的切割3、横梁角码的切割4、玻璃的冷弯距离的控制5、双曲铝板的加工。

3BIM技术在施工阶段的应用

3.1结构定位

莲塘口岸幕墙项目结构为异形，特别是各转角部位，不但呈弧形，而且表观形态为非常规的单曲面和双曲面，采用常规的二维平面图纸，是不可能完成复杂部位的测量定位放线和安装工作的。

3.2项目进度管控

幕墙进度模型与总包和其他分包专业每周/每月的进度模型通过Navisworks合并，检查各专业组的进度安排是否匹配。

3.3项目成本管控

在不同的施工段建立与进度相匹配的信息模型和数据明细表，可精确计量已完、未完或下一阶段需要完成的工程量，从而得出不同阶段的工程成本情况，便于成本管控。

3.4施工企业打造技术人才

为使BIM成为工作常态，施工企业要从两个方面着手：一是打造一个基础应用人群。就是对各工程项目的工程师进行普遍性的操作培训，使会应用BIM技术的人员占到项目管理人员的60～70%。使各项目都有BIM模型使用的能力，能在深化设计工作中应用BIM进行辅助设计。二是在深化设计中心设立BIM部门，主要承担BIM的管理和研发工作。深化设计中心总部实施BIM的规划和管理工作，依托其在特大项目的分支外派机构，结合具体项目开展并实施具体研发[2]。

4竣工及运维阶段BIM的应用

在建筑设施的生命周期中，运营维护阶段所占的时间最长，但是所能应用的数据与资源却是相对较少。传统的工作流程中，设计、施工建造阶段的数据资料往往无法完整的保留到运维阶段，例如建设途中多次的变更设计，因各种原因，造成在完工后未能妥善整理，造成运维上的困难。

而BIM技术出现，让建筑运维阶段有了新的技术支持，大大提高了管理效率。我们知道，BIM是建筑全生命周期各阶段数据传递之间的问题的解决方案，将建筑项目中所有有用的信息，利用统一的数据格式存储起来，包括建筑项目的空间信息，材料，数量等等。利用此数据标准，在建筑项目的设计阶段，即使用BIM进行设计，建设中如有变更设计也可以及时反应在其中，维护阶段便能得到最完整、最详细的建筑项目信息。

对于莲塘口岸项目，我们在BIM模型中提供面板、龙骨等几何信息、非几何信息便于业主日后的使用及维护。

5结语

综上可以看出，BIM贯穿于莲塘口岸幕墙工程设计、施工以及后期运维的全过程中。BIM不仅是一类软件，更是一种新的思维方式。幕墙行业的发展趋势是设计施工全过程的信息化，未来的设计将借助BIM技术由二维走向三维，达到一个新的阶段，它为整个建筑行业提供了一个应用平台，让业主方、设计方、施工方、运营方、城市管理方能够在同一平台上获取信息展开工作，并且能够通过二次开发拓展模型的应用。随着BIM相关软件的不断完善和丰富，BIM技术必将推动建筑设计乃至建筑工程全行业的技术进步。

参考文献：

[1]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.

[2]王成才，朱敬峰，于德湖，等.基于BIM技术的幕墙工程施工模拟研究[J].青岛理工大学学报，2016，37（1）：114-120.