BIM技术在异形建筑幕墙中的应用

BIM技术在异形建筑幕墙中的应用

赵瑞川

同圆设计集团有限公司山东济南250101

摘要：社会经济的快速发展，BIM技术在异形建筑幕墙中的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对BIM技术应用展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的应用效果。本文介绍了BIM技术及异形建筑基本情况，详细研究了BIM技术在异形建筑幕墙中的应用。望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。

关键词：BIM技术；异形建筑；幕墙；应用

1前言

在异形建筑幕墙建设过程中，BIM技术的应用是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。

2BIM概述

BIM是设施物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同工作。BIM建立模型时赋予模型建筑信息的属性（如构件的材料、尺寸、配筋和钢号，设备的厂家、型号和功率等）。

目前，建筑幕墙工程信息将对整个建筑工程周期乃至整个建筑物生命周期都会产生重要的影响。对这些信息利用并且处理得好，就能够节省工程的开支，缩短工期，也可惠及工程后期的运营维护。鉴于此，BIM技术应在建筑幕墙行业大力推广。而BIM—建筑信息模型，从二维图纸到三维设计的革命，是一次真正的信息革命。

3异形建筑的产生

随着科技和社会的进步，人们逐渐对建筑外表形态美感也有了追求。涌现出大批建筑师来设计并制造出一些美丽并赋予灵魂的建筑艺术，现阶段，建筑中优秀艺术作品不断涌现，如法国埃菲尔铁塔、澳大利亚的悉尼歌剧院和中国国家体育馆鸟巢等，这些建筑都给人类建筑文化历史留下了很高的文化价值和审美价值。建筑艺术是按照形态美的规律，运用独特的艺术语言，使建筑具有文化价值和审美价值，它是通过建筑形象表现出来的。不同寻常的造型和幕墙设计，确实让建筑风格发生了颠覆性的变化，也给人们的脑海留下深刻的烙印，并成为一种认知，让人们希望去了解和挖掘建筑物的价值。

所谓建筑就是集中在阳光下的三维形态的蕴蓄，是一出精美的、壮丽的舞台剧。建筑的造型美通过加入一些单纯的几何形体，并以此作为基本的结构要素，通过运用数学运算，从而完成建筑中艺术美的充分凸显，完成简洁的立体化空间的表达。纯几何体构建的“建筑化”的公共艺术空间的平面、立面的形态都很规则，并且强调形体大面积的视觉效果，不作过多的细部造型处理，主张体现材料本来的色彩、质感和肌理。对形体进行加减处理，采用切角、削边、凹进、凸起等手法、使建筑形态在光与影、明与暗、虚与实的作用下显得新奇、独特，达到惊人的效果。很多建筑物在设计时就采用了某种理念，利用形态、结构等的相似性，引入象征的各种具体内涵，一种文化、一种理念或者是一种口号等不一而足，希望利用这种象征的手法达到启迪公众的目的。

4BIM技术在异形建筑幕墙中的应用

4.1BIM技术对复杂幕墙的预制装配应用

幕墙的施工技术多采用工厂的预制加工，施工现场的单元式或构件式的拼装过程。拼装的过程中难度高。目前，BIM模拟并指导施工的技术多应用在机电专业，正是因为机电专业同样是安装工程居多。利用BIM模拟施工可以有效地发现施工过程中的矛盾冲突，提前进行施工方案的优化，把问题消除于无形之中。BIM介入预制异形幕墙，能够保证项目全生命周期的顺利完成。BIM通过参数化建模极大地提高工作效率，又能精细到曲面幕墙表皮的划分，还可以减少预制幕墙的出错率。用BIM做预制，使所有的构件都能够做到能量化、能准确预估，那么将会给我们带来无法估计的效益，也能保证最基本的施工安全问题[3]。

4.2BIM技术对异形幕墙的优化设计

通过BIM技术进行幕墙设计，BIM模型中集成了数据信息，在施工模拟阶段通过Navisworks软件把信息模型同施工进度信息进行关联，就形成了3D模型+时间维度形成4D施工进度模拟，通过施工进度的模拟可以直观地看到施工进度，调整施工进度中不合理的地方。另外，可以通过施工进度进行精细化的施工步骤安排，合理安排施工组织方案。很多异形建筑都要寻找规律，找到一个可以定义的体量，用一段弧线生成好的边界，再由边界生成面，通过基于BIM平台的参数化设计能够精准的划分曲面幕墙表皮，计算出最合理的方案。然而，对于异形建筑项目的难点，例如采光顶部分，BIM能对整个采光顶进行参数化设计。由于圆中庭和椭圆中庭的尺度差异较大，被钢结构分隔成的玻璃大小各异，在后期施工时将耗费巨大的成本。使用BIM技术可以使采光顶曲面每块玻璃尽量标准化，异型玻璃数量减少，可以大大节约成本，达到优化设计的目的[4]。

4.3BIM技术对异形幕墙施工中的应用

异形幕墙施工中应用BIM技术，不仅能够发现因为设计失误造成的误差，也能够发现施工工作面空间不够，施工过程中因为施工顺序不同而造成的施工过程中的施工碰撞，从而避免了施工过程中的返工、工期延误等问题。避免了在进行现场安装时，板块安装尺寸误差的不严格控制以及龙骨框架不精确的调整，减少了累积误差较大现象的发生。此外，利用BIM技术合理制定维护计划，从而提高运营与维护阶段管理的效率并且降低维护成本。

4.4施工界面的有序分割

幕墙工程与主体结构工程及机电工程密不可分，如何划分幕墙工程与其他专业施工的界面，提前排除碰撞冲突，避免产生工序混乱等问题一直存在。BIM技术的四维模拟工序将幕墙工程与整个施工进度按照实际施工情况规划区分，形成系统的工序及施工分区。幕墙工程应该何时介入、何时开始加工制作、如何协助其他专业完成与幕墙单元的封口，BIM软件都可以提供详细的信息数据，作为各项工作的协调沟通工具。

5异形建筑幕墙设计施工质量的提升措施

5.1严格遵循设计原则

异形幕墙的大部分构件都是悬挂在建筑物的主体结构之上，不承受主体结构所承受的作用力，并且需要按照保护结构标准设计；在幕墙构件设计时需要考虑的因素很多，例如，重力作用、环境影响、地震作用、位移等诸多因素；在对抗震幕墙设计时，需要考虑设计部件的抗震能力，保证各连接部件的连接紧密，避免因为外力作用而损坏。

5.2严把材料、半成品质量关

幕墙材料是保证其施工质量的基础，更是保证其成品质量的关键因素。例如幕墙施工中使用的龙骨、密封材料、粘结材料等对幕墙质量的影响都很大，所以对这些材料在招标阶段就要严格控制，材料进场时要严格的检测，测定其力学性能和相容性，对于不合格的材料坚决不能在工程上使用。

5.3要严格进行图纸会审

现场的技术人员要严格按照图纸施工，所以设计人员在出图时要仔细进行审核，组织相关单位进行图纸审核，在会上对施工人员提出的问题要给于合理的解释，并做好技术质量的交底工作，尽可能在施工前就把有可能对幕墙质量产生影响的因素消除。

6结束语

总之，在当前各种条件下，BIM技术的实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。

参考文献

[1]张庆锴.浅谈幕墙设计与施工的质量控制[J].江西建材.2017（23）：104+108.

[2]喻颖瑞.大型公共建筑异形幕墙工程施工技术要点分析[J].建材装饰.2017（01）：115-116.