BIM技术在复杂幕墙工程设计及施工中的应用分析

付智勇

（福建建工集团有限责任公司， 福建 福州 350001）

0 引言

我国经济技术迅猛发展，各行各业的业务水平都在积极提升，建筑行业也不例外。BIM 技术在积极发展进步，该技术中所建立的信息系统，可以高效地进行资源的交流，以及表达能够在建筑工程施工过程中，将信息资源得到科学高效的管理，帮助提升建筑工程质量的同时促进行业进步。建筑幕墙工程不仅仅包括对于幕墙的设计及制造，还包括其施工的多个方面，在施工过程中，利用BIM 技术，以高效地促进幕墙设计的施工质量，并且保证目前施工工程能够结合现代化科学技术，实现智能化的建设与发展。

1 工程简介

该地块位于福建省南平市延平区江滨南路232 号，是由裙楼和主楼两部分部组成。（1）裙楼为玻璃门窗、石材和铝单板及雨棚等组成。玻璃门窗采用6LowE+9A+6 钢化中空玻璃，铝型材采用150 系列。石材采用25mm 厚花岗岩，立柱为12.6#槽钢，横梁为L50*5 角钢。玻璃雨棚采用110 工字钢、160*80*5 方管等，玻璃为6+1.14pvb+6 夹胶钢化玻璃，边缘以2.5mm 铝单板包边，二层至五层为玻璃幕墙、石材幕墙和铝单板幕墙，玻璃为6LowE+9A+6中空玻璃，铝材使用6063T6。铝单板为2.5mm 厚，石材为25mm 厚花岗岩。（2）主楼玻璃幕墙采用用6LowE+12A+6 钢化中空玻璃，铝材使用150 系列及钢方管。

2 BIM 技术

所谓BIM 技术，实际上是建筑的信息模型。BIM 技术在应用数字信息的过程中，以仿真技术的模式来对建筑的实际信息进行整体的摸拟演示。在充分利用现代化数字技术的基础上，利用计算机创建虚拟的建筑物，本身在通过大数据的基础上，将实际施工数据高效串联，建立起完整科学的数据库。与此同时，BIM 技术还实现了从建筑工程以及成本进度信息测算过程中的节约效果，并且通过合理的施工前戏模拟高效避免施工过程中可能存在的一些问题，大大提高了施工建设的科学质量。建筑行业在现代化发展过程中不断探索性的前进方向，在建筑幕墙逐渐被广泛应用到系统的建设工程当中时，据我国当前的建筑具体应用情况可以看出，有以下方面的特点。

（1）建筑行业在施工过程中，会将建筑幕墙以及对应的结构主体之间进行连接，在利用连接装置施工过程中进行可动链接，具有非常明显的便利效果。

（2）在实际建设过程中，木抢的主体建筑结构以及建筑幕墙之间是相对独立的，不会受到主体的压力，但是建筑主体结构会承受建筑幕墙结构所带来的一定压力。

（3）对于兼职目前的实际建设过程，必须要充分考虑建设整体的美观性，以及结构性在实际施工过程中，必须结合美学理论，以保证诗社符合设计欣赏的标准。

（4）建筑幕墙在施工过程中具有非常严重的危险性，所以在实际施工过程中，也必须要保证施工的安全性，在施工管理过程中，需要进一步监管安全工作，保证在实际建设施工过程中，尽可能减少事故产生。

3 BIM 技术在复杂幕墙工程设计中的应用

在我国，当前建筑结构建设过程中的一项建筑主要形式是幕墙，再是幕墙的建筑形式分为两种，一种是框架式，一种是单元式。这两种形式的幕墙结构在施工建设过程中，可以同时进行，主主体施工以及幕墙施工的是单元结构模式，但是框架式的幕墙施工必须按照有关步骤依次进行。本工程玻璃面板最大板块位于主楼玻璃幕墙部分，尺寸：3000*1085mm，重约1.085*3*（6+6）*2.5kg=97.65kg；石材板块最大为：600*900mm，重约：78kg*0.6 *0.9=42.12kg。玻璃与石材板块尺寸重量都为一般普通工程数据，并没有特大，特重的板块。实际建筑工程在建设过程中，商业工程为了进一步提高施工效率，一般会选择单元结构是的幕墙施工方式，将BIM 技术应用到单元结构幕墙的设计和施工当中，以保证节能和可视化的实际效果。

3.1 协同设计

在现代建筑工程施工过程当中，积极的利用BIM 有效技术，可以将整个工程的生产数据以及实际信息融合到信息技术的模型当中。幕墙是现代建筑结构中外墙的主要建筑结构形式，在我国市场中得到了广泛的应用，在现代化建筑当中，因为框架式的幕墙结构非常复杂，并不适合在现场施工过程中进行模拟，所以多数情况下，需要工厂在施工建设之前进行预制，通过对应的流程以及规格来对幕墙进行实际装配，从而保证在二次施工过程中的幕墙实际质量，这样的施工建设方式会更加稳定和成熟。BIM 技术，高效应用，在此过程中可以高效地实现模拟可视化施工，能够确切保障在施工过程中更加便利快捷，让施工的每一份构建都能够高效的达到施工标准。幕墙的建设相关单位都可以通过在信息数据库中的模型中进行提取，并且对其可以进行可视化直观的改善和跟进，进而保证在实现复杂幕墙工程协同设计的基础上，减少在实际过程中的一些施工差距。

3.2 节能设计

但现在建筑过程中的幕墙设计中，利用BIM 技术可以做到数据的更加精准化，并且在施工过程中，工程的室内环境以温效果都需要进行科学合理的摸拟演示，在BIM 技术应用过程下，施工前就可以对这些问题进行合理的计算。本工程武夷名仕园一期幕墙（二）3#楼工程检验批划分方案。检验批划分：石材幕墙大概面积为9386 ㎡，划分为十个检验批，即一层为两个检验批。金属幕墙大概面积约为4312 ㎡，由于不连续，两层划分为1 个检验批，共9 个检验批。玻璃幕墙大概面积为11432 ㎡，两层划分为一个检验批，共划分为12 个检验批。雨棚大概面积为432 ㎡，划分为一个检验批。通过该方案不仅可以高效的优化节能方案，还能进一步减少施工过程中带来的资源浪费，能够在建设过程中高效地提升建设的节能效果。

3.3 可视化设计

在建筑幕墙设计过程当中，往往都会存在非常复杂的设计工序，其对应的空间设计及相关结构方面设计会存在着非常严重的施工困难，这些困难将导致设计及施工期间存在非常大的差距。在此过程当中，在建设时可以利用BIM 技术实现可视化操作，在帮助幕墙提供良好空间设计效果的基础上，通过大数据集成方式，将幕墙的设计模型集中道信息元件当中，将所有的信息数据都充分地展现出来，从而为施工过程中的企业监督管理提供高效科学的研究依据。例如（图一）

图一 南京武夷凌云阁项目

4 BIM 技术在复杂幕墙施工中的应用

4.1 4D 模拟施工

施工过程中的复杂幕墙施工可以利用Navisworks，将信息数据中的设计需求进行模型与实际进度之间的高效连接，从而实现3D 和4D 结合实践维度下的施工模拟。目前工程实际施工之前，可以利用4D 技术对施工模型进行充分的了解，并且及时在施工过程中进行进度调整，除此之外，还可以通过施工进度更加准确的对实际施工进度进行组织和安排，从而保证在施工过程中整体施工时间的安排更加合理高效。例如玻璃幕墙结构、埋件的检查：

（1）埋件左右、上下偏差的检查（图示）：

（2）埋件进出检查

4.2 施工碰撞分析

在复杂幕墙工程的施工建设过程中，经常会出现一些碰撞问题，从而直接影响建筑工程的整体质量，并且为企业带来非常严重的经济性损失。那么BIM 技术如应用在施工过程中，就可以实现高效的施工合理分析，减少因为设计过程中所存在的一些碰撞或是问题而导致的问题产生，并且能够高效的避免，因为一些公式错误而引起施工碰撞，保证在施工过程中能够使施工步骤顺利有序进行，并且避免经济损失索耽误工期的现象产生。

4.3 施工界面分割

建筑过程中的复杂，目前施工需要与其他专业之间进行紧密的联合，在此过程中，若结合不当，则会造成非常大的冲突，甚至会对整个建筑工程带来非常大的消极影响。通过BIM 技术的应用，可以减少这种现象的产生，利用大数据进行分析实施工现状以及有效的数据模型进行下结合，在模拟的过程中进行合理的划分，从而保证施工工序可以有效进行，在BIM 软件使用过程当中，为整个施工工程提供更加详细精准的施工数据，从而保证整个施工的顺利进行。

5 结语

总而言之，在现代行业不断竞争发展的过程中，建筑行业积极的应用BIM技术，高效的解决幕墙工程的施工建设过程中，以及设计过程中的一些关键性问题。本工程幕墙施工过程中根据BIM模型和导出的坐标控制点进行放线，提前把异形面板计划单交给厂家进行生产，大大减少工作量，工期得到了保证，降低了设计和施工成本，同时保证了幕墙效果，得到了业主和建筑设计单位的赞扬。本工程荣获2017-2018年度第二批福建省“闽江杯”优质专业工程奖。在不断提高幕墙工程质量以及涉及标准的同时，对BIM 技术的复杂应用进行了充分的整理和分析，进一步为建筑企业的未来可持续建设奠定了坚实的力量。