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1、BIM在幕墙工程前期方案的应用 摘要内容BIM技术正在改变着传统工程管理中信息获取和传递的路径。随着经济发展水平的提高，建筑幕墙从简单化、规整化向多元化、复杂化发展，设计方法和设计理念的革新以及施工技术的进步，传统的二维图纸已经无法满足这些复杂建筑幕墙的方案优化、施工深化设计、材料下单以及数据分析的要求，需要借助BIM三维建模软件完成。以曲阜尼山圣境宫像区幕墙工程实例来介绍BIM技术在仿古幕墙工程中的应用。关键词幕墙 BIM 方案深化应用BIM（building information modeling）即建筑信息化模型。BIM技术以其可视化、协同效率高、参数化及对项目全生命周期的关注赢得了建
2、筑行业市场的认可，目前，BIM技术的应用在美国、英国等发达国家的发展和应用已达到一定水平，并得到政府和行业的大力支持。如美国已制定国家BIM标准，要求在政府项目中全面进行推广使用。但是在我国建筑幕墙的应用还处于起步阶段，仅仅在个别难度较高的幕墙项目对BIM技术进行了探索和尝试，其中BIM技术在仿古建筑项目曲阜尼山圣境宫像区幕墙工程方案及深化设计等前期工作进行了应用。本文以曲阜尼山圣境宫像区幕墙工程前期方案阶段为例，分析BIM技术的应用。BIM技术只是在项目中扮演了辅助的角色，但是其在可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等方面的表现已经展示出了它的潜质。现实例来介绍BIM技术在建筑幕墙方案调
3、整及设计深化等各方面的应用。工程实例曲阜尼山圣境宫像区工程曲阜尼山圣境宫像区幕墙工程主要包括石材幕墙、明框玻璃幕墙、仿古铝单板屋檐、砂岩石材幕墙、石材装饰线条、钢结构采光顶、石材雕花幕墙、雕花铝单板幕墙、铝合金百叶窗、断桥隔热窗、石材栏杆等。该项目依山就势而建，大量应用廊柱、穹顶等建筑手法的综合性文化旅游建筑。建筑设计新颖错落有致，退台屋面较多，结构不规则、幕墙工程造型别致，外装飞檐较多，悬挑尺寸较大；设计构架繁琐。（如图1所示）儒宫孔子像该项目土建结构及幕墙设计复杂、技术难度大,传统二维CAD图纸设计仅通过平面、立面、剖面线条来表达建筑构成，但是儒宫建筑群复杂的造型如何进行准确的图纸表达和专
4、业协同，传统靠人脑想象和图纸不切实际，也不能保证数据信息的准确性。而BIM技术可以提供可视化思路，利用BIM技术创建三维模型，可对设计结果进行动态的可视化展示，便于建设单位、设计单位和施工单位能直观地理解设计方案意图，有利于协调工作，模拟现场施工检验设计的可施工性，通过模拟施工，在施工前能预先发现存在的问题，检查施工技术等方面问题，进行优化方案设计工作，与设计单位共同商讨解决，从而出具优化后深化设计图纸。现主要通过以下几部分进行BIM技术应用：项目管理BIM技术方案可视化该项目结构不规则、幕墙工程造型别致，外装飞檐较多，悬挑尺寸较大，设计构架繁琐，传统二维图纸理解难度大，通过BIM技术的工作过
5、程就是三维几何信息、构件属性信息（如铝板的造型尺寸）和规则信息（如在幕墙上设置门窗部位后，自动将洞口体积扣减）的形成的过程。让人们将以往的二维线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们面前，所见即所得。项目管理BIM技术方案协调性协调工作是项目管理工作的重要任务之一，是完成其他目标的重要保障，通过BIM技术进行方案可视化，使建设单位、设计单位及施工单位借助BIM平台进行协调管理工作。施工单位BIM应用，首先提供项目的技术资料、基本数据和系统运行所需要的软硬件及网络环境；协调各职能部门和相关参与人员，完成BIM技术应用的日常管理和深化设计等工作。设计单位BIM应用，配合施工单位实施BIM应
6、用，提交设计图纸及相关技术资料，对于该项目设计单位具有BIM建模能力，并已提交项目方案的三维模型，以避免重复建模，降低BIM应用成本，通过共享平台进行协同设计工作。建设单位BIM应用，按照设计单位和施工单位以建设单位为主导对项目进行的协调分析，进行全过程跟进，通过BIM技术平台进行实时协调沟通，使方案调整等结果分析得以落实，提高办事效率,根据BIM模型，要求各相关单位检查方案等问题，协同处理所发现问题，有利于专业化协调处理项目工作。项目管理BIM技术方案模拟性该项目通过BIM技术对现场进行项目管理模拟，模拟性并不是只能模拟设计出建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物，如方案调整
7、、施工模拟等，分析存在问题为后续工作的顺利开展提供理论依据。项目幕墙设计方案模拟，将二维幕墙设计方案进行三维建模，进行BIM模型对比模拟；进行幕墙样板施工进行全过程模拟计算，实现基于BIM技术的各方面模拟工作，并得出施工优化信息，如：工序、工期、人力、机械、场地平面布置、材料计划等。项目管理BIM技术方案报告分析通过对BIM技术的应用，进行深一层次检测分析，该项目结构复杂，幕墙设计进出面众多，对安全管理尤为重要，尤其是对脚手架的力学分析，进行架体安装模拟，安全评估，解决施工措施问题，为后续现场施工提供指导性意见；对质量管理方面，尤其是石材转角及收口等部位进行碰撞检测，检查铝板收口部位的材料尺寸
8、，模拟石材预排版中的石材色差等质量问题，提出解决方案，达到精细化管理的要求。项目管理BIM技术方案优化性该项目儒宫建筑群结构及幕墙设计复杂程度高，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备进行辅助。仿古建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，以BIM技术作为优化工具提供了对复杂项目节点部位进行优化的可能，解决方案及施工中的具体问题。在该项目中通过BIM技术对优化设计石材幕墙转角部位、外挑大檐口计算、造型铝板安装方式、材料下料、钢骨架排布、石材分格排版、不同材料交界处收口等诸多方面均提供了辅助解决方案。如：该项目儒宫石材幕墙方案为按照其高度进行放坡，对于阳角等节点
9、部位未有明确设计，协调设计单位进行商讨阳角部位转角石材优化方案，因此初步决定石材板材做成海棠角拼角施工完成阳角，然而此设计做法未能够体现出古建筑转角石材的整体厚重感，最终优化为整体转角板材，但这样对幕墙石材下料加工图的准确性以及对现场施工提出了更高的要求。常规的二维制图很难满足深化难度的要求，在采用BIM技术进行三维建模，由方案调整落实至施工深化设计分析，保证设计效果，了解施工难度，深化施工工艺。（如图2所示）转角石材海棠角转角石材整体石材项目管理BIM技术方案可出图性 BIM技术通过对儒宫建筑群进行可视化展示、协调、模拟、优化后，帮助业主出幕墙方案图纸、施工深化设计图纸以及建议改进方案等工作
10、，为幕墙工程方案前期工作提供BIM信息共享，解决具体存在问题，保证图纸质量，进行图纸送审。幕墙工程方案深化设计管理应用只是通过BIM技术分析、梳理各方面设计要素之间的关系，制定科学合理的幕墙方案，保证施工的深化设计质量的一个过程。强化BIM技术对企业发展重要性认识，使BIM技术促进建筑幕墙技术和管理模式的变革，BIM技术的发展为建筑幕墙工程提供了一种重要技术手段，实现对项目管理模拟与评估，为工程项目的设计管理等方面提供了辅助决策支持， BIM技术提高了设计效率，缩短了各方沟通的时间，基于BIM技术的虚拟建造等技术降低了施工阶段的返工，提高了施工质量，消除了安全隐患，BIM技术为后期运营管理提供
11、了精确、大量的设施信息，奠定了良好基础。结语建筑行业的发展趋势是信息化程度更高、更透明化，未来的建筑设计趋势必将由二维走向三维，达到一个新的阶段。随着我国幕墙行业的日趋成熟以及人们对建筑美学的更高追求，建筑幕墙的造型已经进入了复杂多样的设计阶段，对于BIM技术的应用将成为主流，应用的空间也将会更大。参考文献：（1） 何关培。BIM总论M.北京：中国建筑工业出版社，2011 （2） 王陈远。基于BIM的深化设计管理研究J.工程管理学报，2012（4）：12-16（3） 张洋。基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究D.北京：清华大学，2009（4） 王婷，刘莉。利用建筑信息模型（BIM）技术实现建设工程的设计施工一体化J.上海建筑科技，2010（1）：62-63
