摘要：自改革開放以來我們國家的建筑工程不僅僅在數(shù)量和規(guī)模上獲得了極大的發(fā)展，還在建筑技術(shù)的發(fā)展方面得到了很大的進(jìn)步。在這其中，以BIM平臺(tái)為基礎(chǔ)的建筑技術(shù)就得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。文章對(duì)基于BIM平臺(tái)的復(fù)雜曲面幕墻工程設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出具體的施工實(shí)踐方法，希望對(duì)相關(guān)人員有所啟發(fā)。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜曲面幕墻；建筑工程設(shè)計(jì)；施工；BIM平臺(tái)
BIM是Building Information Modeling的全稱，其應(yīng)用是建筑工程廣泛開始信息化進(jìn)程的一個(gè)重要體現(xiàn)，自2009年開始在中國發(fā)展以來，已經(jīng)在諸多的建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中得到了大量的應(yīng)用。隨著建筑工程對(duì)于審美有了越來越高的要求，比較復(fù)雜的曲面幕墻的設(shè)計(jì)和施工過程有了大量的BIM應(yīng)用，為幕墻的施工節(jié)省了施工時(shí)間的同時(shí)，也降低了幕墻設(shè)計(jì)和施工的成本，故而基于BIM平臺(tái)幕墻施工的相關(guān)內(nèi)容和要素需要進(jìn)行深入的分析和全面的掌握，以利于建筑行業(yè)的發(fā)展。
一、BIM的簡介
1、BIM的定義
BIM的廣泛使用，其本質(zhì)是建筑行業(yè)的數(shù)字化，BIM的定義組成可以分為三個(gè)部分，其一是對(duì)建筑項(xiàng)目物理信息與功能信息表達(dá)的數(shù)字化，其二是BIM應(yīng)當(dāng)被看成提供建筑工程信息的傳送和共享功能的一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其三是BIM可以作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)化的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，其目的是為了通過數(shù)字化的協(xié)同來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工效率的提高。
2、BIM的主要作用
BIM有非常多的優(yōu)勢來協(xié)調(diào)建筑工程的多方面信息，提高建筑工程各個(gè)環(huán)節(jié)的工作效率，并且顯著降低其成本，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：
（1）建筑信息的可視化
相比較于傳統(tǒng)的施工藍(lán)圖對(duì)于建筑工程節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件等信息進(jìn)行的二維表達(dá)方式來講，BIM技術(shù)的信息可視化具有明顯的優(yōu)勢，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的建筑來講，傳統(tǒng)的表達(dá)方式很難直觀體現(xiàn)出建筑工程的多層面信息，而BIM的應(yīng)用，能夠是建筑工程的設(shè)計(jì)和施工以及對(duì)于建筑工程的管理都以三維立體的形式表現(xiàn)出來，提高了可視化程度。
（2）協(xié)調(diào)多個(gè)工程模塊的設(shè)計(jì)和施工
建筑工程的設(shè)計(jì)和施工，尤其是大型的建筑工程，通常由數(shù)量比較多的模塊所組成，眾多的模塊的設(shè)計(jì)和施工過程所產(chǎn)生的沖突在傳統(tǒng)的技術(shù)限制條件下，會(huì)采取“先發(fā)現(xiàn)、再協(xié)調(diào)”的方式進(jìn)行，導(dǎo)致了其效率比較低，而BIM的模型碰撞測試能夠高效解決這些問題，其應(yīng)用為事先協(xié)調(diào)的方式提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
（3）較強(qiáng)的模擬能力進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的方案優(yōu)化
BIM具有比較強(qiáng)的模擬能力，目前能夠做到5D效果的模擬，即將施工信息的3D模型圖與時(shí)間和資金成本進(jìn)行合并后，形成動(dòng)態(tài)化的模型，可以將不同施工方案的時(shí)間成本與資金成本進(jìn)行明確的對(duì)照，這對(duì)于施工方案和流程的優(yōu)化起到了積極的作用。
二、BIM在幕墻施工中的應(yīng)用案例
幕墻的設(shè)計(jì)和施工，尤其是復(fù)雜的曲面幕墻或者雙曲面幕墻，是在整個(gè)建筑工程的造價(jià)當(dāng)中占用比例比較高的一項(xiàng)。由于近些年以來人們對(duì)于建筑的要求不僅僅局限于其實(shí)用性，還對(duì)其審美與社會(huì)含義有了更高的要求，這種情況下比較復(fù)雜的幕墻就是一個(gè)重要的表達(dá)方式，這種比較復(fù)雜的幕墻工程的普及也得益于BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在我們國家的多個(gè)城市建筑當(dāng)中，都包含了比較復(fù)雜的幕墻工程，為建筑本身增添了很強(qiáng)的文化意義。
復(fù)雜幕墻的施工案例非常多，比較知名的復(fù)雜幕墻建筑案例有上海中心、東吳文化中心、天津市的周大福等建筑，這些建筑工程的幕墻為整體建筑的美觀和文化內(nèi)涵的豐富起到了重要的作用。以東吳文化中心的水滴外立面幕墻和GRC 雙曲面幕墻為例，多種復(fù)雜幕墻將1號(hào)樓和2號(hào)樓的不同文化內(nèi)涵進(jìn)行了淋漓盡致的表現(xiàn)，為其造型的完整性和審美提供了很大的幫助。
三、BIM在復(fù)雜曲面幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
BIM在復(fù)雜曲面幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在方案的設(shè)計(jì)、投標(biāo)階段和專業(yè)協(xié)同三個(gè)方面，在其中每個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了其獨(dú)有的優(yōu)勢。
1、方案設(shè)計(jì)
BIM的應(yīng)用能夠?qū)鹘y(tǒng)的AutoCAD 等二維設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變?yōu)?D的設(shè)計(jì)方式的同時(shí)增加多個(gè)項(xiàng)目參數(shù)的驅(qū)動(dòng)效果，在設(shè)計(jì)效率提高的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)畫漫游的方式來展現(xiàn)設(shè)計(jì)效果，這為投資者在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選擇中的設(shè)計(jì)效果展示和設(shè)計(jì)中一些問題的發(fā)現(xiàn)提供了更有利的條件，同時(shí)為方案的可行性論證提供了直接的模型證明。
2、投標(biāo)
建筑工程的投標(biāo)依據(jù)是工程造價(jià)的概預(yù)算與其設(shè)計(jì)方案的合理性，在基于BIM的幕墻建設(shè)工程的投標(biāo)中，這兩方面的因素都可以進(jìn)行更高效的考量。首先BIM與現(xiàn)階段軟件市場當(dāng)中很多的建筑工程概預(yù)算軟件有很好的兼容性，通過工程概預(yù)算軟件的計(jì)算可以非常科學(xué)的得出幕墻工程的造價(jià)概預(yù)算，對(duì)于工程造價(jià)的概預(yù)算不太專業(yè)的投標(biāo)者也可以得到比較真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，提高了投標(biāo)工作的效率。同時(shí)由于很多投標(biāo)者對(duì)于2D圖紙的理解專業(yè)性存在一定的差異，與傳統(tǒng)的 CAD 二維圖紙相比，BIM技術(shù)可以使投標(biāo)者通過方案設(shè)計(jì)的5D模擬效果直觀感受整體幕墻工程的設(shè)計(jì)情況以及施工過程，了解施工的時(shí)間進(jìn)度和每個(gè)施工階段的資金使用，以及施工完成之后的效果，使投標(biāo)者對(duì)于整體的方案設(shè)計(jì)和施工進(jìn)程的設(shè)計(jì)有更深刻、更直觀的認(rèn)知。
3、專業(yè)協(xié)同
以往的二維圖紙對(duì)于不同模塊設(shè)計(jì)師的協(xié)同效果是一個(gè)比較大的障礙，例如在二維圖紙的設(shè)計(jì)當(dāng)中，就經(jīng)常有結(jié)構(gòu)梁板的標(biāo)高與管線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突這種比較低級(jí)的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其會(huì)隨著幕墻工程的復(fù)雜性越強(qiáng)，這種不協(xié)同現(xiàn)象的發(fā)生率就越高。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以很好的解決這一問題，BIM為設(shè)計(jì)師提供了模擬和分析模塊，是多個(gè)部分的獨(dú)立設(shè)計(jì)師能夠進(jìn)行良好的溝通和協(xié)調(diào)，提升了整體的設(shè)計(jì)效率。
四、BIM在幕墻施工中的應(yīng)用優(yōu)勢
1、項(xiàng)目管理的協(xié)調(diào)
BIM的應(yīng)用為項(xiàng)目的管理提供了多種便利，其中最重要的就是BIM能夠?qū)⒑芏喙ぷ髁勘容^大的重復(fù)性計(jì)算由計(jì)算機(jī)來進(jìn)行，從而給項(xiàng)目管理的人員節(jié)約了大量的時(shí)間，使項(xiàng)目管理的工作人員有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)行當(dāng)中的協(xié)調(diào)偏差處理，例如現(xiàn)場環(huán)境問題的協(xié)調(diào)工作、技術(shù)差異的協(xié)同等等，顯著提升了項(xiàng)目管理和協(xié)調(diào)的效率。
2、成本控制
由于在基于BIM 的平臺(tái)使用方面，設(shè)計(jì)圖紙的元素不再是簡單的線條，而是帶有多種屬性標(biāo)注的構(gòu)件，而且5D的效果展示也能夠清晰的看到每個(gè)施工階段所需要的建筑成本，使建筑成本的計(jì)算過程更加自動(dòng)化，同時(shí)也能夠使工程量的計(jì)算和實(shí)際投資消耗量的計(jì)算更準(zhǔn)確，因此對(duì)于施工方而言能夠更好的控制成本。同時(shí)由于BIM對(duì)于施工下一階段所需要的原材料能夠進(jìn)行精確計(jì)算，施工單位在原材料的購置環(huán)節(jié)也能夠做出更科學(xué)的安排，節(jié)約材料成本的同時(shí)還能夠節(jié)約人工成本。BIM的出現(xiàn)還能夠?yàn)橐酝菀桩a(chǎn)生爭議的結(jié)算環(huán)節(jié)提供良好的支持，一方面BIM的施工過程和施工標(biāo)準(zhǔn)可以作為中立的仲裁標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，由于BIM的應(yīng)用，減少了很多工程的變更現(xiàn)象發(fā)生，更容易避免一些矛盾的產(chǎn)生。
3、項(xiàng)目質(zhì)量
全部基于BIM的施工過程對(duì)于項(xiàng)目質(zhì)量有更好的管理作用，例如在原材料的使用方面，由于復(fù)雜幕墻的施工材料具有多樣化的特征，而施工中所用到的施工設(shè)備和施工的半成品材料其標(biāo)準(zhǔn)和資格證明文件都會(huì)輸入到BIM系統(tǒng)當(dāng)中，非常方便審核單位的及時(shí)審核和全面掌控。
結(jié)束語
BIM的使用是建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一種體現(xiàn)，尤其是在復(fù)雜的曲面幕墻和雙曲面幕墻施工中，BIM從工程的設(shè)計(jì)階段開始，到工程的驗(yàn)收階段，包括驗(yàn)收以后的款項(xiàng)結(jié)算，都給參與的各個(gè)單位提供了良好的數(shù)據(jù)支持，是建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢。
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