天津建工幕墙装饰有限公司 天津市 300403
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展和科技的进步，BIM技术应用的领域和范围越来越广。BIM技术与幕墙业务的工业化逻辑高度契合，借助BIM模型这一建筑信息载体，采用BIM进行幕墙预装配，从而可以合理的安排幕墙施工计划和安装工作顺序，科学地规划现场场地，合理的安排施工工期，提高安装质量，减少多工种同时作业容易发生的窝工现象。
关键词：BIM技术；异形建筑；幕墙；应用
引言
随着对建筑外观审美观念的改变以及新材料新技术新工艺的不断出现更新，使得幕墙的规模及形状也日益复杂，从而使得现场安装尤为困难，如果交货顺序和安装过程稍有不慎，极可能造成工期延误及资源的浪费。本文将浅析BIM技术在异形建筑幕墙中的应用。
1 异形建筑幕墙概述
科技和社会的飞速发展与进步使得建筑物外观具有艺术形态之美，建筑艺术是建筑师赋予建筑物的一种表现形式即建筑灵魂。建筑艺术根据形态美的要求，使用其独特的艺术形式来完善建筑物的文化价值和审美价值，这都是通过建筑形象来呈现的。独特的建筑造型和幕墙设计，使建筑物的风格和形态都发生了翻天覆地的变化，同时也给人们留下了更深刻的印象。现阶段，更多的异形建筑幕墙在传统的平面幕墙的基础上迅速崛起。异形建筑幕墙即形态特殊的建筑幕墙，是指使用独特的立面和空间效果来完善建筑幕墙的整体形态。异形建筑幕墙按照其曲面的形状被分为回转曲面幕墙和非回转曲面幕墙两种。异形建筑幕墙独特的艺术空间是由其特殊的艺术表现力来创建的，这样可以加深建筑的视觉冲击力和感染力。
随着时代的发展，BIM技术已从概念阶段逐步进入广泛的探索应用阶段，建设方、设计方和施工方都在积极开展BIM的深入应用。2016年8月23日国家住房和城乡建设部印发了《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，明确提出：要普及项目管理信息系统，全面提高建筑业信息化水平，开展施工阶段的BIM基础应用。着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，数据资源利用水平和信息服务能力明显提升，形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际先进水平的建筑企业，及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。而其中BIM技术的主要载体软件之一，在国内有着良好的推广基础和泛用性，研究Revit系列软件在施工阶段的运用，具有较大的现实意义。
2 BIM技术在异形建筑幕墙中的应用
2.1能够发挥外在推动作用
BIM技术在建筑幕墙设计中的成本预算、能量分析、能耗分析、场地分析、规范验证、三维协调等方面均实现了创新发展，因此西方许多发达国家已普遍推广应用。通过制定科学政策以及良好发展环境，推动了BIM技术在建筑幕墙设计领域的迅速发展普及。许多设计单位也正在想方设法让设计平台从过去的二维CAD向BIM平台转变，这也体现了未来建筑设计行业的发展态势。
2.2 BIM技术在方案设计阶段的作用
BIM技术具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点，对方案设计的方案比选、方案调整、性能分析、可视化表达具有非常重要的意义。幕墙作为建筑外围护结构，在美观的基本要求得到保障的同时，对防水等功能节点的要求也非常高。本项目形似“春笋”，垂直方向上每一块单元板块与水平面的夹角都在变化，水平方向为圆形，上下层单元板块以及同一层相邻板块之间的交接处防水难度大，在传统的设计方法中，容易忽视遗漏。通过可视化建模，发现玻璃单元板块与不锈钢装饰线单元板块在交接处的防水存在较大问题，在方案设计阶段就可以采用必要的技术手段来亏避这种在施工阶段才有能发现的隐蔽性问题，对方案的设计比选、调整以及性能分析具有相当大的辅助作用。此外，通过BIM建模模拟，可以提前发现部分施工无法实现的设计方案，可以使设计方案合理性、可操作性得到保证。
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2.3数据信息的共享
BIM模型中包含了大量的数据信息，可以确保工程的数据后台库实现数据信息的共享。施工方、设计院、业主、施工承包方、材料供应商等在同一个平台上可以充分实现数据信息的共享，方便沟通和协调。BIM在幕墙施工过程中，依据原有的数据信息对设计进行优化，对工程中存在的问题做出动态的调正与改正。BIM系统会将工程的所有数据信息进行保存，在通过信息共享后，业主或者设计院某一方对数据信息存在着意见，可以进行及时的调整。传统建筑幕墙施工过程中，既不能实现数据信息的充分共享，施工管理人员在进行协调时还会耽误工程进展。BIM可以极大的减少对施工现场测绘的工作量，有效的控制施工质量。在BIM模型的基础上，可以使用INVENTOR软件构建加工图和模板信息组装，甚至可以做出动画进行观赏，最大限度的表现整个单元组装和加工过程。BIM建筑幕墙设计分初始阶段和高级阶段。初始阶段是以传统的项目管理流程为主，BIM技术作为辅助。初始阶段的BIM往往是根据工程的实际进展情况，选择某一项工程进行应用，不会根本上改变建筑幕墙设计、招标、施工、运营的工作流程。高级阶段的BIM在建筑幕墙的设计、施工、运营等流程中加入对技术、经济和法律问题的解决方案，参与各项数据信息的整合工作，确保数据信息的准确无误、科学合理。
2.4 BIM技术对异形幕墙的预制装配应用
在传统异形幕墙制作中未对模型深化进行加工，而是将模型展开成平面进行下料，然后利用钢化炉自动拱起一个适合的弧度。这种方法在用到双曲面幕墙时，加工难度大，容易造成幕墙渗漏等问题而经常返工。然而，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。在国内，大家对于预制构建有很多不同的看法，追溯其因，主要是在做之前，不能进行预先分析，无法预测完成后是怎样的效果，这才是我们需要正视的问题。然而，值得一提的是，国内很多企业已经开始了这方面的尝试。比如，BIM项目的典范———上海中心的每一块幕墙不光是预制的，而且是预装配的。1000多块幕墙，每块幕墙的形状都是不一样的。为解决这一问题，项目采用了BIM预制和预装配。在工厂里，将准确的幕墙属性信息（无论是裁制的尺寸，还是曲变的弯度）输入到机械制造的生产软件当中去，生产这样的幕墙，然后按照BIM模型的指导模拟现场实际情况进行预拼装。这些装配好的幕墙运到现场之后，无论是运输成本，还是返工成本都急剧的下降了。因此，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 关键技术步骤总结
3.1建模
首先按照设计图纸的横竖立面图，依照幕墙形式、大小尺寸及有关数据，利用Revit软件，建立支撑体系的体量模型。然后参考设计图纸构建出相应的自适应族模型。
3.2虚拟切割与拼装
利用Revit软件分析三维模型数据，把支撑体系的体量模型，依照幕墙框架的定位，进行合理切割划分网格，对各块模板进行编码，提取明细表，以方便查找和定位；然后开启表面表现形式的节点选项，将自适应模型依照施工顺序，依次在节点处进行匹配，以适应其异形表面的结构形式。
3.3型材的测量与出图
自适应族模型匹配了支撑体系表面形式后，能得到特定形状的构件模型，通过自适应模型建模自身设置的数据测量参数或在体量模型中进行实际测量。得到相应的规格数据后，可考虑通过得到的数据在In－ventor软件中进行建模、出图。并且可以采用先进的全自动化数控机床，进行机械化切割生产型材，或直接将得出的加工图纸交付加工厂进行生产。
结语
综上所述，加强对BIM技术在异形建筑幕墙中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的BIM技术应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]刘鑫.水利水电工程BIM族库构建方法的研究［D］.郑州：华北水利水电大学，2018.
[2]王珺.BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D].成都：西南交通大学，2017（01）：115~116.
[3]李阳.基于BIM的散拼模板体系三维设计与施工模拟分析研究［D］.青岛：青岛理工大学，2016.
论文作者:刘志明
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/23
标签：幕墙论文; 建筑论文; 异形论文; 数据论文; 模型论文; 技术论文; 阶段论文; 《建筑细部》2018年第28期论文;