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摘要：BIM技术凭借自身的优点，在建筑工程领域广泛应用于各类工程。本文主要针对BIM技术在幕墙施工过程中的应用展开了探讨，对BIM技术在幕墙结构施工中的应用作了详细的阐述，并对BIM的施工管理平台开发和BIM技术的应用前景作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：BIM技术；幕墙施工；应用
BIM技术在国内已经受到热切关注，并在建筑工程领域得到了广泛的应用。在幕墙的施工过程中，BIM技术的应用将会极大的提高幕墙施工的效率，并能及时的避免一些施工问题，以确保幕墙的施工质量。基于此，本文就BIM技术在幕墙施工过程中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能起到一定的帮助作用。
1 BIM技术在幕墙结构施工中的应用
1.1 BIM模型建立
幕墙结构的特殊性在于其结构中存在大量复杂节点，而设计方所交付的二维平面图纸很难将结构的具体形式直观明确地展现。在幕墙的实际施工中，结合二维图纸对结构进行定位也费时费力。基于BIM技术三维可视化的特点，在工程开始阶段建立幕墙的BIM模型，模型中体现幕墙龙骨、构件、材质等信息，且在对图纸进行核对和完善的同时将二维图纸转餘三维模型，施工人员可直观地了解幕墙结构形式。
针对幕墙结构所创建的BIM模型主要包含土建专业（简要）、招合金横龙骨，铝合金竖龙骨，幕墙玻璃、招合金百叶、紧固件及锚栓、门窗五金件、钢制预埋件，采光天窗，节点深化设计，碰撞检查优化及其他配合土建总承包单位需求的BIM模型，具体施工时还应根据施工过程中的设计变更及施工现场的实际进行及时修改、完善BIM模型。
1.2 碰撞检查及优化
利用BIM技术手段合并幕墙专业各区域的BIM模型，可对整体型进行碰齙查，再根据碰撞检查报告及幕墙综合施工工艺、质量验收标准等对模型进行调整，在施工前期解决问题，避免在施工阶段发生冲突而造成不必要的浪费，解决幕墙空间碰撞问题，有效提高施工质量，加快施工进度，节约成本。配合土建总承包，可对包括禮专业、钢结构专业等各专业在内的BIM模型进行集成，完成专业间碰撞检查及优化，并利用优化后的BIM模型形成幕墙平面图，立面图及剖面大样图，麻指导施工。该类型的碰撞检查可将各专业图纸协调一致，避免实际施工因各专业不协调而发生冲突。
1.3 幕墙节点深化设计
基于BIM技术建立三维模型，对幕墙节点进行深化设计，并建立可用于指导施工和竣工交付的深化设计BIM模型，从而达到以下目的：
（1）直观反映深化设计的特殊需求，包栝进行深化设计复核，加强设计对施工的控制和指导；
（2）对施工工艺、进度、现场、施工重点、难点进行模拟；
（3）可实现对施工过程的控制；
（4）可由BIM模型自动计算工程量；、
（5）实现深化设计各个层次的全程可视化交流；
（6）形成竣工模型，集成幕墙龙骨、嵌板、紧固件等，为后期运营提供服务。
实际工程中，幕墙节点的深化设计主要包含幕墙与一层地面连接点、慕墙转角连接点、龍与标准层楼面连接点、幕墙旬掌点、幕墙与门窗连接点、幕墙与雨棚梁及雨棚钢拉杆连接点、幕墙与主楼顶部连接点、采光天窗深化设计等。节点深化如图1所示。
1.4 幕墙施工动态模拟
1.4.1 施工模拟
采用BIM技术进行4D施工模拟，将建筑物及施工现场3D模型与施工进度结合，并与施工资源与场地布置信息集成可直观地#M工界面測序，从而使M施工更易与各专业施工进行施工协调和管理（图2）。
基于BIM模型生成幕墙安装工艺动画，综合考虑相关影响因素，利用三维效果预演的方式提供幕墙整天安装先后顺序，直观展示车辆，仪器，设备等的进出场时间，各构件的空间关系及安装形式，解决各方协同管理难题。此外，利用4D施工模拟技术跟踪项目进程，检验施工进度计划是否合理有效，快速辨别实际进度提前还是滞后，从而避免工程质量和施工安全等问题。
1.4.2 方案论证
利用BIM模型对幕墙工程重要施工方案进行有效模拟工方案优化，主要表现为以下几点：
（1）预先发现方案中的问题，并配合相关单位进行调整，尽量在方案实施前将一切可能发生的问题排除，确保施工顺利进行；
（2）提前模拟方案编制后的现场施工状态，对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐隐患及时进行排查；
（3）直观分析复杂工序，将复杂部位简单化、透明化，对专项方案的施工工序进行合理排布；
（4）对比分析不同施工方案的可行性、实现虚拟环境下的施工周期管理；
（5）辅助进行方案交底和专家谢正。
1.4.3 施工工艺展示
基于BIM技术提前对重要复杂安装工艺进行安装工艺动态展示，提供施工方案讨论和技术交流的虚拟现实信息，并直观地了解工艺流程及每步所用到的安装机具。
1.4.4 三维安装技术交底
利用三维安装技术交底解决工人专业性差、识图能力差的问题，具体方案如下：
（1）虚拟施工和实际工程照片对比；
（2）打印输出整个三维模型并用于指导现场施工，方便现场施工管理人员根据图纸进行施工指导和现场管理；
（3）借助4D虚拟技术呈现技术方案，使施工重点、难点部位可视化、提前预见问题，确保工程进度。
1.4.5 动态漫游展示
为保证更好的可观性，将带有土建模型、幕墙装饰的BIM模型导入模型渲染软件进行幕墙安装效果渲染。在渲染后的模型中进行3D漫游，从不同角度观察細模型，对幕墙安装效果、幕墙形式、石材及招合金材质、幕墙尺寸大小、门厅位置、雨棚与幕墙连接形式，周边环境功能等方面进行分析，在不造成任何资源消耗的情况下提前对工程进行直观了解（图3）。
1.5 幕墙施工过程管理
1.5.1 幕墙施工进度管理
利用BIM手段对幕墙安装施工过程中的重难点进行分析，并制订切实可行的对策，做到对现场施工进度进行每日管理，具体内容如下。
（1）施工进度计划编制。根据模型确定方案、排定计划、划分流水段，且BIM施工进度编制用季度卡来编制计划，将周和月结合，若后期需任何时间段的计划，在该计划中过滤即可自动生成。
（2）4D施工进度模拟。结合施工进度计划，将BIM模型与施工进度计划关联起来，生成幕墙虚拟安装过程。实时追踪当前的进度状态，对比计划进度和实际进度，分析影响进度的因素，协调各专业，制订应对措施，合理的调整施工进度，更好的控制现场的施工与生产。
（3）三维技术交底。针对技术方案无法细化、不直观、交底不清晰而造成进度落后的问题，以三维模型结合施工图纸的方法进行献交底，施工重点、难点部位可视化、提前预见问题，确保交底工作顺利完成，工人领会施工工艺。
1.5.2 幕墙施工质量管理
利用BIM手段对幕墙安装施工过程中的重难点进行分析，并制订切实可行的对策，做到对现场施工进度进行每日管理，具体内容如下。
（1）碰撞检测报告。各专业完成初步建模后，使用BIM软件进行碰撞检测，并提供检测报告及修改意见。设计人员根据碰撞检测报告及修改意见，重新优化设计，然后再次进行碰撞检测如此循环，，直至解决所有的硬碰撞、软碰撞，剩下可接受的范围。
（2）产品质量管理。采用无线移动终端、WED及RFID等技术将工厂制造幕墙的部件从设计、采购、加工、运输、安装及使用的钮程与BIM模型集成，快速查询所需材料、构配件信息、规格、材质及尺寸要求等，避免不良后果的出现。
（3）技术质量管理。通过BIM动态模拟施工技术流程，再由施工人员按仿真施工流程施工，确保施工技术信息的传递不会出现偏差，避免实际做法和计划做法不一样的情况出现，减少不可预见情况的发生，并利用节点深化设计模型检查幕墙节点的安装质量是否合格。
1.5.3 幕墙施工安全管理
利用4D模拟与管理，可在施工准备阶段及施工阶段排除较多建筑安全风险，BIM在项目安全管理中的应用内容主要体现在以下几点：
（1）利用BIM进行与实践相关的安全分析；
（2）基于BIM及相关信息技术的安全规则，在施工前的虚拟环境中发现潜在的安全隐患并予以排除；
（3）应用BIM解决现场施工场地平面布置问题，解决现场场地划分问题，搭建各种临时设施；
（4）通过模型发现施工过程重大危险源并实现水平洞口危险源自动识别，通过辅助工具自动进行临边防护；
（5）通过4D模拟、3D漫游和3D渲染来标识各种危险，建立应急预案，包括施工人员的入口/出口、建筑设备和运送路线、临时设施和拖车位置、紧急车辆路线及恶劣天气的预防措施5个计划。
1.5.4 幕墙施工成本管理
相关管理部门可根据BIM信息模型快速准确地获得工程基础数据，制订精确的人、机、材计划，大幅减少资源、物流和仓储环节的浪费。基于BIM成本管理的主要内容如下：
（1）从BIM模型中提取相应部位的理论工程量，指导实际采购；
（2）从进度模型中提取现场实际工程量，掌握成本消耗情况；
（3）将模型工程量、实际消耗、合同工程量，三量进行对比分析，掌握本分布情况，进行动态成本管理；
（4）将施工BIM模型导入后，分析出所需计划量，作为材料用量计划和采购申请的依据；
（5）通过互联网技术，项目参与方可以查询资源计划、工程量数据等；
（6）通过短周期多算对比，及时掌握项目进展，快速发现并解决问题；
（7）仓管人员可在BIM系统中快速检索相应施工区域的材料用量，进行限额领料；
（8）及时评估设计变更造成材料数量变化而引起成本变动，提前与甲方沟通或办理签证。
2 基于BIM的施工管理平台开发
在幕墙结构的施工管理中，基于BIM的辅助管理方式，开发二次数据接口，构建基于BIM的施 工项目管理平台，对幕墙施工过程提供协同工作平台及集成式管理。
2.1协同工作管理
为有效协同各单位各项施工工作的开展，顺利执行BIM实施计划，在项目初期搭建BIM协同平台，用以明确相关工程的BIM应用重点、协同工作方式及BIM实施流程等多项工作内容。
2.2 进度和工程资料变更动态管理
通过利用BIM技术，将所有工程相关信息集中至以模型为基础的协同平台上，依据图纸如实进行精细化建模，并赋予工程管理所需各类信息，确保出现变更后模型及时更新。
2.3 成本、进度、质量、安全风险预控
利用自主研发的协同平台，深入探讨施工成本、进度、质量及齡监测，通过平台的模型综合管理，实现对工程成本、进度、质量的数据关联、分析与监测，打造具有本项目特色的BIM风险预控方法，最大程度降低项目建造阶段的风险。
2.4 信息共享与交互管理
基于施工管理平台，在整个施工过程中施工方通过模型统一^行信息管理，一旦某部位发生变化，与之相关的工程量，施工工艺，施工进度，工艺搭接及采购单等信息均自动发生变化，且在协同平台上采用短信、微信、邮件及平台通知等方式统一告知各参与方，重新调取模型相关信息，完成数据交互工作。
3 BIM技术的应用前景展望
随着BIM技术的飞速发展，未来BIM技术与幕墙结构的施工将进行更深入的结合。对此进行以下几点展望。
3.1 与三维扫描技术相结合
对已建幕墙结构进行三维扫描得到点云模型，其中包含结构尺寸、外观、材质等建筑信息。将点云模型与幕墙BIM模型进行比对，以保证幕墙结构建造过程中的准确性。
3.2 与虚拟现实技术相结合
将建好的幕墙BIM模型连接虚拟现实环境，用户可借助虚拟现实设备对幕墙的建筑效果、细部构造及施工工艺进行更真实的观察，及时发现问题并解决。
3.3 与3D打印技术相结合
通过3D打印技术原比例实时打印已经过深化设计的幕墙构件BIM模型，并用于幕墙结构施工中，更进一步提升构件加工精度，加快幕墙结构的施工进度。
4 结束语
综上所述，BIM技术在建筑工程中的应用具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优点，已经在建筑施工中得到了广泛的应用。而在幕墙的施工过程中，BIM技术的应用，能极大提升幕墙工程的施工效率，减少施工问题的出现，确保工程的施工质量，为幕墙的施工带来了帮助。
参考文献
[1]张松.BIM技术在幕墙工程中的应用[J].工业C.2016（05）.
[2]彩喜锋.BIM技术在幕墙工程中的应用[J].商品与质量.2016（37）.
论文作者:张思明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：幕墙论文; 模型论文; 技术论文; 计划论文; 结构论文; 进度论文; 施工进度论文; 《基层建设》2017年第23期论文;