装配式幕墙工程BIM辅助设计
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摘 要：经济的不断发展，加速了城市化的进程，促进建筑工程的需求量也逐年攀升。近些年来，建筑领域发生了翻天覆地的变化，各类先进的施工技术逐渐出现，为当今建筑行业发展提供了巨大帮助。工程幕墙装配式施工就是诸多新兴技术当中的一类，在实际使用过程中具有良好的效果，能够有效改善工程质量。本文就 装配式幕墙工程BIM辅助设计展开探讨。
关键词：BIM技术;幕墙设计;装配式工程
1 引言
幕墙是现代大型建筑常用的具有装饰效果的一种外围护构造。幕墙的设计需要相对主体有一定变形能力，但不承重，通常使用挂装方法安装，在某些复杂体型中，上百块幕墙各有各的样式，面积形状不同，每一块都需要根据各自编号进行设计安装，造成设计施工难度加大。而BIM技术就可以在施工前深化设计，在navisworks等可视化和仿真软件上进行碰撞检查，提前预判施工中可能出现的误差和矛盾，采取预制加工，节省人力物力。
2 装配式建筑概述
装配式建筑是我国建筑工业化的重要体现，是未来主要的建筑形式，是我国经济、技术迅猛发展的产物。装配式建筑施工质量管理是一项系统性的复杂工作，现阶段存在的装配式施工质量问题亟需相关单位关注和解决。在预制装配式建筑中，方案设计是十分重要的内容，其具有较强的复杂性，若要更好地保证施工质量，就必须提高设计的科学性及合理性。且装配式建筑是一种新型的建筑形式，为了推动装配式建筑的发展，必须制定完善的设计方案。装配式建筑是建筑零部件在工厂生产完成，之后将其运送到施工现场，并以设计要求为依据将其组装为一个整体的建筑形式。其在设计和生产的过程中具有较强的工业性，因此该建筑形式也被人们称为工业化建筑。装配式建筑施工方法较为简单，成本投入较低，具有较强的防震性能，同时空间灵活性较好，可有效降低建筑的自重，与传统的建筑形式相比，装配式建筑的施工速度更快，施工效率更高。
3 装配式幕墙在建筑施工中的优势特征
在开展建筑施工工作的过程当中，一旦广泛使用装配式幕墙，那么就很有可能会有效缩短其工程时长，甚至可能会达到一定的环保效果。该项技术在实际应用当中，之所以能够达到远超一般技术的效果，其主要原因往往就在于它能够非常有效地缩减施工步驟，免去了很多不必要的复杂程序，加快了施工的整体效率。除此之外，在施工过程中，该项技术的使用，还能够非常有效地控制粉尘和噪音等各类污染，从而能够真正达到节能减排的目的，为使用者提供更为优质的使用体验。借助整体设计的形式，来最终开展装配式幕墙的相关制作工作，最终所能够起到的效果往往是最佳的。由于在实际工作中，往往不需要经历较为复杂的施工步骤，因此在很大程度上降低了一些不必要的施工麻烦，并且还降低了很多工程通病地出现概率，大大提升了最终的施工质量。
4 装配式幕墙工程BIM辅助设计
4.1 标准化设计
从装配式施工的角度出发，幕墙单元组件需要满足结构、防水保温、外装饰等功能在专业工厂设备中实现一体化，板块一体化生产。通过分析工程施工特点，提出使用幕墙分类中工厂加工程度最高的单元板式设计。单元板式幕墙作为装配式施工的其中一块构件，幕墙板块出厂后即应该满足这个单元幕墙的全部功能及结构要求，每一个单元板幕墙的主要工作量都安排在工厂生产阶段，在工地现场只需依靠吊装定位，相邻的单元板幕墙通过对插完成接缝，大大缩短工期。对于建筑幕墙，完成如此大体量的模型设计需要标准化BIM构件库。每一块单元板幕墙对应有立柱、横梁、表面面板材料以及其他五金配件等。立柱与横梁都属于铝型材，在模型信息上主要体现型材长度与数量，尽量还原出截面形状（revit软件中线段长度不得小于0.8，导致截面形状无法照搬CAD，需要稍作修改再导入）。表面面板材料有石材、铝板、玻璃，模型信息除了要表现数量以及面积外，在建模时注意区分了各种表面面板材料的不同厚度，模型更加拟真，方便建筑师查看截面效果。对幕墙构件进行拆分设计，尽量减少建模数量，同时减少工厂开模数量。
4.2 碰撞检查
将幕墙、钢结构转接系统、土建BIM模型进行融合，分析幕墙表皮、钢结构转接系统与土建结构之间的空间位置关系，看是否存在碰撞、安装预留空间不足等构造问题。通过碰撞分析的结果及时调整不合理的钢结构转接件位置及长度，避免后期板块安装不到位而导致的返工，从而减少材料浪费以及缩短施工周期。工程碰撞检查的另一个具体应用为板块自身构件间的碰撞检查，将板块各个构件放样后进行组装，对组装后的板块进行碰撞检查，根据碰撞分析的结果及时调整板块的节点及构件的加工方式，为合理优化幕墙系统提供了有力的空间依据。
4.3 协同设计
单从幕墙专业的角度来说，幕墙专业本身具有工业化基因，许多大型幕墙公司与型材、玻璃、单元板制造等厂家在业务上有紧密联系。随着建筑师对幕墙体型设计要求越来越高，幕墙设计越来越复杂，单元板式幕墙在应用上越来越多，而单元板式幕墙主要工作量在生产厂家而非现场工地，幕墙设计专业与生产厂家沟通的重要性不言而喻。目前几款主流建筑业BIM软件设计思路均源自制造业，对于复杂的幕墙构造，使用BIM技术极强的可视化几何造型能力和参数化设计更容易使厂家理解设计，方便厂家就单元板构造生产可行性提出意见。从项目整体来说，BIM模型中每一个图元只需输入一次，各专业即可共享该图元信息，不仅从二维线条转向整体三维布局，而且从单纯几何形体转为全信息模型集成。结构、设备等专业的BIM模型可作为幕墙专业干涉分析的参考，幕墙专业BIM模型又可以提供给建筑师及业主浏览整体观感，从各专业离散完成任务转为协同基于同一模型的全过程整体设计。
4.4 埋件及转接系统定位
将优化后的BIM模型（土建楼板边界偏差修正后）进行整理，通过幕墙分格控制线与主体结构之间的关系确定幕墙埋件定位点坐标及转接系统挂轴定位点坐标。待埋件与转接件挂轴安装完毕后，现场进行复测数据，根据复测数值的大小，判断板块自身是否能适应挂轴的偏差值，并根据最终判断的结果来决定是否需要重新调整挂轴的位置。
5 结语
当下，随着BIM技术的快速发展，越来越多大型项目要求使用BIM技术，国家各相关部门也对BIM技术大开绿灯，陆续出台支持BIM技术政策。需要注意的是，对于企业来说BIM应用不是生产流程而是辅助流程。在基于图纸的生产流程中，设计、施工、运维都只以图纸为基准，法律交付物完成任务。通过BIM技术在幕墙中的应用，利用三维模型针对设计中的难点进行可视化分析，并利用BIM模型将三维空间造型用二维平面图纸表达出来。同时通过Vlisp应用程序提取模型信息来指导板块加工及现场施工。
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