中國(guó)幕墻網(wǎng) 2016年會(huì)論文集系列 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載 違者必究
引言
BIM,即建筑信息模型(Building Information Modeling)，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。
BIM技術(shù)的核心是信息的存儲(chǔ)，共享及應(yīng)用。BIM能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新并可提供訪問(wèn)，使建筑師、工程師、各專業(yè)分包以及業(yè)主可以清楚全面地了解項(xiàng)目。BIM使建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、空調(diào)、電氣、景觀、室內(nèi)裝修、幕墻等多個(gè)專業(yè)基于同一模型進(jìn)行工作，從而使實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維集成設(shè)計(jì)，完善了整個(gè)建筑行業(yè)從上游到下游的各個(gè)企業(yè)間的溝通和交流環(huán)節(jié)，優(yōu)化了建筑設(shè)計(jì)，節(jié)約了時(shí)間和成本，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全生命周期的信息化管理。
對(duì)于幕墻行業(yè)而言，BIM的應(yīng)用將帶來(lái)巨大的意義，使得設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高。BIM將直接促使幕墻行業(yè)各領(lǐng)域的變革和發(fā)展，它將使幕墻行業(yè)的思維模式及習(xí)慣方法產(chǎn)生深刻變化，使幕墻設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程產(chǎn)生新的組織方式和新的行業(yè)規(guī)則。
1、BIM平臺(tái)選擇
BIM的軟件很多，一般情況下可進(jìn)行如下的選擇：民用建筑選用Autodesk公司的Revit系列;工廠設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施選用Bentley公司的Bentley Architecture系列;單專業(yè)建筑事務(wù)所選擇Graphisoft公司的ArchiCAD、Revit、Bentley;項(xiàng)目完全異形、預(yù)算比較充裕的可以選擇Gehry Technologies公司的Digital Project或CATIA。
然而BIM并不是某一款軟件，而是一種工作方式，一種思維方式。在具體項(xiàng)目中，在不同階段要采用不同的BIM 軟件，從而有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工。
2、BIM在異形幕墻上的成熟應(yīng)用
2.1異形幕墻
異形幕墻顧名思義即特殊形狀的幕墻，主要是建筑表面整體的形態(tài)呈曲面而在空間顯示為特殊的立面效果。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，異形幕墻日益增加。異形幕墻以其極強(qiáng)的藝術(shù)表現(xiàn)力，使得建筑風(fēng)格發(fā)生了顛覆性的變化。令人炫目驚嘆之余，異形幕墻也給幕墻設(shè)計(jì)施工帶來(lái)了一系列問(wèn)題，傳統(tǒng)的二維圖紙已經(jīng)沒(méi)有辦法清晰表述設(shè)計(jì)意圖，這正促使幕墻單位采取更加有效的手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工與管控，由此，BIM應(yīng)運(yùn)而生。BIM為幕墻行業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了第二次革命，從二維圖紙到三維設(shè)計(jì)和建造的革命。同時(shí)，對(duì)于整個(gè)幕墻行業(yè)來(lái)說(shuō)，BIM也是一次真正的信息革命。
2.2 BIM在異形幕墻上應(yīng)用的案例
最初,BIM只是應(yīng)用于一些大規(guī)模標(biāo)志性的異形幕墻項(xiàng)目當(dāng)中，除了堪稱BIM經(jīng)典之作的上海中心大廈項(xiàng)目外，上海世博會(huì)的一些場(chǎng)館也應(yīng)用了BIM。之后，銀河SOHO、武漢漢街萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)、成都大魔方售樓處…這一系列項(xiàng)目中BIM的成功實(shí)踐應(yīng)用，無(wú)一不表示著BIM在異形幕墻上的應(yīng)用已經(jīng)成熟。
以下展示了某商業(yè)項(xiàng)目中，對(duì)于屋面橢圓采光頂(如圖一)，利用犀牛，借助插件Grasshopper，在不影響外飾效果的情況下，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化表皮，將曲面的玻璃擬合成為平面玻璃，優(yōu)化前玻璃規(guī)格214種，優(yōu)化后94種，大大減少了不同規(guī)格玻璃數(shù)量，給設(shè)計(jì)施工帶來(lái)了極大便利。
3.BIM在傳統(tǒng)幕墻上的應(yīng)用
實(shí)踐證明，BIM在異形幕墻中取得了輝煌的成果。那么，對(duì)于幕墻設(shè)計(jì)施工而言，在傳統(tǒng)幕墻中，應(yīng)用BIM,是否能夠提高設(shè)計(jì)效率，提高工程質(zhì)量?為此，我司在2014年上海外灘某項(xiàng)目上應(yīng)用了BIM技術(shù)，進(jìn)行了傳統(tǒng)幕墻應(yīng)用初步探索。并在此經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在2015年的另一商業(yè)辦公項(xiàng)目中更加深入探索BIM的實(shí)踐應(yīng)用。
3.1 2014年上海外灘某項(xiàng)目的BIM實(shí)踐
該項(xiàng)目主要包括單元式玻璃幕墻系統(tǒng)、單元式石材幕墻系統(tǒng)、框架式玻璃幕墻系統(tǒng)、框架式石材幕墻系統(tǒng)、其余為防火幕墻、玻璃欄桿、鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）百葉、玻璃百葉、鋁合金門（詞條“鋁合金門”由行業(yè)大百科提供）、鋁單板等。為辦公綜合樓，分多個(gè)建筑單體組成。
根據(jù)對(duì)比幾種BIM軟件的優(yōu)劣點(diǎn)，并結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員決定采用Revit進(jìn)行三維建模。Revit功能強(qiáng)大，界面直觀，協(xié)同設(shè)計(jì)，對(duì)于幕墻設(shè)計(jì)而言，多人同時(shí)進(jìn)行建模，極大的提高建模速度。
3.1.1三維可視化
在BIM建筑信息模型中，由于整個(gè)模型是三維可視化的，所以，可視化的結(jié)果不僅可以用來(lái)效果圖的展示(如圖二)，更重要的是，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，極大的方便了業(yè)主建筑師建筑效果的選擇，極大的減少設(shè)計(jì)變更，減少時(shí)間與人力的浪費(fèi)。
3.1.2 協(xié)調(diào)性
建筑信息模型是BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)，有效的模型共享與交換能夠?qū)崿F(xiàn)BIM應(yīng)用價(jià)值的最大化。對(duì)于建筑而言，幕墻只是其中一部分，幕墻設(shè)計(jì)施工不免會(huì)和其他專業(yè)有工作交界口。由于Revit的本身協(xié)同設(shè)計(jì)，可以讓幕墻和其他專業(yè)進(jìn)行同時(shí)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段就能發(fā)現(xiàn)交接碰撞問(wèn)題，生成碰撞報(bào)告(如圖三)，而且還可以將Revit導(dǎo)入到Navisworks ，進(jìn)行碰撞校審。不僅支持硬碰撞(物理意義上的碰撞)還可以做軟碰撞校審(時(shí)間上的碰撞校審、間隙碰撞校審、空間碰撞校審等)，也可以定義復(fù)雜的碰撞規(guī)則，提高碰撞校審的準(zhǔn)確性，這樣既避免了施工階段的資源的浪費(fèi)，同時(shí)提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工速度。由此可見，BIM的提前預(yù)警和協(xié)同共享的是其價(jià)值所在。
3.1.3工程量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)
工程量統(tǒng)計(jì)，由于統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)圖紙理解程度，設(shè)計(jì)變更、施工變更等各方面的原因，一直都是老大難的問(wèn)題。在Revit模型中，所有的圖紙、平面視圖、三維視圖和明細(xì)表都是建立在同一個(gè)建筑信息模型的數(shù)據(jù)庫(kù)中，它可以收集到建立在建筑信息模型中的所有數(shù)據(jù)。因?yàn)樗睦L圖方式是基于BIM技術(shù)的三維模型，模型和明細(xì)表之間有著緊密的關(guān)聯(lián)性，所以一方修改，另一方會(huì)自動(dòng)修改，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，并且保證了明細(xì)表中工程量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。如圖四中的明細(xì)表，當(dāng)模型中信息改變，明細(xì)表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也會(huì)改變。
3.1.4 精確的成本控制
利用BIM進(jìn)行成本管控，具有極大的意義。BIM技術(shù)將成本與設(shè)計(jì)完美耦合進(jìn)行成本精確測(cè)算，提供了目標(biāo)成本確定時(shí)的限額設(shè)計(jì)和方案比選優(yōu)化，并在建造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)成本的監(jiān)控，方便了項(xiàng)目的成本控制和合理材料采購(gòu)，避免了資源的浪費(fèi)。
3.1.5 施工階段的下料
在施工下料階段，利用Revit的明細(xì)表，可以方便快速的生成的石材、玻璃、鋁型材鋼材（詞條“鋼材”由行業(yè)大百科提供）下料單，如圖五的石材下料，極大的提高了下料的準(zhǔn)確性，提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了的人力、時(shí)間和資源的合理配置。
3.1.6與等其他軟件協(xié)作
Revit可以導(dǎo)入3DMAX,在方案設(shè)計(jì)階段得到更高品質(zhì)的渲染效果圖;Revit可以導(dǎo)入Navisworks，與此同時(shí)，Navisworks還可以導(dǎo)入目前項(xiàng)目上應(yīng)用的進(jìn)度軟件(p3、Project等)的進(jìn)度計(jì)劃，和模型直接關(guān)聯(lián)，通過(guò)3D模型和動(dòng)畫能力直觀演示出幕墻施工的步驟。
3.2 2015年另一商業(yè)辦公項(xiàng)目的BIM實(shí)踐
該項(xiàng)目主要是單元幕墻，分多個(gè)單體建筑（詞條“單體建筑”由行業(yè)大百科提供），造型相對(duì)簡(jiǎn)單。兩名設(shè)計(jì)人員利用Revit的幕墻嵌板，建立單元組，3天的時(shí)間建立了樣板模型，如圖六。
3.2.1 設(shè)計(jì)階段二維設(shè)計(jì)出圖
由于傳統(tǒng)的工作模式還沒(méi)有完全改變，很多時(shí)候還是需要二維圖紙的表達(dá)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)階段，由于業(yè)主想法不定，進(jìn)行了多次變更，Revit以其強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)功能，平、立、剖面、明細(xì)表雙向關(guān)聯(lián)，一處修改，處處更新，自動(dòng)避免低級(jí)錯(cuò)誤;Revit設(shè)計(jì)會(huì)節(jié)省成本，節(jié)省設(shè)計(jì)變更，加快工程周期。
由于我司與相關(guān)BIM研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，在Revit中開發(fā)了屬于我司的制圖標(biāo)準(zhǔn)，極大的方便了我司的二維設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)。利用樣板的模型，并結(jié)合Revit中的注釋功能，可以生成樣板的平面圖、立面圖、大樣圖，同時(shí)，利用剖面圖，還可以生成深化節(jié)點(diǎn)圖(如圖七)。
3.2.2施工階段的深入應(yīng)用
到了施工下料階段，利用模型，可以生成單元組裝圖(如圖八)。由于模型建立的比較精確，在誤差合理范圍內(nèi)，可以生成型材加工圖，同時(shí)利用Revit自身的明細(xì)表，可以生成下料單，極大的減輕了設(shè)計(jì)人員在下料階段的工作量。而且，由于樣板的三維建模，對(duì)工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)施工管理也帶來(lái)了極大的便利。
結(jié)語(yǔ)
由于硬件等的限制，BIM工具針對(duì)于幕墻領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)計(jì)功能還不夠完善、本地化程度不夠，以及BIM技術(shù)服務(wù)商的技術(shù)支持能力參差不齊等多方面的原因限制了BIM的廣泛應(yīng)用，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的實(shí)踐推動(dòng)，BIM技術(shù)將在幕墻方案投標(biāo)、施工設(shè)計(jì)、成本管理、材料采購(gòu)、施工管理等方面得以進(jìn)一步推廣。
BIM不僅是一類軟件，更是一種新的思維方式。幕墻行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是信息化程度更高、更加透明化，未來(lái)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)將由二維走向三維，達(dá)到一個(gè)新的階段。相信隨著我國(guó)幕墻行業(yè)的日趨成熟以及人們對(duì)建筑美學(xué)的更高追求，BIM軟件在異形幕墻上的應(yīng)用更加廣泛，在傳統(tǒng)幕墻上的應(yīng)用將更加成熟，而BIM在幕墻行業(yè)將成為主流，前途不可限量。
參考文獻(xiàn)
[1]任璆，戈宏飛.三維建模Rhinoceros軟件在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù).2010.(07)
[2]陳繼良，張東升.BIM相關(guān)技術(shù)在上海中心大廈的應(yīng)用
[3]梁家燁.BIM技術(shù)在復(fù)雜幕墻工程施工階段的應(yīng)用
[4]王斌.復(fù)雜幕墻系統(tǒng)的BIM實(shí)踐
中國(guó)幕墻網(wǎng) 2016年會(huì)論文集系列 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載 違者必究
