深圳市大地幕墙科技有限公司 518172
摘要：经济的飞速发展给建筑行业带来众多的机遇和挑战，国内外建筑公司在激烈的市场竞争环境中不断的应用新的设计理念、新材料和新技术，以寻求在建筑行业中的脱颖而出。一些超大型的建筑幕墙工程项目纷纷要求幕墙承包企业能够掌握BIM技术，那么BIM技术到底是什么？它对建筑幕墙的发展起到什么作用？因此下文将探讨BIM技术在异形建筑幕墙中的应用，望有助于相关工作的实践。
关键词：BIM技术；异形建筑幕墙；应用
一、BIM技术的概述
BIM起源于20世纪70年代，其代表一种共享的知识资源，是设施物理和功能特性的数字表达，也是一个分享有关这个设施的信息。BIM作为复杂建筑的解决方案已成一种趋势，计算机的建筑应用技术从二维技术变革到三维信息技术，局部变更到全局跟进都在计算机虚拟技术中直观地体现，并将空间技术和时间结合起来，通过模型提前预知概念设计及施工建造中的误区，保证建筑工程顺利如期地竣工，而结构工程学科发展的主要趋势是结构技术人员必须沿着结构的“生命周期”针对可靠性和耐久性进行全面地分析。同时，BIM的参数模型不只是局限于建筑构件的物理属性，也包含整个项目生命周期所有的动态信息。BIM的运用无疑是建筑界的工业改革。目前，建筑幕墙工程信息将对整个建筑工程周期乃至整个建筑物生命周期都会产生重要的影响。对这些信息利用并且处理得好，就能够节省工程的开支，缩短工期，也可惠及工程后期的运营维护。鉴于此，BIM技术应在建筑幕墙行业大力推广。而BIM—建筑信息模型，从二维图纸到三维设计的革命，是一次真正的信息革命。
二、异形建筑的产生
随着科技和社会的进步，人们逐渐对建筑外表形态美感也有了追求。涌现出大批建筑师来设计并制造出一些美丽并赋予灵魂的建筑艺术，现阶段，建筑中优秀艺术作品不断涌现，如法国埃菲尔铁塔、澳大利亚的悉尼歌剧院和中国国家体育馆鸟巢等，这些建筑都给人类建筑文化历史留下了很高的文化价值和审美价值。建筑艺术是按照形态美的规律，运用独特的艺术语言，使建筑具有文化价值和审美价值，它是通过建筑形象表现出来的。不同寻常的造型和幕墙设计，确实让建筑风格发生了颠覆性的变化，也给人们的脑海留下深刻的烙印，并成为一种认知，让人们希望去了解和挖掘建筑物的价值。“所谓建筑就是集中在阳光下的三维形态的蕴蓄，是一出精美的、壮丽的舞台剧。”建筑的造型美通过加入一些单纯的几何形体，并以此作为基本的结构要素，通过运用数学运算，从而完成建筑中艺术美的充分凸显，完成简洁的立体化空间的表达。纯几何体构建的“建筑化”的公共艺术空间的平面、立面的形态都很规则，并且强调形体大面积的视觉效果，不作过多的细部造型处理，主张体现材料本来的色彩、质感和肌理。对形体进行加减处理，采用切角、削边、凹进、凸起等手法、使建筑形态在光与影、明与暗、虚与实的作用下显得新奇、独特，达到惊人的效果。很多建筑物在设计时就采用了某种理念，利用形态、结构等的相似性，引入象征的各种具体内涵，一种文化、一种理念或者是一种口号等不一而足，希望利用这种象征的手法达到启迪公众的目的。
三、施工技术难点分析
（1）由于建筑异形幕墙表面形态的特殊性，决定了幕墙材料构件也具有相应的独特性。面材必须具备的曲面弯曲特性加大了有关幕墙施工构件的制作及加工难度。为保证构件弯曲形状的稳定性与质量性，此类构件的储存及运输要求也相应提高。
（2）建筑异形幕墙空间造型的特殊性直接影响着整个建筑异形幕墙工程施工难度。
（3）整个建筑异形幕墙工程施工放线难度相对较大。造成这一问题的最关键的原因在于建筑立面形状并不是一般意义上的平面规则性，而是异形形状，且这种异形形状多以曲面，甚至是双曲面的形式呈现，有关施工定点放线作业的执行难度比较大，定位处理需要在三维空间当中进行。
（4）建筑异形幕墙中施工难度最大就是球形面异形幕墙的节点。这种类型的建筑幕墙不仅会有一定范围内的平面误差，同时也有比较大的三维空间误差，这样整个工程施工的关键就是如何处理三维空间的误差。
四、BIM技术在异形建筑幕墙中的应用
1.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。
2.BIM技术对异形幕墙的优化设计
通过BIM技术进行幕墙设计，BIM模型中集成了数据信息，在施工模拟阶段通过Navisworks软件把信息模型同施工进度信息进行关联，就形成了3D模型+时间维度形成4D施工进度模拟，通过施工进度的模拟可以直观地看到施工进度，调整施工进度中不合理的地方。另外，可以通过施工进度进行精细化的施工步骤安排，合理安排施工组织方案。很多异形建筑都要寻找规律，找到一个可以定义的体量，用一段弧线生成好的边界，再由边界生成面，通过基于BIM平台的参数化设计能够精准的划分曲面幕墙表皮，计算出最合理的方案。然而，对于异形建筑项目的难点，例如采光顶部分，BIM能对整个采光顶进行参数化设计。由于圆中庭和椭圆中庭的尺度差异较大，被钢结构分隔成的玻璃大小各异，在后期施工时将耗费巨大的成本。使用BIM技术可以使采光顶曲面每块玻璃尽量标准化，异型玻璃数量减少，可以大大节约成本，达到优化设计的目的。
3.4D模拟检测和5D工程造价控制
4D模拟检测是在3D的基础上，对异形建筑幕墙建议时间控制，它主要是用来探讨建筑幕墙方案的可行性，通过对时间的控制来施工任务和对施工工作进行合理安排。4D模拟检测的价值就在于防止幕墙施工过程中出现的意外，施工设计人员和施工管理人员可以将实际工作中遇到的问题，查看BIM模型，通过4D检测模型对问题进行研究探讨，并制定可行性的方案去解决问题。5D是在3DBIM模拟碰撞检测的基础上对工程造价进行控制，建筑幕墙工程的预算是一项繁琐的工程量统计工作。没有BIM技术手收集的信息，完成庞大的预算比较困难。BIM技术对整个工程设计施工变化过程进行精确的计算，对建筑幕墙预算工作做到精益求精。
4.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。
结语
幕墙工程的施工管理是一项复杂的工程，要做好这项工作，需要建筑幕墙施工企业认真分析自身的特点，充分利用自己的长处，采取科学的方法提高施工管理素质，要把安全工作放在施工管理工作中的首位，全盘考虑，用系统的观点和方法进行管理。充分利用新技术，特别是BIM技术对项目进行全程可视化、精细化管理，以严谨的科学态度，保质保安全地按时完成项目的施工任务。
参考文献
[1]刘占省，李占仓，徐瑞龙.BIM技术在大型公用建筑结构施工及管理中的应用[A].第四届全国钢结构工程技术交流会论文集[C].2012.