BIM技术在幕墙工程中的应用

BIM技术在工程管理中的应用

摘要：随着工程信息化建设发展的不断加快，建筑信息模型技术(BIM)也成为一项基础性技术，借助于计算机辅助，被广泛应用于在工程建设领域。本文介绍了BIM技术的概念及其在国内外工程行业的发展概况，分析了了在施工管理过程中，BIM技术应用存在的问题及解决的方法，希望对BIM技术的推广能起到一定的帮助。

关键词：BIM，工程管理，工程建设信息化

Application of BIM Technology in Engineering Management

Cao Xueliang，Pan Enjing，Zheng Fang，Duan xiumei

(Dezhou university, Department of ecology and landscape architecture, Dezhou,

253000)

Abstract：In recent years, with the continuous development of informatization of

engineering construction. BIM (building information model) technology as a new

generation of computer aided design of basic technology and applied more widely in

the field of engineering construction in the world. This paper introduces the concept

of BIM technology and its development time of the construction industry at home and

abroad, mainly studied the application of BIM technology in the construction phase

BIM技术在建筑幕墙施工中的应用

摘要：BIM建筑信息模型是指在建筑项目中，根据不同的相关信息，建立相应的模型，并以实际的信息为基础，构建相应的数字信息。在建筑外墙幕墙项目中，每一个构件的尺寸、材料和制造商都是在此提供的。在此基础上，运用 BIM技术，通过 BIM技术，构建出了幕墙的全部信息，并通过 BIM技术，构建仿真模型，实现建筑外立面幕墙设计与施工管理的仿真模型。

关键词：BIM技术;建筑外立面;建筑外立面幕墙设计

BIM的应用领域非常广泛，从三维建模到性能分析、建筑仿真、运营规划、物料统计、工程造价等多方面。在建筑外墙幕墙设计中，采用 BIM技术，使幕墙从二维到三维，既能提高工程的设计质量，又能极大地提高工程建设的效率。其开发和运用，对改善产品的设计品质、效率、提高产品在市场中的生存能力和竞争能力起到了非常重要的作用。

1 BIM技术应用

1.1 可视化的施工管理

BIM技术能够有效的实现对工程的虚拟设计、施工、维护以及后期的管理。BIM技术能够对工程实体进行三维仿真，能够及时、准确地找出设计中的问题和错误，从而极大地降低了后期的返工，确保了工程的质量。在技术管理上， BIM技术能够模拟工程的工艺过程，制定规范的标准，保证工程实践和规划的一致性，保证技术的精确性。

1.2 智能化的工程设计

实践表明， BIM技术应用于建筑工程，具有显著的技术价值；通常，利用

BIM技术可以实现三维空间的设计，设计师可以根据所构建的模型，自动地产生不同的图像和文件。比如，当一个职业的目标被修改了，其他职业的目标就会发生变化。

图1 BIM技术实体示意图

1.3 BIM技术在幕墙设计中的作用

BIM技术以其五个主要特征：可视化、协调、仿真、最优化、可出图；方案的比选，方案调整，性能分析；可视化的表达方式是很有价值的。

幕墙是建筑物的外护结构，它既保证了基本的美学需求，又对防水等功能节点有着很高的要求。该工程如“春笋”，各单元板块在竖向与水平面的角度发生了变化，横向呈圆形，上部、下部单元板块和同一楼层的相邻板块的连接点不易防水；传统的设计方法往往忽略了疏漏。

BIM技术在建筑幕墙施工全生命周期管理中的应用

摘要：在现代建筑发展领域中，出现了诸多先进理念和施工技术，其中，幕墙作为融建筑技术、建筑艺术为一体的外围护结构，自1851年出现以来，取得了广泛的应用。上世纪80年代起我国开始采用幕墙形式，经过近40年的蓬勃发展，我国幕墙行业产能规模超过1亿平方米/年。存量建筑幕墙日益老化的趋势及幕墙建筑交付后维护保养的不规范、不及时等原因导致相关安全事故频发，严重危害人民生命财产安全。建设行政主管部门及相关责任主体采用传统手段进行幕墙管理和维护效率低、成本高。因此采用BIM技术加强建筑幕墙全生命周期管理，形成更加全面系统的监管、维护体系十分必要。

关键词：BIM技术；建筑幕墙；全生命周期管理

引言

随着社会经济的高速发展，各行业的信息化、智能化水平都在提高，建筑行业的信息化、智能化必将是未来发展的趋势。BIM技术的出现积极推动了建筑行业的进步与发展，在建筑幕墙工程施工过程中，利用BIM技术，将高效促进幕墙的制造及施工质量、促进施工技术现代化，建筑行业信息化。

1建筑幕墙概念及特点

1.1概念

建筑幕墙是指由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构，如常见的根据面材进行分类的玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙和人造板材幕墙，按施工工艺进行分类的构件式幕墙和单元式幕墙等。 BIM依赖于强大的三维建模、信息关联、协同办公、可视化等特性，在幕墙设计行业方案阶段、施工图设计阶段、施工下料阶段等正在得到广泛的应用。

本文以成都天府新区独角兽启动区幕墙工程实例来介绍BIM技术在幕墙深化设计中的应用。

二、工程实例

1. 工程概述

本工程位于四川省成都市天府新区成都直管区兴隆湖湖畔,鹿溪智谷核心区，为扎哈哈迪德事务所设计的整个成都独角兽项目众多造型各异的办公写字楼中第一个建筑项目，成都独角兽项目方案设计形态创新多变，可以适应多种不同需求，规划上也强调生态和科技的结合，旨在打造高品质、全周期、全要素的良性发展为目标的产业生态圈。

中砝集团BIM技术中心 1 BIM技术在工程造价管理中的应用 （假定条件：二维设计图条件下施工阶段BIM Revit应用） 陈卫东 Danny 什么是BIM？ BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达。BIM是一个共享的实施资源，是一个分享关于这个设施信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中添加、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。 BIM的特征：模型信息的完备性；模型信息的关联性；模型信息的一致性。 BIM Revit的优势：可视化、协调性、优化性、模拟性、可出图性。 BIM的商业价值是什么？ 美国斯坦福大学整合设施工程中心（CIFE）将不同的单位进行量化处理，总结出使用BIM建筑信息模型有如下优势： 1.消除40%预算外更改 2.造价估算控制在3%精确度范围内 3.造价估算耗费时间缩短80% 4.通过发现和解决冲突，将合同价格降低10% 5.项目时限缩短7%，及早实现投资回报 基于BIM的造价控制原理？ 利用BIM软件的统计和计算能力自动处理与造价相关的信息，利用这些信息分析和判断项目成本状况，以及规划下一步的工作，为全生命期造价管理提供可靠的依据。 中砝集团BIM技术中心 2 基于BIM技术的造价管理具有保证造价信息的真实性、准确性、完整性的特点，可精确地控制施工实际成本。 1.造价信息模型： 通过对模型构件或构件组的框选，在其属性中赋予与《清单计算规则》及《造价计算规则》相对应的造价信息，使用软件自动统计和计算的功能，排除人为计算误差，节约造价人员的工作时间，提高工程量计算的效率及准确性，有效进行成本控制。 2.造价信息的添加、修改、存储、删除： 可以使项目各个管理流程快速、准确地获取工程造价数据。还可以对主要项目数据实施共享参数或全局参数，使得项目各参与方能够在同一个造价模型(平台)上进行造价管理和成本控制，降低各个参与方核对工程量的时间。 如何实现BIM的造价管理？ 中砝集团BIM技术中心 3 第一章、创建各专业造价模型 此阶段需要满足的基本文件：二维设计文件；施工工艺；施工部署；模型命名规则。 一.模型命名及拆分原则 1.BIM模型文件命名规则 项目代码-类型-分区-专业-描述-版本 项目代码：用于识别项目的代码，由项目管理者制定 类型：例如建筑类型 分区：用于识别模型文件的分区信息或拆分信息 专业：专业识别码，用于识别模型所属专业 描述：描述性文字，用于进一步说明文件的内容，避免与其他字段重复 版本：模型修正之后的版本 2.BIM模型构件命名规则 专业(J/S)-项目编号-所属楼层-构件名称/尺寸-构件编号 J-建筑专业 S-结构专业 项目编号： 例如01号楼 所属楼层： 例如F1 名称/尺寸：例如框架柱500x500 中砝集团BIM技术中心 4 构件编号： 例如 01 3.族类型命名规则 门：例如M1021 窗：例如C1518 4.模型拆分原则 (1)土建模型拆分原则：按建筑分区；按施工缝；按单个楼层；按构件或系统。 (2)MEP模型拆分原则：竖向拆分以每层为一个单位；地上部分水平拆分原则上以每层为一个单位；地下部分面积过大时，以防火分区或人防分区为单位拆分，但须保证机电系统的完整性。 (3)钢结构模型拆分原则：按照建筑分区、单个楼层、以及构件类别进行拆分，但需考虑其他构件的完整性。 二.模型数字信息的规范 1.模型数字信息的类型 (1)几何信息：实体尺寸(数值)，位置坐标(数值)，颜色(数值)，构件的二维表达(文本)。 (2)非几何信息：技术信息(材料、材质、技术参数)；产品信息(供应商、生产厂家、价格)；建造信息(建造日期、施工单位、使用年限)；维保信息(保修年限、维保频率、维保单位)。 2.材质与编码的录入 (1)材质数据的录入：在Revit材质库中创建材质，输入材质电子编码、颜色、贴图。通过添加参数的方式录入材质工艺、规格、施工工艺等信息。 (2)彩光照明灯具：通过添加参数的方式录入灯具编码、规格、色温、光效、功率等。 (3)构件分类编码的录入：根据需要可以采用先创建共享参数的方式，然后再录入。或者创建项目全局参数的方式录入。 3.LOD模型细度的要求 (1)招投标阶段模型细度要求(LOD300)： 招投标阶段的模型需满足招标文件、施工图、工程量清单等信息的要求。 此处仅以建筑模型为例列举说明。 A.模型构件：场地、建筑墙、散水、幕墙、建筑柱、门窗、屋顶做法、建筑楼地面、天花板、建筑楼梯(含坡道、台阶)、电梯、家具。 B.清单工程量信息：类别、材质、规格、单位、数量。 中砝集团BIM技术中心 5 C.清单造价信息：编码、项目名称、项目特征、单位、工程量。 D.用于套取的定额子目：编码、项目名称、项目特征、单位、单价。 (备注：挖填方工程模型、地基基础模型、钢筋混凝土结构模型、钢结构模型、MEP模型的清单工程量信息和清单造价信息的内容基本相似，此处不再赘述)。 (2)施工管理阶段模型细度要求(LOD350)： A.模型构件同LOD300，且包含备注涉及内容。 B.清单工程量信息：相比LOD300增加了供应厂商等相关信息。 C.清单造价信息：相比LOD300增加了单价、合价、综合单价。 D.自动生成实时工程造价：将模型构件成组为工程量清单项目，或者采用复合构件、构件零部件的方式创建与工程量清单项目匹配的模型构件。然后套取相应的定额单价或综合单价，生成实时工程造价。 (备注：竣工阶段与施工阶段相同)。 三.创建模型坐标系统 在BIM模型创建过程中，应先明确项目公共信息的设置要求，确保各方模型能够正确整合。 确定项目基点：以项目轴网中的轴交点为项目基点，单位毫米(mm)，使用相对标高，以±0.000作为Z轴坐标原点，确定项目北朝向，统一项目团队工作环境。 统一建立标高轴网：以建筑专业标高轴网为标准。 四.造价信息模型的创建 1.配合清单计算规则，设置构件扣减规则 中砝集团BIM技术中心 6 (1)模型算量基本原则 A.建筑模型和结构模型、基础模型、MEP模型分开绘制； B.建筑墙体、二次结构在建筑模型中绘制（此为个人建议，方便创建及工程量统计。但需按各自企业规定，也可绘制在结构模型中），结构墙绘制在结构模型中； C.相同混凝土强度的结构构件按照柱扣梁、梁扣板的原则进行扣减； D.不同混凝土或钢筋混凝土强度的模型构件不允许重叠(混凝土强度大的构件扣减强度小的，相同强度不区分先后)； E.结构构件扣减建筑构件； F.同类别构件必须扣减不能重叠； G.不同类别的构件可能存在重叠及重复计算。 (2)《清单计算规则》下的构件交汇处扣减规则 A.结构墙与其他构件扣减规则 a.结构墙与结构墙 系统默认：后绘制的结构墙被先绘制的剪切。 解决方法：按混凝土或钢筋混凝土强度调整构件之间的扣减关系；使用连接工具进行切换；建模时避免重叠。 b.结构墙与建筑墙 系统默认： 交汇处重叠。 解决方法：先绘制结构墙，再绘制建筑墙；避免重叠。 c.结构墙与结构框架（梁） 系统默认：结构框架（梁）被结构墙剪切。 解决方法：仅将结构墙绘制到结构框架（梁）底。 d.结构墙与结构柱 系统默认：结构柱被结构墙剪切。 解决方法：仅将结构墙绘制至结构柱边。 e.结构墙与结构板 系统默认：先绘制结构墙再绘制结构板时，系统有选择对话框弹出，根据需要进行选择；先绘制结构板后绘制结构墙，在交汇处重叠。 解决方法：结构墙与结构板在交汇处是重复算量，所以需在交汇处重叠建模。 B.建筑墙与其他构件扣减规则 a.建筑墙与建筑墙 中砝集团BIM技术中心 7 系统默认：后绘制的建筑墙被先绘制的剪切。 解决方法：使用连接工具进行切换；绘制时避免重叠。 b.建筑墙与结构框架（梁） 系统默认：结构框架（梁）和建筑墙重叠。 解决方法：仅将建筑墙绘制至结构框架（梁）底部。 c.建筑墙与结构柱 系统默认：建筑墙与结构柱重叠。 解决方法：仅将建筑墙绘制到结构柱边。 d.建筑墙与建筑柱 系统默认：建筑柱被建筑墙剪切。 解决方法：仅将建筑墙绘制至建筑柱边。 C.结构框架（梁）与其他构件扣减规则 a.结构框架（梁）与结构框架（梁） 系统默认：后绘制的结构框架（梁）被先绘制的扣减。 解决方法：按照结构框架（梁）-主梁-次梁顺序绘制；使用连接工具进行切换。 （连接结构墙或结构柱的梁是主梁，连接主梁之间的梁是次梁）。 b.结构框架（梁）与结构柱 系统默认：结构框架（梁）被结构柱剪切。 解决方法：结构框架（梁）和结构柱不允许重叠，仅将结构框架（梁）绘制至结构柱边。 c.结构框架（梁）与建筑柱 系统默认：建筑柱和结构框架（梁）重叠。 解决方法：建筑柱绘制到结构框架（梁）底。 d.结构框架（梁）与结构板 系统默认：结构板扣减结构框架（梁）。 解决方法：当梁、板的混凝土强度相同且同时浇注时，梁高计算至结构板底（梁、板体积合并计算）；当梁为高强度混凝土时，则梁高计算至结构板顶，并扣减结构板。 D.结构柱与其他构件扣减规则 a.结构柱与结构板 系统默认：结构柱依附于结构板底。 解决方法：结构柱与结构板需重叠，交汇处工程量重复计量；使用连接工具进行调整。 其余见：A、B、C。 中砝集团BIM技术中心 8 E.结构板与其他构件扣减规则 a.结构板与建筑墙 系统默认：两类构件在交汇处重叠。 解决方法：结构板与建筑内墙需重叠，建筑内墙绘制至结构板顶，交汇处工程量重复计量；建筑外墙与结构板交汇处，结构板嵌入建筑外墙内部板头的工程量将保留，并扣减被挤占的建筑外墙相应的工程量。 其余见：A、B、C、D。 2.造价模型的创建 (1)建筑造价模型 A.采用建筑墙（以基本墙为核心+防水层+装饰工程面层）、建筑楼板（以结构楼板为基准+防水层+装饰工程面层）、建筑楼梯（以结构楼梯为基准+装饰工程面层）、栏杆扶手、坡道等系统族创建：建筑砌体墙及构造层、填充墙及构造层、建筑楼板构造层、建筑楼梯构造层、栏杆扶手、坡道构造层、台阶构造层等建筑模型。 B.墙体核心层(基本墙)和构造层、墙体内外面层应分别创建，便于配合《清单计算规则》，根据需求正确统计构造层材料、防水层材料、保温材料、粘结材料等。 C.不同楼板构造层也应单独建模，如卫生间防水构造层、屋面防水构造层等，同样是为了便于各种构造材料、功能材料的正确统计计算。 中砝集团BIM技术中心 9 D.基础底板防水构造层单独建模，原理同上。 E.采用门、窗、排水沟、电扶梯等族构件，创建相应的建筑构件模型。 F.对所有功能空间创建空间和房间，并标注空间和房间的名称；便于节能及机电能耗的计算、装修材料的统计计算。 G.构造柱、圈梁、过梁等二次结构，建议在建筑专业模型中创建，这样便于二次结构的单独建模和统计计算，以及与建筑墙体的扣减关联，从而实现精准建模、精准统计计算材料用量。 (2)幕墙造价模型 A.创建幕墙，对幕墙进行分格，在幕墙分格上建立横梃竖梃。将系统嵌板更换为相应的玻璃、金属、格栅、百叶、门窗、消防救援窗等。 B.楼层间装饰封堵，幕墙压顶和收边等构件模型，采用内建模型、框架结构构件的方式创建。 C.广告位采用墙工具创建。 D.门头钢结构，采用结构框架（梁）工具创建，可采用型钢族库中对应构件模型。 (3)装饰造价模型 A.楼地面饰面层用楼板工具根据饰面类型分别建模，区分楼地面饰面类型的因素： a.面层材质。不同的面层材质要分开建模，这样便于对不同材料进行统计计算、定额套用。 b.铺装方式。不同的铺装方式需要分别建模，如拼花等。这样便于依据《定额计算规则》，方便正确的套取定额子目，提高工程造价的准确性。 c.构件功能。如门槛石、波打线等，需要与地面铺装区域分开建模，同样也是为了材料统计计算以及正确的套用定额。 B.墙面饰面层用墙工具建模。 需要注意的是外墙分外墙外表面和外墙内表面；内墙分内墙左侧表面和内墙右侧表面。 C.天花装饰用天花板工具，竖向的天花板用墙工具建模。区分天花板类型的因素： a.吊顶材质 b.吊顶形式，如平面、跌级、造型区分天花板类型 D.其他构件采用族库中的族构件。 (4)结构造价模型 A.基础 a.筏板基础采用基础板工具，根据配筋范围进行拆分建模。 b.桩、独立基础采用可载入族构件。 c.设备基础采用可载入设备基础族构件。