BIM技術(shù)在幕墻工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)研究

龍運(yùn)霆

（上海迪探節(jié)能科技有限公司，上海 201600）

0 前言

信息技術(shù)的快速發(fā)展，為幕墻工程項(xiàng)目發(fā)展帶來(lái)更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。由于幕墻工程具有施工節(jié)點(diǎn)多、造型多變、系統(tǒng)種類(lèi)復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)管理工作造成一定困難。

因此，有必要針對(duì)幕墻工程項(xiàng)目管理中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，積極運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)管理方案設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而推動(dòng)幕墻行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步提升建筑的安全性。

1 幕墻工程項(xiàng)目管理難點(diǎn)分析

幕墻工程項(xiàng)目包括鋁板幕墻、全玻璃幕墻、石材幕墻等多種形式，若建筑呈現(xiàn)不管規(guī)則空間立體造型，則會(huì)進(jìn)一步增加幕墻工程施工難度，對(duì)技術(shù)要求、基準(zhǔn)控制點(diǎn)的把握提出更高要求[1]。由于幕墻工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工涉及多家單位同時(shí)交叉施工，使項(xiàng)目管理出現(xiàn)諸多難點(diǎn)：①對(duì)于不規(guī)則的空間立體造型，每個(gè)面都需要有控制點(diǎn)；②對(duì)全玻璃幕墻的安裝，其規(guī)格可達(dá)19+15A+19mm，單塊玻璃面積達(dá)10 平方左右重量超1t，需要進(jìn)行大幅面超重斜邊玻璃吊裝；③由于施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，防水背板的漏水隱患控制存在一定難度。針對(duì)以上工程項(xiàng)目管理難點(diǎn)，還有必要運(yùn)用智能化的BIM 技術(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，特別針對(duì)某個(gè)不合理的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行球蓋，以此提升幕墻工程項(xiàng)目開(kāi)展的效率與質(zhì)量。

2 幕墻工程項(xiàng)目管理中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

2.1 幕墻設(shè)計(jì)

在進(jìn)行幕墻設(shè)計(jì)之前，對(duì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、建筑、電氣等相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)，通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架與結(jié)構(gòu)單位的建模，以此為設(shè)計(jì)、總包、建設(shè)等單位提供能夠協(xié)調(diào)配合的技術(shù)平臺(tái)[2]。主要選用CAD、Revit 進(jìn)行幕墻工程的立面、平面、剖面設(shè)計(jì)：①在滿(mǎn)足建設(shè)單位要求、立面效果設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，兼顧幕墻力學(xué)、節(jié)能等性能的要求，以此保證外立面效果；②全面考慮室內(nèi)空間土建結(jié)構(gòu)位置要求，確保玻璃板塊與室內(nèi)空間的分隔；③對(duì)幕墻材料性能、原始尺寸進(jìn)行合理規(guī)劃，避免產(chǎn)生不必要浪費(fèi)；④針對(duì)幕墻方案中涉及的控制點(diǎn)與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行預(yù)算工作，以此達(dá)到控制施工成本的目的。應(yīng)用BIM 構(gòu)建一個(gè)三維信息模型，包括幕墻工程中每類(lèi)構(gòu)件的彈性模量、導(dǎo)熱系數(shù)、線密度等信息，然后將所有需要掃描的控制點(diǎn)轉(zhuǎn)換成為城市坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

2.2 幕墻生產(chǎn)加工

與傳統(tǒng)幕墻加工方式最大的不同在于，BIM 技術(shù)能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)建筑工程項(xiàng)目的材料清單、制作幕墻加工單與加工圖，最大程度減輕技術(shù)人員的工作量。制作加工單的過(guò)程中，BIM 技術(shù)能夠提取出每個(gè)幕墻玻璃角點(diǎn)的信息，并自動(dòng)導(dǎo)入表格中。該環(huán)節(jié)主要建立在CAD 對(duì)材型加工長(zhǎng)度、寬度、材質(zhì)提取功能上，進(jìn)而反映出幕墻立柱、橫梁、面板等方面的信息。對(duì)于不規(guī)則立體造型的幕墻工程項(xiàng)目，通過(guò)加工廠與三維模型設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的溝通，能夠自動(dòng)生成幕墻加工圖，以此保證模型的深度與物理屬性。

2.3 幕墻施工安裝

2.3.1 進(jìn)度控制與協(xié)調(diào)管理

進(jìn)度控制與協(xié)調(diào)管理密不可分，在幕墻工程中扮演著重要角色。進(jìn)度控制與協(xié)調(diào)管理流程為：①應(yīng)用BIM 技術(shù)表達(dá)幕墻工程進(jìn)度，將施工進(jìn)度管理信息加入到三維模型中可生成4D 模型，以此為工作效率的提升、施工方案的優(yōu)化提供更多可行的路徑，并且BIM 軟件能夠生成可視化的加工情況明細(xì)表，對(duì)幕墻構(gòu)件加工、運(yùn)輸、到場(chǎng)、安裝等環(huán)節(jié)有序進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；②利用BIM 技術(shù)對(duì)幕墻與機(jī)電、內(nèi)裝、暖通等專(zhuān)業(yè)的干涉進(jìn)行檢查，并從整體角度出發(fā)，統(tǒng)籌管理、協(xié)調(diào)好內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)施工的順序，以此保證幕墻工程項(xiàng)目管理的直觀調(diào)整；③在幕墻工程項(xiàng)目實(shí)際開(kāi)展中，按初步預(yù)算，采購(gòu)足夠的統(tǒng)一批次的石材方料，在礦山采購(gòu)方料后，聯(lián)系兩家石材加工廠同時(shí)加工，派專(zhuān)職人員對(duì)石材從礦源到工地進(jìn)行全程跟蹤，從根本上保證項(xiàng)目質(zhì)量與進(jìn)度，最終按期完成了全部工作。

2.3.2 質(zhì)量控制與安全管理

質(zhì)量控制對(duì)于任何一個(gè)工程建設(shè)而言，都是項(xiàng)目管理的主要控制目標(biāo)。在幕墻工程項(xiàng)目管理中，鋼構(gòu)件、鋁合金型材、膠條螺栓等生產(chǎn)要素的質(zhì)量直接關(guān)系到整體工程質(zhì)量。質(zhì)量控制與安全管理流程為：①運(yùn)用BIM 技術(shù)整合分散在各處的質(zhì)量信息，并記錄在BIM 平臺(tái)上，為審查與驗(yàn)收工作提供依據(jù)，從而制定出經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、可靠安全的施工技術(shù)方案，進(jìn)一步明確幕墻工程項(xiàng)目質(zhì)量控制難點(diǎn)與重點(diǎn)[2]；②由于幕墻工程本身具有較高的危險(xiǎn)性，應(yīng)用BIM 技術(shù)，可直觀、形象的識(shí)別出施工中的危險(xiǎn)源，進(jìn)行的三維交底工作避免各類(lèi)安全事故的發(fā)生；③在實(shí)際運(yùn)用中，BIM 技術(shù)有效解決多單位交叉施工、施工難度大的問(wèn)題，要求按每個(gè)規(guī)格板塊的數(shù)量對(duì)每個(gè)加工面留取一定數(shù)量的備用石材，確保破損石材有相同顏色的替換，避免因缺材料而造成工期拖延，并且幕墻工程原料在生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中要合理對(duì)方，從根本上防止鋁運(yùn)輸中角度發(fā)生變形。

2.3.3 成本控制與合同管理

成本控制與合同管理流程為：①應(yīng)用4D 建筑信息模型，主要是在3D 建筑信息模型中加入施工組織設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理實(shí)施規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上行加入成本與費(fèi)用控制數(shù)據(jù)，生成的5D 建筑信息模型能夠自動(dòng)計(jì)算工程造價(jià)；②在改進(jìn)成本控制流程、提升成本控制效率的過(guò)程中，BIM 技術(shù)還可以將各種構(gòu)件的物理信息運(yùn)用到成本控制中，以此大幅度提升成本控制以及其他控制的精準(zhǔn)度；③在工程總量不變的情況下，運(yùn)用BIM 技術(shù)快速計(jì)算出數(shù)量龐大、種類(lèi)繁多幕墻構(gòu)件的造價(jià)信息，并對(duì)材料、人工、機(jī)械等進(jìn)行合理安排，以此保證幕墻工程項(xiàng)目管理與其他專(zhuān)業(yè)施工的有效聯(lián)動(dòng)；④將BIM 技術(shù)應(yīng)用于合同管理中，可利用平臺(tái)上的支付憑證、采購(gòu)合同等信息，自動(dòng)生成索賠、成本測(cè)算等方案，以此支持合同管理，對(duì)提升資金使用效率具有重要意義。

3 BIM 技術(shù)應(yīng)用效果

3.1 BIM 技術(shù)應(yīng)用范圍及效果

3.1.1 幕墻吊裝工作中的管理

針對(duì)幕墻工程項(xiàng)目管理中存在的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在應(yīng)用BIM技術(shù)之后，根據(jù)編制的科學(xué)的施工方案，與有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行論證并通過(guò)，在設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理單位同意之后，對(duì)玻璃幕墻施工順序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。并搭設(shè)鋼管架平臺(tái)以便于吊裝到位后的微調(diào)，確保每塊玻璃安裝到位，之后運(yùn)用墊塊控制好玻璃縫隙，然后使用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施來(lái)順利完成玻璃的吊裝工作，從根本上避免大幅面超重斜邊玻璃吊裝出現(xiàn)安全事故[3]。

3.1.2 幕墻施工過(guò)程中的管理

為保證工程項(xiàng)目管理質(zhì)量，一方面，針對(duì)不規(guī)則立體造型的幕墻工程，由各結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人對(duì)接確定軸線，借助鋼管架制作出基準(zhǔn)線，進(jìn)而確定出每個(gè)立面的控制點(diǎn)，然后對(duì)角線方向加焊以控制焊接變形量，不合格的部位要切開(kāi)重焊。另一方面，BIM 技術(shù)為項(xiàng)目管理提供了更加形象、直觀的施工技術(shù)方案，為保證大面積鋁板幕墻的平整度，主要是通過(guò)班組交底說(shuō)明鋼架制作的控制要點(diǎn)，然后才去對(duì)角焊的方式進(jìn)一步加強(qiáng)鋼架焊接完成的平整度。同時(shí)適當(dāng)縮小鋁板背筋間距，當(dāng)間距為300mm 時(shí)，迎光觀察鋁板無(wú)曲線，從根本上保證大面鋁板幕墻的優(yōu)良觀感[3]。

3.1.3 施工成本控制中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)帶來(lái)的全新工程項(xiàng)目管理體驗(yàn)，為幕墻工程項(xiàng)目管理全面掌握建筑外立面設(shè)計(jì)效果提供了更多可行的路徑，設(shè)計(jì)、總包、監(jiān)理等部門(mén)全部參與到了項(xiàng)目管理的溝通、協(xié)調(diào)工作中，實(shí)現(xiàn)與二次結(jié)構(gòu)、粉刷等班組錯(cuò)時(shí)、錯(cuò)位施工。由于施工人員遠(yuǎn)不如設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙的了解，BIM 技術(shù)還能夠?qū)δＰ蜆?gòu)建與數(shù)據(jù)計(jì)算中的錯(cuò)誤進(jìn)行排除，并根據(jù)總資金情況對(duì)成本變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，與傳統(tǒng)幕墻工程項(xiàng)目成本控制模式相比，得到的控制效果更加精確。

3.1.4 人力資源管理與幕墻保護(hù)

在人力資源管理方面，BIM 技術(shù)還從施工隊(duì)伍中篩選出專(zhuān)業(yè)技術(shù)熟練、服從安排管理的隊(duì)伍。與此同時(shí)，促使施工單位更加注重日常施工的安全管理，每個(gè)門(mén)頭搭設(shè)安全防護(hù)棚，防止墜落物造成人員受傷或成品損壞。在成本保護(hù)方面，石材線條切角加工在工廠內(nèi)完成，裝箱運(yùn)輸，確保邊角不損壞；廠家發(fā)貨打包做好限位、防滑、防撞工作，現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)要求工人輕起輕放；在拆完上層剛層架之后，再撕去保護(hù)膜。由此可以證明幕墻工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠進(jìn)一步提升建筑工程的質(zhì)量與效率。

3.2 BIM 技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)幕墻工程項(xiàng)目管理重點(diǎn)與難點(diǎn)的分析，設(shè)計(jì)出的BIM軟件尚未完善，幕墻工程需要的熱工、結(jié)構(gòu)、日照計(jì)算等還需要進(jìn)一步優(yōu)化，以此滿(mǎn)足幕墻工程項(xiàng)目管理的要求。此外，結(jié)合不同地區(qū)基本雪壓、風(fēng)壓以及抗震烈度的不同，還需要根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用方式進(jìn)行調(diào)整，以此保證上游結(jié)構(gòu)、建筑等專(zhuān)業(yè)能夠通過(guò)BIM 模型傳遞至幕墻單位，為BIM 技術(shù)深度應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 結(jié)論與建議

綜上所述，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于幕墻工程項(xiàng)目管理中，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)與施工信息的可視化分析，并為設(shè)計(jì)、施工一體化發(fā)展提供良好的技術(shù)平臺(tái)。

為保證BIM 技術(shù)的有效運(yùn)用，需要明確進(jìn)度、質(zhì)量、成本控制以及協(xié)調(diào)、安全、合同管理的難點(diǎn)，以此從根本上消除影響幕墻設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的因素，促進(jìn)建筑行業(yè)整體長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。