BIM应用于南港办公大楼案曲面帷幕建筑施工整合探讨

在工程技术日益进步的时代里，建筑师与设计者创造出更多令人叹为观止的建筑造型，玻璃帷幕墙即是其中一种高度造型表现的建筑外观，由于多变的造型在帷幕墙施工上已经不再是规矩的方正组合，而是更流线、更平滑、更复杂的框架集合，若是又搭配了渐缩造型曲面结构，这样一来在施工过程将会面临一项前所未有的挑战，另外在施工图说与接口整合也非传统 2D 作业可以胜任，透过BIM技术作为整合与分析的平台，除了可利用 3D 可视化来执行正确的施工规划、模拟、沟通，使用BIM技术来协助曲面帷幕墙在施工检讨上，可谓是一大利器。
位在南港的办公大楼新建工程一案中，外型是由两颗石头为发想，透过石头的造型延伸至建筑外观，在外观上因为由两个椭圆造型组成，可想而知在施工过程上有一定的局限及困难，若仅透过传统 2D CAD 图说进行施工检讨，势必有很多曲面高层变化未能反映在图说上，也将无法提供足够现场精确的施工信息。
BIM技术在此案的实例运用甚多，诸多施工界面整合、干涉分析等，基础应用的部分在很多案例分享中都曾出现过，不再赘述，但因此案的造型特殊又是框架式帷幕墙，在工序上有其繁复之处，施工架也需配合进度反复调整，这边特别挑出四项「非 BIM 不可」的运用分享：
一、外观帷幕墙与结构整合
本案外观由椭圆曲面玻璃帷幕墙所组成，越往上的楼层楼地板越往内渐缩，以至于有很多曲柱结构与曲墙造型，而渐变的曲面造型在 2D 平面设计图说上的尺寸标注，并无法视为施工检讨整合的来源依据;虽然设计单位有提供 3D 外观模型做参考，但现场并无法将此模型与 2D 图说整合，唯有透过 BIM 技术将土建模型与帷幕墙模型进行套迭整合，并辅以检讨干涉回馈给相关单位参考与修正，往覆整合到可精确施工为止。
二、帷幕外墙施工架模拟
特殊曲面造型在施工上必然是一大挑战，尤其是退缩楼板与墙面在施工架搭设过程中并非直立，必须要跟着楼板往内退缩，我们藉由施工架厂商的实作专业，建置对应尺寸的施工架与三角架组件，并依照搭架时的施工范围与拆架的施工程序，运用 BIM 仿真进行搭架的可行性评估，同时也计算出项目中所需施工架数量作为估价之参考。
三、曲面帷幕墙特殊干涉检讨-屋顶机电设备
本案帷幕墙的 FIN 于屋顶处集中接合，所以在屋突层的帷幕墙与其二次构件的曲率变化很大，在项目初期业主与相关包商由 2D 图面无法检讨设备安装与操作维护接口相关议题，直到我们把整个模型整合完毕后，施工团队才能了解这部位的接口复杂程度，不论是空调水箱与钢构的干涉，或者屋顶消防水箱顶盖与 FIN 的接口等，都是透过多视角的 3D 检讨与反复的调整后才定案。
四、曲面帷幕墙特殊接口整合-室内构造物
本案外墙虽然是椭圆形的曲墙帷幕造型，但仍有部分为非曲面，其中室内直立墙面与曲面外墙中有 RC 墙与帷幕墙的接口问题产生，这使得施工过程一方面要考虑模板组立的方式，也同时要考虑墙面退缩尺寸，透过 BIM 技术将每层不同的退缩尺寸独立出来标注每层所退缩范围与墙面转折之处，让不同的施工单位清楚了解施工上的接口。
结语
帷幕墙曲面分析藉由3D软件来作业已经不是新鲜事，因工地现场其他的工项大多还在2D作业检讨，所以有很多接口与施作问题几乎都是现场发生才来解决的，但藉由BIM的建模做全面的3D检核与接口整合，使施工风险与接口问题降到最低;假设工程的仿真有效协助现场工程师理解现场问题进而做出最佳的工程规划方案。新技术的应用，将为建筑营造产业带来全新的作业环境，新软件的应用使得原作业流程的改变、更全面的图说表达方式、会议与跨部门公司的沟通模式等，必然是建筑营造产业相关人员需要去突破改变的新思维。