BIM在商業建筑幕墻設計中的應用方法探究

嚴志偉

(格構建筑幕墻設計(上海)有限公司，上海 210801)

1 BIM技術的概念與特征

1.1 BIM技術的概念

BIM技術誕生于1975年，由美國一個博士提出，BIM技術是基于工程信息數據來創建模型的三維模型，通過數字信息數據能夠模擬出建筑的實際特征。BIM技術在應用3D技術的基礎上分析所有信息數據，并完成對數據模型的構建。BIM技術建筑領域的應用尤其廣泛，將它運用于建筑領域中，不僅可以在建筑結構、幕墻設計等前期設計中加以運用，還能夠將它運用于施工環節、運營與管理環節、后期維護等多個環節中，在建筑幕墻的設計中，它的運用實現了對各種數據的數字化轉換，并可以通過可視化技術進行三維展示，為幕墻設計等各項建筑設計工作帶來了極大的幫助。BIM技術的應用，可以提升工作效率，節省施工成本，有效促進了建筑行業的可持續發展。

1.2 BIM技術的特征

BIM技術特征為：①數據的結合性特征，BIM技術是一個將建筑工程的前期數據進行整合的過程，這些信息都具有及時性、準確性高的特點；②數據的共享特征，在建筑施工過程中，建筑模型是存在于不同施工期和不同項目的工作人員之中的，要保障模型在不同時期不同工作人員使用中的一致，BIM技術必須要具備數據共享性，實現項目信息的完整共享；③全周期性，BIM技術提供的信息能夠運用于建筑項目施工的各個階段，包括前期建立階段、中期運用階段以及后期維護階段；④全面應用性特征，在一個施工項目中，不同的施工階段參與施工的人員及其施工方式都是有差異的，BIM技術的運用能夠保證數據信息在各個階段中應用的全面性，能夠為不同時期不同人員提供準確完善的施工數據信息。

2 BIM技術的應用

2.1 BIM技術在我國的應用情況

BIM技術的應用在西方國家的應用廣泛，我國建筑中對其的應用還比較淺薄，尚有很多需要改進的地方?？傮w而言，我國相關人員已經對BIM 技術有了一定的掌握，很多施工企業也在施工中加大了對BIM技術的運用力度，說明我國對BIM技術的運用有一定的重視度。但不可否認的是普及率還不足，雖然BIM技術已經在我國很多建筑施工項目中得到了運用，但應用率還是不高。隨著建筑需求的不斷增加，在很多復雜度高、面積大的建筑設計中都需要用到BIM技術，這也催生了很多BIM技術企業的誕生，可見，BIM技術在我國的應用將會越來越成熟、越來越廣泛。

2.2 BIM技術在商業建筑幕墻設計中的應用優勢

隨著經濟的發展，我國建筑在外觀上的需求開始增加，很多建筑對外觀的設計要求較高，特別是大型商業建筑的幕墻設計更為復雜、難度更大，傳統二維模型設計無法滿足這些施工項目的外觀設計需求，所以BIM技術在幕墻設計中的應用一開始是為了應對設計較為復雜的設計項目。BIM技術的三維特征，能夠實現對前期數據的模型建構，還能做到對幕墻板塊分格的模擬。因此，相較于傳統二維模型設計，BIM技術在商業建筑幕墻設計中的優勢更為突出，主要體現為以下幾點。首先，能夠實現設計理念到模型的轉換。很多設計師在進行幕墻設計時，設計理論較強，但無法直接用圖像對設計理念進行展示，但基于BIM技術的設計能夠幫助設計師做到設計理念向設計模型的轉換，能夠更加真實立體地對設計師的想法加以展示；其次，有利于設計方案的優化，BIM技術的運用，能夠幫助設計師根據數據完成對幕墻設計模型的建構，同時也能幫助設計師通過模型找到自己設計方案中存在的不協調不合理等問題，在優化方案上能夠給出更為直接的幫助；最后，能夠保證幕墻設計運用的準確性，在設計圖的施工過程中，工作人員可能會對設計方案進行調整更改，這很可能會影響設計理念與建筑特性，BIM技術的運用能夠通過加工和定位的方式確保不被隨意更改，有利于保障設計的準確性。

3 BIM技術在商業建筑幕墻設計中的應用

1)應用BIM技術深化幕墻設計項目的設計思路。一般而言，幕墻設計圖紙不可能一步到位，需要多次的調整與修改之后才能用于實際施工，但多次的修改和調整會極大地影響工程效率，降低設計方案修改和調整的頻率和次數，對于提高設計效率和施工效率具有重要意義。因此，加強對設計思路的深化非常重要。幕墻施工中鋼結構構件的加工和制作是非常重要的施工環節，要深化設計思路應重視對鋼結構BIM平臺的建構，在實際的設計過程中，需要利用BIM平臺對鋼結構設計中的每一根構件的加工與制作環節進行可視化處理，例如材料選擇、螺栓型號確定、節點設計等，對鋼結構構件的加工與制作過程進行可視化模擬，分析其中需要進行改進的地方，最終得出最合理的設計方案。BIM技術還能用于幕墻設計中其他多種項目設計思路的深化環節，能夠有效提高各個設計項目設計思路的有效性，有利于后續幕墻施工的順利進行。

2)應用BIM技術完成對幕墻分項工程設計項目方案規劃的優化。在幕墻設計中，項目方案規劃是保障幕墻設計與幕墻施工準確性的重要內容，特別是在大型商業建筑的幕墻設計過程中，項目方案的規劃尤為重要。通常而言，幕墻項目方案可分為顧問方案設計和施工投標方案設計兩種，項目方案的規劃不僅需要建筑師的參與，還需要幕墻設計師的參與，目的在于在建筑方案的制定中結合一些幕墻設計師的專業建議，并解決一些幕墻設計中的專業問題。在設計要求更為復雜的商業建筑幕墻設計中，更需要幕墻設計師參與到幕墻外形設計、功能保障、投資價值評估等環節中，幕墻設計師能夠給建筑師很多在建筑外形美觀設計上的建議，保障幕墻規劃與建筑規劃以及架構規劃之間的統一和諧，以保證商業建筑對于外觀美的追求得到滿足。在這一階段中，幕墻設計師可以利用BIM技術構建三維模型，把商業建筑幕墻設計項目中的幕墻設計方案轉換為三維圖形，為建筑師的施工規劃提供參考，同時能夠對招標書的編寫提供幫助，也為后續幕墻施工及裝配制作提供重要的參考作用。

3)應用BIM技術實現商業建筑幕墻設計工程中的數據共享需求。商業建筑幕墻設計的復雜度更高，因此，需要多個幕墻設計師共同完成設計，對實施結構計算、技術分析、特性指標分析等設計工作進行分工完成，如果設計項目處于顧問方案階段，幕墻設計師還需要與相關顧問、建筑師等專業人員進行合作。可見，在幕墻分項工程設計中，必須要做到各種數據信息的統一，且需要保障數據共享的速度和效率。而要達到這一要求，就需要用到能夠進行統一調度、能夠多方共享使用的設計信息庫，以此保障多個設計師之間設計信息共享的速度與準確性。BIM技術中包含巨大的信息量，能夠保證后臺數據庫中數據的共享，因此，BIM技術在信息共享上的優勢特征能夠保證在幕墻分項工程設計流程中各個設計師之間、建筑師之間的信息共享與統一，相較于傳統設計模型，能夠更好地完成對設計流程的優化。

4)應用BIM技術完成商業建筑幕墻設計工程綜合性能的提升。BIM技術在商業建筑幕墻設計中的應用，不僅能夠實現設計前期與設計過程中各項工作的優化，還能夠運用其6D模型實現對設計綜合性能的分析與提升，能夠有效保障幕墻設計的綜合效果。在幕墻設計尤其是商業建筑的幕墻設計中，不僅要滿足建筑對外觀外形的需求，還需要保障建筑對抗震、抗風等綜合性能的追求。通過利用BIM技術的6D模型能夠做到對幕墻設計綜合性能的分析，主要內容有：①BIM技術的6D模型能夠對幕墻的抗風性能進行分析和探究；②能夠對抗震能力進行模擬檢測；③能夠對商業建筑幕墻設計完成后建筑內部空氣流通情況進行模擬實驗；④能夠對幕墻設計的水密性進行模擬實驗；⑤能夠對幕墻設計與相關建筑規范要求的吻合度進行檢驗；⑥通過多種性能、多方面的實驗檢測，能夠保證幕墻設計效果能夠達到建筑綜合效益的最大化。因此，在商業建筑幕墻設計中應用BIM技術能夠對設計結果的綜合性能及綜合效益進行模擬檢驗，能夠為幕墻設計師根據實驗結果調整設計方案，確保商業建筑幕墻設計能夠使得商業建筑的綜合效益達到最優化。

5)應用BIM技術實現對商業建筑幕墻設計管理流程的優化。相較于其他設計技術，BIM技術最大的優點在于能夠實現對信息的橫向與縱向傳輸，能夠有效保障整個設計項目中各個分項之間的信息流通與協作。在設計難度更高的商業建筑幕墻設計中，多個專業交叉的情況是非常常見的，所以在設計項目中會存在管理難度大的問題。因此，加強對設計過程中各專業協作管理就非常重要了。利用BIM技術的協作設計能夠將技術以及管理中的風險體現出來，能夠有效地降低設計工程中在技術及管理方面的風險因素對幕墻設計的影響，以此提升設計及施工的效率，提高建筑工程的附加值。BIM技術在項目技術數據上的管理優化，主要體現在幕墻方案圖設計以及施工圖設計的協調上。在大型商業建筑的施工設計中，需要建筑師與幕墻設計師的合作，這說明需要施工方與設計方達成良好的合作關系，才能保障工程設計與施工的順利。當建筑師對建筑幕墻的類型、作用、技術數據等專業知識不了解時，就需要聽取幕墻設計師對這些問題進行分析和處理，并給出對應的數據支持。但將傳統的管理方式運用于商業建筑的幕墻設計中，會存在精確度不高、效率低等問題。利用BIM技術能夠將各個專業的設計信息進行融合，并通過授權確保各個專業的設計師都能夠同步對模型數據的更新，能夠處理幕墻設計工程中的自己專業的問題，既保證了幕墻設計中各個專業設計師之間的交流，又保證了信息傳輸的速度與準確性。

4 結束語

在社會經濟飛速發展的時代中，城市化進程趨勢越來越明顯，建筑行業的發展前景也值得期待，隨著建筑要求的增加，設計與施工的難度都會隨之而增加。幕墻設計作為現代建筑設計中的重要組成部分，對它的設計需求也在逐漸增加，加強對商業建筑的幕墻設計技術的研究，一方面體現了現代建筑設計中設計技術的發展，另一方面也意味著城市建設文明處于不斷發展的過程中，建筑幕墻設計的重要性不容小覷。BIM技術在建筑幕墻計中的應用，能夠為設計人員建構一個更直觀、更清晰的設計模型，在提高設計效率以及設計水平方面發揮著重要作用。在對BIM技術的應用上，需要充分結合其優勢和特點，并與實際設計需求相結合，確保設計方案的合理性，確保能夠滿足設計與建筑要求。

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