BIM 在建筑幕墻設計中的應用

陳紀欣，嚴 麗，史曦東

（北方國際合作股份有限公司，廣東 深圳 518000）

建筑人員要想精準科學地做出建筑設計就必須使用BIM 技術，BIM 技術在建筑幕墻設計中具有至關重要的作用。BIM 技術是一種先進的科學模型信息技術，其通過對信息技術的處理運用，可以建立起一個三維的建筑模型，從而更加直白地展現建筑的整體特征，相比二維圖紙更具可觀性，也使得設計人員對實際情況更加了解，對信息的把控更加全面，減少設計中帶來的誤差和錯誤。在使用BIM 技術時要保證其科學合理性，以滿足后續工作的使用，進一步加強和提升建筑工程中施工的質量和安全。

1 BIM 技術的概述

所謂BIM 技術其實就是通過計算機信息技術將建筑施工工程建模。由BIM 建立的模型，信息可以得到更加全面的展示，方便工作人員對建筑施工中實際情況、實際狀態、現場環境等方面的初步了解，并借助這些信息更方便地安排后續工作。BIM 技術不僅僅在建筑設計關節有重要作用，其在設備管理、成本核算、施工現場等其他地方都有重要的應用價值，如何使用BIM 技術讓其發揮應有的價值是人們要考慮的問題，從而使得整個工程項目的效益得到更大的提高。

現如今BIM 技術已經成為一種非常流行的藝術建筑設計技術，但是其本質仍然是一種數字幾何建模的表達。BIM 技術是為項目參與方而服務的，整個項目的運作管理、決策技術、方法過程都由BIM 技術全程監控。BIM技術是不同專業跟不同應用者的綜合運用，在項目的不同階段，它不僅僅是一個軟件。眾多種類的軟件其主要可分為兩種：一是建模型軟件，另外一個是建筑應用新型軟件。現階段，BIM 技術在國內已經被廣泛使用，但是與國外相比較應用方面還是有很多問題。目前，我國已經制定出相關BIM 技術的準則，相信在不久的將來，我國在BIM 技術的運用上會有更大的進展空間。

2 BIM 技術的原理

BIM 技術的形成與發展與當今時代有著密切的聯系，人們總是在不同的發展階段創造出不同的技術來方便自己的生活，甚至也可以說BIM 技術是信息科技時代的產物，是為了順應這個時代而專門設計的。簡而言之，BIM 技術是融合了多種現代先進技術而產生的一種先進的技術手段，其能夠三維成像，幫助人們更好地進行建筑設計工作，完成工作中的各種要求。具體而言，其實它就是一種主要針對建筑設計而用的CAD 技術，人們在日常的生活及工作中都會與之接觸，通過利用CAD技術能夠對建筑進行數字化分析，從而收集數據和建立模型。準確來說，它更是一個應用系統，使所有的建筑結構都被對象化，并通過數字來掃描后加上編碼，經過編碼的對象往往都是由很多參數組成，來描述其屬性，因此所有的參數都要進行新的定義或者需要提前約定好規則，這樣才能夠組成建筑的基本屬性。只有這樣人們才會對建筑的情況加以判斷和了解，對材料的信息、性能、價格等有初步的判斷。這也是BIM 技術價值的所在，人們可以利用它來方便自己的設計工作。

3 BIM 技術的特點

BIM 技術被廣泛用于各個領域，其技術主要優勢是可以實現設計的逐漸優化，滿足設計人員的各項需求，使得建筑施工能夠順利進行，也避免了一些不必要的麻煩和問題。它的主要特點是可視化協調性、模擬性以及可出圖性等，這也是其優勢所在。與以前的技術相比較而言，它的主要優勢是突破原有的創新實現自動化計算分析，并可以對一些特殊的情況加以分析和模擬建型。除此之外，還能做一些場地的排水和沉降設計，這些與以前的技術相比是有著很大的進步與優勢，也是其被建筑領域廣泛應用的重要原因之一。

4 BIM 技術在建筑幕墻設計中的應用

人們之所以在建設工程中使用BIM 技術是因為它可以使建筑信息透明化，并對其他方面設計有重要作用，比如可以利用其設計成果將圖紙轉化為三維模型。BIM技術可以定義一些數據元素，還可以重新定義建筑行業的相關業務流程，以及施工人員之間協同工作的規則。

Revit 系列軟件是專為建筑信息模型（BIM）構建的，可以幫助建筑設計師設計、建造和維護質量更好、能效更高的建筑，它可以精確地創建幕墻和幕墻的鋼結構。當BIM 模型機構完成后，需要選擇一個適合的軟件來與之相輔相成，BIM 的施工協調模型就是一個很有前景的軟件，學會利用這種理念的指導，用之空間BIM 模型加上時間和成本的預算，可以明確工程的進展。在三維模型的用途上主要是精確數據和資料，解決工程施工中的問題沖突。在建筑幕墻的工程領域，需要結合各種軟件和行業的相關特點，在選擇BIM 建模軟件時要遵循以下原則：Revit 系列軟件是主要負責產品的總體結構，在用到特殊或者繁瑣的曲面形狀時，最好使用CATIA或DP 的詳細設計。在視覺效果和碰撞檢測上可以使用Navisworks，而平時遇到的4D 施工模擬和虛擬漫游等可以在優化軟件中實現。

在使用BIM 建立模型時，要注意BIM 可以很方便地形成一個材料的清單，但是要根據實際情況來確定選擇，要看建筑師和業主的主要類型與建筑結構是否相匹配，來最終確定該項目的確切數字。在幕墻設計時，需要制作一系列的文件和表格，可以將相應的數據表格導入Revit 軟件來實現操作。Revit 軟件具有可視化的功能，可以給設計師帶來很多便利，例如在實時繪圖上，可以讓設計人員清楚地了解到具體情況和一些細節問題。Revit 模型的大小是可以調節的，可以讓設計者全方位地了解現實情況。如果要在工程文件中嵌一組元素，就需要對幕墻板進行數值上控制，只有這樣才能達到理想的效果。建筑幕墻設計的主要難度是單元板塊之間的不確定性和復雜性造成的，可以利用分析檢測，再通過Revit軟件對墻壁進行沖突檢測和分析來明確干擾，這樣有助于建筑幕墻的設計開展，同時也有利于對具體的細節加以優化和補充。還可以應用INVENTOR 程序的發明軟件來創建一個詳細的加工圖和仿真板組件的裝配，把它制作成動畫的形式。經過這樣細節的處理，裝配過程中的性能就可以很直觀地展現出來。

5 BIM 在幕墻施工圖設計中的應用

5.1 快速便捷地處理異型幕墻帶來的問題

隨著科技的不斷發展，近幾年異型幕墻的崛起給幕墻設計施工帶來了極大的困難和挑戰。傳統的二維圖紙設計已經不能清楚地表達設計者的設計用意。但是，利用BIM 技術就可以輕松地分析和優化異型建筑幕墻的表皮設計。BIM 的三維模擬環境技術，可以快速簡便地完成建筑幕墻的基礎建設，并且還可以與其他模型共同完成碰撞檢測。

例如在北京文化中心建筑幕墻設計中，技術人員首先利用Digtal Project 來進行幕墻表面設計分析，在分析中人們發現建筑幕墻表層存在大量的鋁板。與設計師快速溝通之后，減少表皮的異型鋁板，優化建筑幕墻的表皮模型，并且最終達到了建筑表皮模板的重建。設計人員巧妙地利用了參數化、語言編程對建筑幕墻的基礎建模進行分析，并結合該項目相關的材料進行分析，高質量地完成了該項目施工圖設計。

5.2 高質量的幕墻信息支撐和完善的技術驗證

BIM 系列的眾多軟件中Revit 和Digtal Project 都可以快速實現建模和信息的導出以及整個工程的清單和圖紙。例如在上海的正大廣場幕墻工程幕墻設計中，設計人員全程利用了Revit 技術。用Revit 標準化的制圖、玻璃型材、輔材、鋁合金型材的統計，創建了一個完整的建筑幕墻模型，對室內和室外的效果圖進行渲染。利用三維模型環境還可以檢測氣密性和水密性的效果。

5.3 慢慢改變原有的施工設計思維，更簡單便捷完成幕墻的設計

當人們熟悉BIM 的思維和軟件后，就可以輕松簡便地完成建筑幕墻的設計，拋棄二維的思維，利用信息思維來完成整個過程的設計。例如在遇到地形復雜的隧道時，可以利用Digtal Project 進行三維動畫的演示，這不僅可以清楚地觀察到很多細節，還可以發現一些重要的問題。利用好信息模型不但可以提高效率，還可以取得不錯的效果。

6 結束語

新時期建筑技術的發展是隨著時代的進步而不斷進步的，也是社會發展中不可或缺的重要元素之一。只有做到技術上的改革與創新才能真正做到與時俱進，才能夠促進建筑行業的創新與發展，為世界的發展注入新動力。相對建筑行業而言，先進技術無疑對整個行業起著至關重要的作用，BIM 技術就是一種非常先進、超前的技術，其可以用在很多領域，在建筑幕墻中的使更為顯著和廣泛，這也更有利于建筑設計的科學性，也有利于保證建筑施工中的建筑質量。因此，應該要求建筑施工人員重視此項技術，并掌握此項技術。在此基礎上進行合理規范的操作，為建筑行業打好堅固的基礎，有利于減少建筑施工中的浪費和實現增加效益的最大化，同時也有助于建筑行業健康穩定的發展。