BIM在建筑幕墻設計中的應用

張婷婷 呂雅潔

摘 ? ?要：隨著建筑設計理念的不斷提升，建筑設計趨于復雜化、多元化，幕墻設計人員要想精準科學地表達出建筑師的設計理念，BIM技術的運用在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，從而更加直觀地展現建筑的整體特征，相比傳統的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，對建筑信息的把控更加全面，減少設計中帶來的誤差和錯誤。

關鍵詞：建筑幕墻;BIM;設計應用

1 ?BIM技術

1.1 ?BIM技術的內涵

BIM技術指的是運用三維建模設計，對于建筑設計過程中的各種信息進行整合。由設計人員對于信息進行整合，進一步的提升建筑設計的準確性。采用BIM技術的應用方式，逐步的強化信息建設的完整性和可靠性。BIM技術的運用有效的節約了設計時間，同時降低了設計失誤出現的概率。提升建筑幕墻設計的質量，為整個建筑工程的發展帶來更多的經濟效益和社會效益。

1.2 ?BIM技術的特征

BIM技術是新型設計方式，運用三維建模的方式來搭建符合施工需求的信息體系，這種體系具備錯誤率低、節省工作時間、提升生產效率的優勢，有助于建筑項目的可持續發展。BIM技術具有可視性特性，可通過該技術制作建筑效果圖、漫游動畫、施工動作演示等;由于幕墻設計中會有一些較為復雜的連接節點，采用三維節點方式呈現更為直觀，在匯報過程中展示建筑模型整體構造和局部特征變得尤為方便。同時BIM技術具有模擬性特點，對于設計方案進行優化起到了積極推動作用，通過在搭建模型中賦予所需的幾何信息和非幾何屬性，模擬建筑的通風、日照、噪聲等特點，為工程施工提升數據支撐。除此之外，BIM技術還具有協調性優勢，通過其協調性優勢，實現建筑、結構、機電、幕墻等多個專業的融合，將其高效的整合到建筑模型之中，避免出現溝通不暢造成的施工沖突。另外，BIM技術具有可優化性，BIM技術采用規則、模型、參數進行優化設計，制定出3D建筑模型與時間成本有效的聯系起來，對于建筑施工開展提供有力支撐。

1.3 ?BIM技術應用背景

BIM技術的應用要獲得建筑工程基礎數據的數字化模型，針對仿真模擬的建筑施工信息進行積極掌握。實現傳統的二維設計圖紙到三維立體模型的轉化，為后續的設計優化提供優秀條件。BIM模型的建筑數據信息可以隨時的進行修改，確保建筑施工的時效性。憑借可視化的模擬，積極提升建筑工程優化水平。建筑行業的發展離不開BIM技術，建筑施工企業對于BIM技術也十分的重視。相關部門出臺了政策性文件，說明BIM技術在建筑幕墻設計過程中有著廣闊的發展前景。

2 ?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，可使用Rhino或CATIA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。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軟件對幕墻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。

3 ?BIM在幕墻施工圖設計中的應用

3.1 ?快速便捷地處理異形幕墻帶來的問題

隨著科技的不斷發展，異形幕墻的崛起給幕墻設計、施工帶來了極大的困難和挑戰，利用BIM技術就可以輕松分析和優化異形建筑幕墻的表面設計。對于一些雙曲造型的表皮，可采用參數化建模方式（Rhino與Grasshopper插件相結合）的方式，根據建筑師提供的幕墻表皮成形原則和公式，找到建筑控制基準點的位置，由點成線，再由線形成面，最終由面形成幾何形體。以該表皮模型為基準，進行表皮分格，確立最初的幕墻分格模型，通過該分格后的模型可進行幕墻板塊特性分析，采用參數化建模方式，批量分析板塊幾何特征，包括板塊的尺寸、翹曲值、傾角、進出位變量等特征，為方案制定和優化提供理論依據。

3.2 ?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DigtalProject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。在幕墻整體模型創建過程中，由于單元體板塊的尺寸和構造不同等多方面原因，形成了多種單元體類型。通Revit創建多參數同時控制的高適應性的族文件，用于同時適應于不同位置的單元體構造。這些參數的設定可以對前期模型的創建和修改提供方便，而且在后期可以通過 Revit 的明細表提取各個單元板塊的不同參數數據，同時在模型中對構件賦予相應的非幾何屬性信息，完善模型信息。基于該該模型可以精確統計工程量，從模型中導出材料用量清單，分門別類的統計各類面材、型材、散件等材料的用量。

3.3 ?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。例如施工場地條件限制，在論證單元體吊裝及安裝方案可行性驗證時，可采用施工工序模擬動畫的形式，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。

4 ?結語

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技術作為一種先進、超前的技術，其可以應用在很多領域，但在幕墻中應用效果尤為顯著。BIM技術的運用不僅有利于建筑設計的科學性，而且也對建筑施工質量起到了積極促進作用。因此，幕墻從業人員應重視BIM技術的掌握和靈活運用，積極提升技術水平，為幕墻設計、施工打好堅固的基礎，有利于減少施工中的浪費和實現增加效益的最大化，同時也有助于建筑幕墻行業健康穩定的發展。

參考文獻：

[1] 王樂樂.BIM技術在建筑幕墻上的應用[J].裝飾裝修天地，2019（14）：64.

[2] 高少搏.淺析BIM技術在建筑工程中的應用[J].延安職業技術學院學報，2016（6）：103～105.