建筑BIM參數(shù)化技術在異形曲面幕墻設計與施工中的運用分析

摘要：數(shù)字化技術在建筑行業(yè)中的快速推廣，使得BIM （檢測建筑信息模型，Building Information Modeling）參數(shù)化技術開始在異形建筑工程中得到應用，傳統(tǒng)設計模式逐漸向三維參數(shù)化設計進行轉變，無論是設計效率、質量還是流程，都得到了切實優(yōu)化。文章將通過對BIM參數(shù)化設計基本情況的介紹，對該項技術的特點展開分析，并就技術在異形曲面幕墻設計與施工中的應用進行闡述，旨在明確BIM參數(shù)化技術應用方式，提高異形曲面幕墻工程施工水平。

關鍵詞：參數(shù)化設計;異形曲面幕墻設計;BIM參數(shù)化技術;模型信息

中圖分類號：TU17;TU227;TU767文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2021）10-0033-03

BIM技術是建筑信息模型，能夠將工程項目設計過程以及施工等過程所需要的各項信息數(shù)據(jù)整合到建筑模型中，通過構建數(shù)據(jù)化模型的方式幫助進行施工分析以及設計調整。參數(shù)化是BIM技術的重要特點之一，通過實施參數(shù)化技術，能夠高質量完成建筑工程的整體設計任務，幫助用戶直接獲取項目的各項數(shù)據(jù)信息，有效消除設計人員與業(yè)主之間的交流屏障，可以更好地完成項目的建設任務[1]。

1BIM參數(shù)化設計

參數(shù)化技術屬于計算機輔助設計領域技術，是將影響建筑設計主要因素作為參數(shù)，按照特定關系將各種參數(shù)組合在一起，通過對計算機軟件與編程的應用，對其展開描述，從而將變量數(shù)據(jù)信息轉化為參數(shù)模型，按照模型內容展開設計調整與施工指導的技術。通過對變量輸入值的控制，對空間以及建筑形態(tài)進行調整，展開直觀化的控制。通過改變數(shù)據(jù)對生成結果進行管控，在保證邏輯系統(tǒng)不變的情況下，獲得最佳設計方案。模型建設與應用的精準度相對較高，修改速度與生成速度較為理想，能夠實現(xiàn)結構模型與建筑的有效互動，保證設計效率與質量[2]。

2BIM參數(shù)化設計特點

2.1聯(lián)動性與集成性

在運用BIM進行協(xié)同設計時，需要利用協(xié)同設計平臺展開模型信息收集，通過在模型基礎上進行修改的方式，做好信息的變更處理，有效提高修改關聯(lián)性。當出現(xiàn)設計變更時，數(shù)據(jù)信息自動在模型中調整立面圖、結構圖等，也會因為關聯(lián)性影響而隨之進行改變，可以節(jié)

作者簡介：鄭春燕（1981—），女，浙江嵊州人，碩士研究生，工程師，研究方向：建筑信息標準化。

省大量校核時間，減少人工操作的失誤性。同時，因為模型的可視化特點較為明顯，建筑構件單元其他附屬信息也會在其中進行呈現(xiàn)，所以模型的整體信息較為完整，集成性特點較為突出。

2.2協(xié)調性與一致性

BIM技術的應用能夠利用協(xié)同平臺展開建模與設計工作，并可以獲得工程量以及技術經(jīng)濟指標等各項標準內容。在各個階段，能夠按照具體的需求對模型進行修改與調整，可以與相關各方隨時進行信息共享，更加便于協(xié)調工作的開展，可以保證各方信息獲取的一致性。能夠妥善解決結構管道沖突以及其他方面的問題，做好專業(yè)布置的綜合協(xié)調，減少后續(xù)不必要的變更，保證問題解決策略的制定有效性。

2.3可視性與模擬性

利用BIM技術可視化的特點，可以同時展開結構建模以及建筑建模操作，能夠確定專業(yè)項目工作范圍以及專業(yè)性能，做好造價以及合理性的平衡，可以準確地完成異形構件的加工建造工作，保證整體設計施工效率?？梢郧袑嵦岣吒鞴しN交叉作業(yè)的質量以及精準性，確保所有施工操作都能夠在可視化管控過程中展開，避免不必要的工作流程沖突。通過模型對復雜構造節(jié)點進行模擬，通過可見性模擬的方式，做好施工方案的優(yōu)化，以便為后續(xù)高質量的施工形成有效指導[3]。

3BIM參數(shù)化技術在異形曲面幕墻設計與施工中的應用

3.1異形曲面幕墻工程分析

由于異形曲面幕墻的整體復雜度相對較高，存在一定的施工以及設計難度，所以為保證模型交換合并質量以及建模效率，需要通過創(chuàng)建整體表皮模型的方式，利用BIM參數(shù)化技術，展開工程設計與后續(xù)施工指導。需要通過對軟件的應用，向BIM運行計算機發(fā)出高級復雜邏輯建模運算指令，確保計算機能夠按照預定計算算法自動展開模型建設。

在進行幕墻表皮模型的建設過程中，首先，需要設計統(tǒng)一坐標系統(tǒng)，通過后期模型整合的方式，從CAD平面圖中進行幕墻輪廓控制線數(shù)據(jù)的提取;其次，按照樓層標高展開，每一層幕墻的控制輪廓線放置操作，展開三維輪廓控制網(wǎng)絡建設;最后，將三維空間輪廓控制網(wǎng)絡導入建模軟件，按照效果圖、控制圖網(wǎng)以及立面圖等內容，展開表皮模型的建設。

3.2幕墻模型深化設計

3.2.1構件式幕墻模型設計

構建型幕墻系統(tǒng)的外觀裝飾線條造型相對較為獨特，整體內部結構復雜度相對較高，需要展開空間結構支撐處理。在進行空間結構的支撐構件設計時，通過對龍骨的運用，展開空間結構支撐與幕墻系統(tǒng)受力構件設置。利用BIM參數(shù)化技術展開模型建設，通過對幕墻龍骨整體造型進行直觀展示的方式，對異形部位變化情況進行妥善分析，做好龍骨的搭接與設置，保證主體鋼結構與幕墻龍骨的定位質量，做好轉角交界位置的信息處理。需要對系統(tǒng)節(jié)點展開可視化模擬處理，通過實施幕墻系統(tǒng)三維模擬的方式，做好轉折交接部位可視化操作，保證幕墻系統(tǒng)設計的反饋效果，做好深化設計以及優(yōu)化設計[4]。

3.2.2單元式幕墻模型設計

單元式幕墻如果采用傳統(tǒng)加工與測量方式，整體工程的施工難度會相對較大，所以需要通過模型深化設計的方式，保證整體加工的精準性以及安裝操作的高效性。通過對軟件的使用展開建模設計，利用軟件自身具有的參數(shù)化設計功能，按照BIM參數(shù)化技術內容，展開模型建設以及后期調整。需要在完成參數(shù)化模型建設之后，對模型展開分析與檢查，對其中存在的問題進行及時糾正。同時，需要通過對開放式接口高設計精度優(yōu)勢的應用，做好型材數(shù)控加工控制。需要合理展開參數(shù)更新以及型材模型獲取等一系列工作，通過對軟件的二次開發(fā)展開小程序設計，以便為后續(xù)的設計施工工作開展提供可靠依據(jù)。同時，需要通過對表皮模型控制參數(shù)數(shù)據(jù)的提取，按照整體工程的施工要求以及施工特點，對兩個長度參數(shù)驅動模型進行設計與分析，通過對其參數(shù)進行合理控制的方式，做好模型的細化處理以及深化調整，確?？梢酝ㄟ^對批量實例化程序的合理應用，完成單元組件參數(shù)以及單元體模型的數(shù)據(jù)獲取，為單元下料工作開展提供依據(jù)[5]。

3.3幕墻模型指導施工

3.3.1材料提取加工與材料信息提取

由于異型幕墻的折線相對較多，交接部位復雜程度較高且數(shù)量較多，所以需要運用參數(shù)化技術對材料信息進行批量提取，以便保證最終交接部位的施工質量。需要通過構建幕墻模型的方式，通過三點定位的方法做好基準平面的定位，利用視圖軟件生成三視圖，從而為加工工作的開展提供依據(jù)。無論是構件實體模型還是參數(shù)模型，均可以應用到數(shù)控加工型材模型構建操作之中，可以利用導出幾何體程序功能，在格式轉換程序的輔助下，完成相關文件的導出。能夠通過對型材模型的使用，對工藝圖出圖工作量進行有效控制，保證加工精準度。

3.3.2做好材料跟蹤管理

由于異型曲面幕墻屬于遞進式倒退造型，并沒有在工程中設置相同的板塊，所以在對海量的面板材料進行處理的過程中，做好材料的跟蹤管理工作，以便保證材料的保存以及使用等工作開展效率。利用BIM軟件，通過互聯(lián)網(wǎng)技術與BIM技術進行有機結合的方式，保證各環(huán)節(jié)的材料狀態(tài)，以便通過材料安裝信息內容，將現(xiàn)場進度實時反饋到模型中，供相關人員進行分析與參考?？赏ㄟ^對無人機的使用，展開全景影音資料的收集，通過和模型進行對比分析的方式，保證現(xiàn)場進度與模型數(shù)據(jù)各項情況的統(tǒng)一性，確保管理人員能夠對工程進度有更加清晰的認知，能夠按照具體的施工情況對整體項目設計以及施工內容進行調整。此種管理方式在材料管理方面更加智能、高效，可以達到對材料使用以及成本進行有效控制的目標。

3.3.3對設計的合理性進行檢查

通過在模型內部進行漫游的方式，對設計的合理性進行檢查，通過對軟件的各項功能的合理使用，做好碰撞檢查，科學展開模型漫游操作，對各環(huán)節(jié)的設計合理性進行確定，以便通過對軟件的使用，對模型的不合理之處進行及時修改，并同步到相應的軟件中。如果有特殊要求，可以通過制作漫游動畫的方式，通過4D手段進行施工模擬。

3.3.4科學展開施工模擬

通過對全站儀設備的使用，對工程空間點位進行有效監(jiān)控，獲得精準的定位數(shù)據(jù)，并通過對位置信息進行表格制作的方式，利用全站儀做好現(xiàn)場放樣操作，根據(jù)結果展開校核模型的設置。參數(shù)化技術在工程施工中的作用極大，能夠保證整體工程的施工效率，確保工程能夠在規(guī)定時間內完成施工任務。

3.3.5合力展開放樣定位測量放線工作

需要按照模型的深化設計內容，對定位點信息進行導出，按照所獲得的各項數(shù)據(jù)信息進行全站儀的使用，通過科學展開現(xiàn)場放樣的方式，展開幕墻的校核模型建設。在進行施工放線過程中，需要確定關鍵點的具體情況，通過先放樣水平線，再使用水準儀進行水平線放線的方式，獲得相關數(shù)據(jù)信息。按照放線后現(xiàn)場的具體情況，對實際的施工土建結構實施測量，通過對測量結果進行記錄的方式，做好數(shù)據(jù)的分類與整理，科學展開各種測量結果的分析，確保相關誤差能夠被控制在合理范圍之內，通過對位置實施調整的方式，對存在的問題進行妥善處理。需要將所有的資料做好整理與匯總，上報到有關部門，以便為后續(xù)工作的開展做好準備[6]。

3.3.6工程計量統(tǒng)計

在完成對BIM模型的優(yōu)化之后，需要利用參數(shù)化技術展開鋼材、尺寸清單以及型材等材料的工程量輸出，要為商務預算以及材料招標工作開展提供數(shù)據(jù)依據(jù)，保證商務算量工作的負擔能夠得到有效降低。通過對材料信息數(shù)據(jù)的提取，完成加工圖的設置，并交由廠家進行生產(chǎn)加工。在對設計模型進行深化處理之后，要導出材料信息表，按照國家工程量清單計價規(guī)范相關標準要求，生成相關的工程量報表與清單，完成工程量的查詢以及快速統(tǒng)計等各項工作，做好進度款支付以及進度控制等各項任務。

3.3.7信息化管理與工程可視化管理

通過對相關平臺的應用展開項目管理，做好安全管理、項目信息管理以及施工檔案等各項管理工作。通過對模型的應用，對專業(yè)BIM模型信息進行溝通與整合，保證信息查詢反饋等功能能夠得到合理應用。通過對BIM技術的使用，對異形曲面幕墻設計展開研究。在進行可視化管理過程中，需要通過對幕墻系統(tǒng)的三維模擬，做好折疊交接部位的可視化處理，并通過對邏輯順序以及安裝進程進行有效模擬的方式，對幕墻系統(tǒng)整體的設計情況進行分析，明確其中所存在的問題，做出針對性的調整。需要利用BIM三維可視化功能，將建筑構造與形態(tài)直觀地展現(xiàn)出來，有效縮短彼此之間的溝通時間、消除不必要的溝通誤會，保證溝通效率能夠得到切實提升，能夠更加準確地完成各項介紹以及管控任務。

4結語

構建技術的快速發(fā)展，使得建筑行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出顯著上升的趨勢，在此背景下對建筑BIM參數(shù)化技術進行推廣，能夠實現(xiàn)設計從二維到三維的轉變，可以保證各種復雜工程的施工質量以及設計水平，對現(xiàn)代建筑發(fā)展產(chǎn)生積極影響。建筑行業(yè)需要進一步加大對BIM參數(shù)化技術的研究以及運用力度，需要結合異形結構的具體情況，按照工程的施工條件以及施工需求，科學展開參數(shù)化技術應用，合理做好工程設計與施工，以便高質量地完成異型結構的施工任務，保證最終工程的施工效果。

參考文獻

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[2]鞠瑞馨，叢陽，劉鵬飛.EPC總承包模式下基于BIM參數(shù)化工程正向設計的完成度研究[J].城市建筑，2021，18（17）：196-198.

[3]張翼飛.基于BIM+AR技術的建筑模型信息提取及應用研究[D].太原：中北大學，2021.

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[5]黃雷，韋才師，劉萍.BIM技術在裝配式建筑PC預制構件標準化和參數(shù)化設計中的應用[J].中國高新科技，2021（3）：39-40.

[6]李鳳芝.BIM技術的參數(shù)化設計在建筑工程造價管理中的研究與應用[J].工程建設與設計，2021（2）：255-256.

Application Analysis of Building BIM Parametric Technology in the Design and Construction of Special-shaped Curved Curtain Wall

ZHENG Chunyan

（Tongji University College of Civil Engineering，Shanghai 200092）

Abstract：With the rapid promotion of digital technology in the construction industry，BIM parametric technology began to be applied in special-shaped building engineering. The traditional design mode gradually changed to three-dimensional parametric design，and the design efficiency，quality and process have been effectively optimized. By introducing the basic situation of BIM parametric design，this paper analyzes the characteristics of this technology，and expounds the application of BIM parametric technology in the design and construction of special-shaped curved curtain wall，in order to clarify the application mode of BIM parametric technology and improve the construction level of special-shaped curved curtain wall project.

Keywords：parametric design;design of special-shaped curved curtain wall;BIM parameterization technology;model information