芻議BIM技術在建筑幕墻設計中的應用

尚東亮

摘要：隨著新興數字技術的日益發展和革新，如今的設計理念、方法和建造目標出現了一系列新的需求，傳統制圖方式已不能滿足當今幕墻系統設計多元化、多軟件協同化、操作簡潔化的要求。建筑信息模型（BIM）作為建筑行業近年來新趨勢下的數字技術，通過 BIM 工具在幕墻可視化設計中的應用，可以提升設計成果的畫面感，解決設計沖突、不同主體信息不通暢、施工方質量監控不足等現場問題。文章詳細分析了 BIM 技術的主要優勢特征，結合幕墻幕墻系統等基礎 設施的設計施工要點及問題指出了 BIM 應用的必要性，結合案例展示了 BIM 在某建筑幕墻設計中的設計深化實踐，分析了該技術在設計施工管理中的應用效果，為推動 BIM 在建筑幕墻及其他系統的廣泛綜合應用提供了理論研究基礎。

關鍵詞：建筑幕墻;BIM 技術;設計施工;可視化

一、 BIM 技術介紹

BIM（Building Information Modeling）就是建筑信息化模型， 是一種技術工具，用于建筑設計與施工全過程，可以呈現工程 設計與建造管理的工具，運用建筑物的各部件的信息與設計元 素等信息建造三維的模型來給工程師顯現建筑物的數據化成果。BIM 可以根據設計師提供的各種信息可以立體的展現出 幕墻系統的效果，也可以加強幕墻與其他方面的施工之間的協調性，確保幕墻系統的材料的選取可以與其他相關方面協調配套，可以根據施工建筑物的數據不斷的改進、豐富設計方案，使 得建筑物的構造過程處于動態、可視的效果中，有效的避免了幕墻設計中尺寸不符、組件缺少、成本超過預算以及后期不能 及時維護的問題。BIM 技術的軟件可以構建 3D 的數字模型[5]，可以把設計 的建筑物的每一處細節詳細的展現出來，彌補了二維設計軟件的缺點。建筑物中的各種通道、內部構造都可以圖形化、數字 化，可以使材料、構造得到一個精確的預算，從而，減少成本的損失，這也是當今設計師提高效率的重器。

二、 BIM 技術在建筑外立面幕墻設計中的具體應用

2.1 建立建筑外立面幕墻 BIM 三維模型

建筑行業輔助設計工具的發展歷經了很多階段，它 們隨著科學與信息技術的更迭與創新應運而生，從最初的 AutoCAD 到 SketchUp，再到三維初探的 3DMax，進行了 從平面轉移到空間上的巨大變革，而現在最先進與成熟的 當屬三維的 Revit 輔助設計工具，它的應用開啟了參數化三 維設計的大門，奠定了未來建筑行業輔助設計工具發展的 基調與作業規范的方向。BIM 模型應用之初，首先要根據 項目的具體要求與指標建立 BIM 模型以及參數所需要的固 定數據庫，作為理論與實踐的融合以此來更直觀和形象地 展示出優化的幕墻系統基本圖形。因 Revit 三維軟件十分適 合建立 BIM 模型，而且二者在空間的設置上相通，所以能 夠最大限度為設計工作提供方便。除去一些機械化、固定 化的基本步驟，對建筑幕墻相關的特殊元素與要求還需要 進行廣泛收集，整合出最好的建造方案，再進行錄入，再 次輸入的信息可大致包括型材名稱、線形密度、表面處理、長度、生產廠家、成本以及玻璃的顏色、寬度、成本等相 關參數。在對每個材料的其余部分建立數據庫時要特別注 意，在符合 BIM 模型基本信息的要求后進入幕墻系統，從 而保證建立真正意義上的三維建筑信息模型，而非簡單的 平面信息錄入模型。當一切前提條件與信息錄入完畢后，

工作人員可啟動和激活 Revit 軟件的平臺機構來建立建筑幕墻的 BIM 模型，并且在不斷改進與優化的過程中完善最終 的仿真模型，讓其更精確立體呈現在軟件機構里。

2.2 深化建筑外立面幕墻 BIM 三維模型

Revit 輔助設計軟件開啟了參數化三維設計的時代，同 時也將建筑設計逐步引入參數化設計的領域，為建筑行業提供了一套更加嚴格、精準的算數形式來輔助設計過程， 這不僅提高了設計進程的效率與速度，而且在建模的過程中設計師還可利用軟件觀察到更多的形式，從而完善自己

的設計思路，以達到設計的最高水平。建筑參數化設計是 運用計算機與智能軟件共同作用，調用不同的計算方式構建出一系列具有函數關系的建筑模型，這是其工作的基本 原理，若要在設計過程中改變某一個參數，系統的反應也十分智能化，它會根據相關的函數與約束關系來將其他數 據與結果進行相應的調整。例如采用 Revit 設計軟件在對某 個項目的建筑外立面幕墻建造模型過程中，若將建筑外表 皮控制面選擇為不規則的異形面，在對屋面進行適當改造 與設計時，則需要率先從異形面中提取與建筑外立面幕墻 重合與共用的點或者某條線，用鼠標在分割面上進行提取 后，系統會產生不同的模型單元方案，設計師要進行優劣 與實操比對，進行從優選擇，以保證其設計效果。

2.3 基于模型建立二維圖紙

傳統的建筑外立面幕墻圖紙設計是靠人工手繪的二維 圖紙來完成，工作量十分繁雜且對工作人員的手繪能力要求也較高，當手繪圖紙應用到具體的建造中時，很難達到 直接的指導目的，同時手繪的建筑立面只會看到一個正面方向，所展示的信息只有高程與橫向，很難依據其內部結 構對銜接部分進行實際建造，給實際工作帶來了阻礙。而 在使用建筑幕墻的 BIM 模型時，立體感與直觀性的問題會

迎刃而解，同時在對某些地方的部分參數進行實時修改時， 可直接在軟件上輸入參數，系統會自動匹配與之有關聯的 各類數據，可隨時進行改進。在觀感上，BIM 模型在 Revit 軟件的基礎上也是以三維立體呈現，后期工作人員可通過 控制鼠標調節隨時切換觀看方式，更好地開展指導工作， 從而提高工作效率。

三、總結

綜上所述，是對 BIM 技術在建筑外立面幕墻設計中的 應用及優化的闡述與分析，BIM 技術可以實現從二維到三 維再到二維的轉換，同時還具有高度優良的視覺性能和實 時漫游功能，對設計師的工作及用戶的體驗都十分友好， 可在很大限度上提高工作效率、優化設計方案，是一項值 得廣泛應用的工具。

參考文獻

[1] 錢曉村.深化設計優化方案結合BIM技術在白玉蘭廣場塔 冠中的應用[C]//中國圖學學會BIM專業委員會.第三屆全國BIM學 術會議論文集.北京：中國建筑工業出版社，2017.