BIM 在建筑幕墙设计中的应用

陈纪欣，严 丽，史曦东

（北方国际合作股份有限公司，广东 深圳 518000）

建筑人员要想精准科学地做出建筑设计就必须使用BIM 技术，BIM 技术在建筑幕墙设计中具有至关重要的作用。BIM 技术是一种先进的科学模型信息技术，其通过对信息技术的处理运用，可以建立起一个三维的建筑模型，从而更加直白地展现建筑的整体特征，相比二维图纸更具可观性，也使得设计人员对实际情况更加了解，对信息的把控更加全面，减少设计中带来的误差和错误。在使用BIM 技术时要保证其科学合理性，以满足后续工作的使用，进一步加强和提升建筑工程中施工的质量和安全。

1 BIM 技术的概述

所谓BIM 技术其实就是通过计算机信息技术将建筑施工工程建模。由BIM 建立的模型，信息可以得到更加全面的展示，方便工作人员对建筑施工中实际情况、实际状态、现场环境等方面的初步了解，并借助这些信息更方便地安排后续工作。BIM 技术不仅仅在建筑设计关节有重要作用，其在设备管理、成本核算、施工现场等其他地方都有重要的应用价值，如何使用BIM 技术让其发挥应有的价值是人们要考虑的问题，从而使得整个工程项目的效益得到更大的提高。

现如今BIM 技术已经成为一种非常流行的艺术建筑设计技术，但是其本质仍然是一种数字几何建模的表达。BIM 技术是为项目参与方而服务的，整个项目的运作管理、决策技术、方法过程都由BIM 技术全程监控。BIM技术是不同专业跟不同应用者的综合运用，在项目的不同阶段，它不仅仅是一个软件。众多种类的软件其主要可分为两种：一是建模型软件，另外一个是建筑应用新型软件。现阶段，BIM 技术在国内已经被广泛使用，但是与国外相比较应用方面还是有很多问题。目前，我国已经制定出相关BIM 技术的准则，相信在不久的将来，我国在BIM 技术的运用上会有更大的进展空间。

2 BIM 技术的原理

BIM 技术的形成与发展与当今时代有着密切的联系，人们总是在不同的发展阶段创造出不同的技术来方便自己的生活，甚至也可以说BIM 技术是信息科技时代的产物，是为了顺应这个时代而专门设计的。简而言之，BIM 技术是融合了多种现代先进技术而产生的一种先进的技术手段，其能够三维成像，帮助人们更好地进行建筑设计工作，完成工作中的各种要求。具体而言，其实它就是一种主要针对建筑设计而用的CAD 技术，人们在日常的生活及工作中都会与之接触，通过利用CAD技术能够对建筑进行数字化分析，从而收集数据和建立模型。准确来说，它更是一个应用系统，使所有的建筑结构都被对象化，并通过数字来扫描后加上编码，经过编码的对象往往都是由很多参数组成，来描述其属性，因此所有的参数都要进行新的定义或者需要提前约定好规则，这样才能够组成建筑的基本属性。只有这样人们才会对建筑的情况加以判断和了解，对材料的信息、性能、价格等有初步的判断。这也是BIM 技术价值的所在，人们可以利用它来方便自己的设计工作。

3 BIM 技术的特点

BIM 技术被广泛用于各个领域，其技术主要优势是可以实现设计的逐渐优化，满足设计人员的各项需求，使得建筑施工能够顺利进行，也避免了一些不必要的麻烦和问题。它的主要特点是可视化协调性、模拟性以及可出图性等，这也是其优势所在。与以前的技术相比较而言，它的主要优势是突破原有的创新实现自动化计算分析，并可以对一些特殊的情况加以分析和模拟建型。除此之外，还能做一些场地的排水和沉降设计，这些与以前的技术相比是有着很大的进步与优势，也是其被建筑领域广泛应用的重要原因之一。

4 BIM 技术在建筑幕墙设计中的应用

人们之所以在建设工程中使用BIM 技术是因为它可以使建筑信息透明化，并对其他方面设计有重要作用，比如可以利用其设计成果将图纸转化为三维模型。BIM技术可以定义一些数据元素，还可以重新定义建筑行业的相关业务流程，以及施工人员之间协同工作的规则。

Revit 系列软件是专为建筑信息模型（BIM）构建的，可以帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑，它可以精确地创建幕墙和幕墙的钢结构。当BIM 模型机构完成后，需要选择一个适合的软件来与之相辅相成，BIM 的施工协调模型就是一个很有前景的软件，学会利用这种理念的指导，用之空间BIM 模型加上时间和成本的预算，可以明确工程的进展。在三维模型的用途上主要是精确数据和资料，解决工程施工中的问题冲突。在建筑幕墙的工程领域，需要结合各种软件和行业的相关特点，在选择BIM 建模软件时要遵循以下原则：Revit 系列软件是主要负责产品的总体结构，在用到特殊或者繁琐的曲面形状时，最好使用CATIA或DP 的详细设计。在视觉效果和碰撞检测上可以使用Navisworks，而平时遇到的4D 施工模拟和虚拟漫游等可以在优化软件中实现。

在使用BIM 建立模型时，要注意BIM 可以很方便地形成一个材料的清单，但是要根据实际情况来确定选择，要看建筑师和业主的主要类型与建筑结构是否相匹配，来最终确定该项目的确切数字。在幕墙设计时，需要制作一系列的文件和表格，可以将相应的数据表格导入Revit 软件来实现操作。Revit 软件具有可视化的功能，可以给设计师带来很多便利，例如在实时绘图上，可以让设计人员清楚地了解到具体情况和一些细节问题。Revit 模型的大小是可以调节的，可以让设计者全方位地了解现实情况。如果要在工程文件中嵌一组元素，就需要对幕墙板进行数值上控制，只有这样才能达到理想的效果。建筑幕墙设计的主要难度是单元板块之间的不确定性和复杂性造成的，可以利用分析检测，再通过Revit软件对墙壁进行冲突检测和分析来明确干扰，这样有助于建筑幕墙的设计开展，同时也有利于对具体的细节加以优化和补充。还可以应用INVENTOR 程序的发明软件来创建一个详细的加工图和仿真板组件的装配，把它制作成动画的形式。经过这样细节的处理，装配过程中的性能就可以很直观地展现出来。

5 BIM 在幕墙施工图设计中的应用

5.1 快速便捷地处理异型幕墙带来的问题

随着科技的不断发展，近几年异型幕墙的崛起给幕墙设计施工带来了极大的困难和挑战。传统的二维图纸设计已经不能清楚地表达设计者的设计用意。但是，利用BIM 技术就可以轻松地分析和优化异型建筑幕墙的表皮设计。BIM 的三维模拟环境技术，可以快速简便地完成建筑幕墙的基础建设，并且还可以与其他模型共同完成碰撞检测。

例如在北京文化中心建筑幕墙设计中，技术人员首先利用Digtal Project 来进行幕墙表面设计分析，在分析中人们发现建筑幕墙表层存在大量的铝板。与设计师快速沟通之后，减少表皮的异型铝板，优化建筑幕墙的表皮模型，并且最终达到了建筑表皮模板的重建。设计人员巧妙地利用了参数化、语言编程对建筑幕墙的基础建模进行分析，并结合该项目相关的材料进行分析，高质量地完成了该项目施工图设计。

5.2 高质量的幕墙信息支撑和完善的技术验证

BIM 系列的众多软件中Revit 和Digtal Project 都可以快速实现建模和信息的导出以及整个工程的清单和图纸。例如在上海的正大广场幕墙工程幕墙设计中，设计人员全程利用了Revit 技术。用Revit 标准化的制图、玻璃型材、辅材、铝合金型材的统计，创建了一个完整的建筑幕墙模型，对室内和室外的效果图进行渲染。利用三维模型环境还可以检测气密性和水密性的效果。

5.3 慢慢改变原有的施工设计思维，更简单便捷完成幕墙的设计

当人们熟悉BIM 的思维和软件后，就可以轻松简便地完成建筑幕墙的设计，抛弃二维的思维，利用信息思维来完成整个过程的设计。例如在遇到地形复杂的隧道时，可以利用Digtal Project 进行三维动画的演示，这不仅可以清楚地观察到很多细节，还可以发现一些重要的问题。利用好信息模型不但可以提高效率，还可以取得不错的效果。

6 结束语

新时期建筑技术的发展是随着时代的进步而不断进步的，也是社会发展中不可或缺的重要元素之一。只有做到技术上的改革与创新才能真正做到与时俱进，才能够促进建筑行业的创新与发展，为世界的发展注入新动力。相对建筑行业而言，先进技术无疑对整个行业起着至关重要的作用，BIM 技术就是一种非常先进、超前的技术，其可以用在很多领域，在建筑幕墙中的使更为显著和广泛，这也更有利于建筑设计的科学性，也有利于保证建筑施工中的建筑质量。因此，应该要求建筑施工人员重视此项技术，并掌握此项技术。在此基础上进行合理规范的操作，为建筑行业打好坚固的基础，有利于减少建筑施工中的浪费和实现增加效益的最大化，同时也有助于建筑行业健康稳定的发展。