BIM在幕墙设计中的应用

摘要：随着社会经济的快速发展，建筑项目越来越多。尤其是城市高层建筑规模不断扩大，施工要求越来越高。随着超高层建筑形态多变，高度不断超越，外幕墙结构变化日益复杂，建筑体量大、系统设施复杂、各分包单位信息交流量大等一系列原因，BIM技术在建筑施工中越来越引起重视，国内已经有一些实力领先的单位开始尝试BIM技术的应用。基于此，文章探讨分析了BIM在幕墙设计中的应用，以供参考。

关键词：BIM；幕墙设计；应用

一、概述

1、幕墙介绍

随着城市大规模建设的需要，各地不断涌现出一些造型独特的地标性建筑，大空间，大跨度、异性建筑不断增加，钢结构支撑的玻璃幕墙体系应用的越来越广泛。

幕墙作为建筑的防护，也是建筑的外衣，是建筑及建筑模型不可分割的部分。幕墙设计作为建筑设计的深化和细化，对建筑设计理念应能够充分的理解，同时更需要有与建筑设计匹配的实现工具以保证设计的延续性，从而更好的保证完成的建筑是业主和建筑师想要的。

2、BIM技术介绍

BIM建筑信息模型的建立是建筑领域的一次革命。BIM是一种技术、方法、机制和机会，通过集成项目信息的收集、管理、交换、更新、存储过程和项目业务流程，为建设项目生命周期中的不同阶段、不同参与方提供及时、准确、足够的信息，支持不同项目阶段之间、不同项目参与方之间以及不同应用软件之间的信息交流和共享，以实现项目设计、施工、运营、维护效率和质量的提高，以及工程建设行业持续不断的行业生产力水平的提升。

二、BIM技术在幕墙设计中的作用

BIM技术具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点，对方案设计的方案比选、方案调整、性能分析、可视化表达具有非常重要的意义。

幕墙作为建筑护结构，在美观的基本要求得到保障的同时，对防水等功能节点的要求也非常高。本项目形似“春笋”，垂直方向上每一块单元板块与水平面的夹角都在变化，水平方向为圆形，上下层单元板块以及同一层相邻板块之间的交接处防水难度大，在传统的设计方法中，容易忽视遗漏。

通过可视化建模，发现玻璃单元板块与不锈钢装饰线单元板块在交接处的防水存在较大问题，在方案设计阶段就可以采用必要的技术手段来亏避这种在施工阶段才有能发现的隐蔽性问题，对方案的设计比选、调整以及性能分析具有相当大的辅助作用。此外，通过BIM建模模拟，可以提前发现部分施工无法实现的设计方案，可以使设计方案合理性、可操作性得到保证。BIM建模的另一优势在于工程算量，可以从技术之外的另一方面，经济效益上评估设计方案的优劣，为方案比选提供多方位、多角度的参考。

三、BIM在幕墙中的应用

BIM在幕墙中的使用，最早只是用于一些外形复杂的项目，双曲弯扭的截面用CAD制图无法绘制（如图1所示）。

图1双曲弯扭的截面

BIM软件有强大的三维功能，可以根据参数建模，然后在模型的基础上进行设计，按照实际幕墙的板块进行分格，最后再从三维模型中拆分出每一个板块，直接生成加工图，以指导加工，保证幕墙安装完成面，能流畅的表达出设计师想要的效果。

目前国内传统的幕墙设计主要依赖于CAD软件进行二维的图纸绘制。根据设计院给定的平立面及结构图纸。进行幕墙系统的深化设计，不同位置绘制幕墙的分格，在幕墙分格的基础上进一步细化为幕墙的节点图，以分格和节点图为依据绘制不同材料的加工图，进行下料加工，进而上墙安装。通过在不同工程项目中的一系列BIM实践.我们总结了BIM在幕墙工程中的核心价值包括：

1、曲面优化。设计师对建筑外形的设计理念是理论性的，比如很多工程的曲面是无规则的，或者说参数化的。用普通的软件难以绘制出建筑的外形，更不要说进行深化设计。幕墙BIM软件具有强大的三维功能，可以按照建筑师的设计理念模拟出设计师想要的外形。把理论性的概念变成实体模型。

2、方案推敲。有了模型，再在模型的基础上进行细化，即把外立面按幕墙的面材材质不同进行分格。幕墙B1M协助设计师进行参数化幕墙分格。根据设计师的需求通过参数化控制幕墙分格，快速准确表达设计师的设计理念。帮助设计师在设计理念与制造成本之间寻找平衡点。在不影响设计师设计理念的前提下，对曲面玻璃平面化，自由曲面板材可展化，降低生产安装难度，减少建造成本。

3、幕墙系统基础建模。根据设计师的图纸和幕墙顾问公司的大样节点图，快速搭建模型，直观展示建筑的真实表现，完成幕墙系统的基础建模。也可通过与其他专业模型整合检查幕墙的设计缺陷和建筑、机电、结构、钢结构的问题。基于BIM创建的三维模型，对外幕墙、外幕墙支撑钢结构及其他相关专业进行碰撞检查，快速发现问题，协调解决。

4、幕墙深度建模。通过幕墙公司的节点图以及前期制作好的模型进行深化建模.模型参数化可以提取出加工、定位所需的数据，根据幕墙公司的需求制作加工图，定位图。幕墙公司按照BIM建模的数据图纸进行生产和安装，保证了设计师对建筑外形要求的延续性，在施工阶段避免了对建筑形体的更改。

5、构件加工图，定位图与数据

5.1 模型可直接导出材料加工图纸。直接与加工厂接口，进行下料加工。基于BIM模型，可快速分析现场测量数据，自动对不同偏差情况分类判别（正常偏差，正超差，负超差），效率大大提高；

5.2 可运用现场测量数据，快速修正设计模型。提取加工图，抽取细目定额理论数据。即使在超过设计运行的偏差情况下。也通过快速设计变更响应一>设计加工运输绿色通道等措施，在最短时间内可将新构件运至现场。响应速度大幅提升。

5.3 进行B1M模型预拼装。对于偏差较大的情况，采用先进的测量手段和设备，自动生产实际单元板块，置人理论模型中迸行现场预拼装模拟。

5.4 简易幕墙安装动画，指导安装：可视化模型也是指导现场施工的重要参考数据.可以通过模型进行施工顺序的指导。基于BIM创建现场施工机具模型，包括钢平台、双层吊篮、施工吊机等等，进行运行分析模拟。

5.5 幕墙系统数据管理：BIM模型在幕墙使用过程中的应用。在模型中快速找到破损位置的单元板块编号，进而找出其对应的玻璃规格以及链接的构件加工图。同时，分析该板两侧的单元尺度，从而制定合理的更换方案。

结束语

总之，BIM为我们带来了诸多的便利。随着三维技术的应用日趋成熟，幕墙以及BIM技术的不断发展，它给建筑业及幕墙界带来的效益会不断增加。我们只有结合中国特色认真学习、结合实际、努力实践、勇于探索才能尽快走出一条新的发展之路。

参考文献

[1]吴轩.基于BIM的幕墙管理系统的研究和开发.《微型机与应用》.2012年24期

[2]龙文志.建筑业应尽快推行建筑信息模型（BIM）技术（续完）.《建筑技术》.2011年2期

[3]杨晓冬.基于BIM模拟分析技术在幕墙方案比选中的应用.《土木建筑工程信息技术》.2013年3期 结合实际、努力实践、勇于探索才能尽快走出一条新的发展之路。