浅谈BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用

浅谈 BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用

宋羽 1 王竹雪 2

1. 山东同创设计咨询集团有限公司，山东 济南250000

2、山东建大建筑技术有限公司,山东 济南250013

摘要：随着我国综合国力的不断增强和科学技术的飞速发展，新的经济环境也对建筑业提出了更高的要求。“BIM”是一种新的建筑技术，非常适合建筑立面幕墙的设计。BIM技术不仅可以确定相关构件的空间位置，还可以在建模过程中检测图纸问题，是提高工程项目协作和建设效率的主要途径。因此，我们必须明确BIM技术在建筑立面幕墙设计中的应用价值和方法，积极应用BIM技术，以促进我国幕墙工程建设的进步。

关键词：BIM技术；建筑外立面；幕墙设计；应用

引言：

随着中国经济和科技的快速发展，各行各业的业务水平都在积极提高，建筑行业也不例外。BIM技术正在积极发展和进步。该技术建立的信息系统可以高效地交换资源，表达了信息资源在建设过程中可以得到科学高效的管理，有助于提高建设项目的质量，促进行业的进步。建筑幕墙工程不仅包括幕墙的设计和制造，还包括其施工的许多方面。

1 BIM技术在建筑立面幕墙设计中的应用优势

1.1 BIM技术可以实现智能化设计

如今，立面幕墙工程倡导智能化设计，这不仅是现代建筑工程的主要发展需求，也是未来建筑的必然发展趋势。BIM技术在建筑立面幕墙设计中的应用，可以达到智能化设计的目的。BIM技术中的三维技术可以通过三维建模的方式科学地构建建筑的立面幕墙，设计师可以自动获取相关的图形和文档，从而更有针对性地提高幕墙的设计效果和质量，这是BIM技术最明显的应用优势。比如在建筑立面幕墙设计中，将BIM技术应用于模型建筑时，如果对某个不合理的专业设计对象进行修改，系统会对其他设计对象进行相应的自动修改，既省去了逐个修改的麻烦，又避免了修改的遗漏，大大提高了幕墙设计的效率和质量。

1.2 BIM技术可以实现设计可视化

安全一直是建筑工程的重中之重，建筑的施工质量与居民的人身安全密切相关。在建筑立面幕墙施工过程中，采用科学合理的设计和施工手段，不仅可以保证幕墙质量，提高幕墙安全性，而且可以最大限度地降低后期返工率。将BIM技术应用到建筑立面幕墙设计中，工程实体可以用三维图形表示，通过模拟工程实体可以及时发现设计图纸中的设计错误和不合理之处，从而实现幕墙设计的可视化。此外，BIM技术的应用还可以模拟幕墙施工技术和施工过程，保证施工标准和规范的科学制定，进一步提高幕墙施工技术的准确性和建筑安全性。

1.3 BIM技术可以实现协同设计

建筑立面幕墙的合理设计是保证工程质量的前提，BIM技术在设计过程中的应用可以在一定程度上实现协同设计。在同一建筑模型中，BIM技术可以科学地整合相关数据和信息，各施工单位可以根据具体的施工要求提取相关信息，也可以在不同的设计阶段增加或删除设计内容，不断完善幕墙设计方案。在实际幕墙施工中，设计师可以根据施工科学调整幕墙设计结构，如调整幕墙中一个窗户的形状，然后模型系统会自动调整其他同类型的窗户，显著提高幕墙设计的协同性。

1.4 BIM技术可以实现项目管理信息化

随着社会的发展和科学技术的进步，信息技术已经渗透到各个领域，建筑工程也不例外。在传统的建筑立面幕墙设计和施工中，各部门主要采用纸质媒体作为交换相关信息的方式，各个应用系统之间的信息往往独立存在，不仅容易导致信息链的断裂，而且大大降低了幕墙设计信息与施工信息的交互效率。为了解决这一弊端，可以引入BIM技术科学构建幕墙项目的数据源，不仅可以实现幕墙设计和施工信息的共建共享，还可以提高项目信息的准确性和一致性，实现幕墙项目管理的信息化。

2 BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用

2.1合理的建筑表皮分区

因为不熟悉幕墙结构，板的大小，所以通常由建筑结构设计师提供的模型来区分建筑表皮。对于异型幕墙，要想准确地展现建筑物的外形，就需要专业的幕墙设计师根据幕墙板的实际尺寸，合理地精确地划分、定分和深化建筑模型的尺寸，从而优化形状规格，减少非标准、规则化面板、构件、卡扣的返工，提高弧形幕墙板的利用率，达到降低工程成本的目的。

2.2建立应用BIM技术的信息模型

建立信息模型是建筑幕墙设计中的一个重要内容，也是BIM技术应用的主要方式。此步骤的具体技术应用策略可分为四个步骤。首先，创建族文件，所有Revit系统中的图元都是以组为基本单位，将单元节点图导入到系统中，然后进行尺寸调整，这样就可以更加科学地创建信息模型。其次，对明细表和版块分别进行优化处理，通过明细表对相关数据进行科学修改，启动系统特有的双向关联特性，可提高明细表和版块的优化效率，从而大大提高幕墙模板设计数据的准确性。接着，利用BIM技术对设备材料进行统计，生成全面、细致的设备材料明细表，使幕墙设计人员和业主单位能够根据实际情况，自主选择设备材料明细表上的所需材料，对幕墙设计和施工的工程量进行科学计算，不管是铝龙骨还是玻璃面材，甚至是螺丝钉等，均可根据材料明细表上已确定的型号和参数进行方便快捷的获取和输出，极大地提高了幕墙的施工效率。再次，采用BIM技术对冲突检测进行分析。建筑物外立面幕墙在设计过程中经常会遇到异型幕墙，其中不规则的单元板增加了许多不确定性和繁杂的设计和安装，这也是幕墙设计的难点。BIM技术能有效地解决这一难题，幕墙设计人员可通过Revit软件对幕墙进行冲突检测分析，从而提前掌握各单元板间的干涉、幕墙与钢结构间的碰撞及相互碰撞等问题。通过这种方式，设计人员可以在幕墙设计阶段对可能发生干扰的地方有一个全面的认识，有效地避免后续施工和安装中的一系列问题。四是根据BIM模型对其进行加工装配作业，首先通过Inventor软件制作详细的构造加工图和仿真模块进行装配，然后利用动画形式进行仿真装配操作演示，使装配人员更加直观地了解模型制作和装配方法。

2.3协同设计

积极运用BIM有效技术，在现代建筑工程施工过程中，能够把整个工程的生产数据和实际信息融合为一个信息技术模型。现代建筑的幕墙是外墙的主要建筑结构形式，在我国市场上得到了广泛的应用，在现代化建筑中，由于框架式幕墙结构十分复杂，且不适用于模拟现场施工过程，因此，大多数情况下，需要在施工施工前对工厂进行预制，通过相应的工艺及规格进行幕墙的实际装配，以确保在二次施工过程中幕墙的实际质量，这样的施工方式将更稳定、更成熟。BIM技术的应用，使施工过程的可视化模拟变得更有效率，使施工过程更方便、快捷，使施工中的每个构件都能高效地达到施工标准。在信息数据库的模型中提取出幕墙建设的相关单元，并可直观地对其进行改进和跟踪，从而保证在实现复杂幕墙工程协同设计的基础上，缩小了实际施工中的一些差距。

2.4避免冲突和交叉的设计

因为主要是针对钢结构复杂建筑设计，一般涉及的专业多、综合性强、时间要求严，所以专业之间的合作不会太好。幕墙面对建筑结构的尺寸不匹配、龙骨与结构间存在干涉、面排水沟与主桁架间存在干涉等冲突的交叉情况，都需要设计者对幕墙与主体结构的碰撞情况进行分析，避免主体工程完工后再对幕墙或支撑结构进行调整。加强专业间配合紧密度，有利于提高施工效率和质量。

结语

总之，BIM技术是一种先进的建筑技术，它不仅可以应用于幕墙设计，而且可以应用于整个幕墙设计过程。BIM技术不仅能够实现智能化、可视化、协同化设计、项目管理信息化等幕墙设计目标，而且能够从根本上解决传统幕墙设计的弊端，提高质量和效率。BIM技术是建筑领域不可缺少的技术，它为幕墙设计提供了强有力的技术支持，幕墙设计者应积极应用BIM技术，努力实现建筑外立面幕墙造型与质量紧跟行业发展的步伐，以推动我国建筑工业稳步发展。

参考文献：

[1]金星.基于BIM平台的复杂曲面幕墙工程设计及施工实践[J].住宅与房地产，2019，（33）：187.

[2]舒盼.基于BIM技术的单层平面索网点支式玻璃幕墙参数化设计探讨[J].门窗，2017，（10）：143.