BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用

BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用

何晓培 宋凯悦

浙江中南建设集团有限公司，浙江杭州 310052

摘要：伴随着我国综合国力的不断增强和科学技术的迅速发展，全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，它非常适合于建筑立面幕墙的设计。BIM技术不仅能够确定相关构件的空间位置，而且能够在建模过程中对图纸问题进行检测，是提高工程协作性和施工效率的重要手段。为此，必须明确 BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用价值与途径，积极应用 BIM技术，以促进我国幕墙工程的发展。

关键词：BIM技术；建筑外立面；幕墙设计；应用

引言

近几年来，我国建筑业蓬勃发展，呈现一派繁荣景象。幕墙设计是建筑工程中的一个重要环节，要有效地提高幕墙设计的质量和效率，必须运用科学、合理的技术手段，使 BIM技术得到广泛应用。BIM技术在建筑幕墙设计中具有很高的应用价值，它既可以实现设计的精确性和实时性，又为今后建筑行业的进一步发展创造了良好的前提条件。本文针对 BIM技术在建筑立面幕墙设计中的应用，对其进行了简单的探讨。

1建筑外立面设计概述

在字面上理解，建筑外立面意味着建筑物周围的外部环境和它自身之间的接触面。建筑的外观表现形式主要是通过外立面来实现的，它以一种直观的方式来表现建筑的外部结构，使观赏者得到愉快的视觉体验，满足其审美需要来增加其购买、居住的意愿，由此现代建筑多为外立面设计所重视。建筑物立面设计具有高度的整体性，集合并统一了建筑美学、建筑结构、建筑功能等知识，建筑设计师需要运用材料、色彩、造型、比例、尺度以及这些要素的几种组合，并运用韵律、节奏、次序性、几何形体及反差等方法来实现建筑外观美感和室内美感。

2BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用优势

2.1BIM技术可以实现设计智能化

现代建筑外立面幕墙工程要求设计具有智能化，智能化不仅是现代建筑工程的主要要求，同时也是未来建筑发展的必然趋势。将 BIM技术应用于建筑外立面幕墙设计，可实现设计智能化。BIM技术中的三维立体技术，通过三维建模的方法，可以科学地构造建筑物的立面幕墙，设计人员也可自动得到相关的图形和文件，从而更加有针对性地提高幕墙的设计效果和质量，这是 BIM技术最明显的一项应用优势。比方说，将 BIM技术应用到建筑外立面幕墙设计中进行建模，如果设计师不能合理地对专业设计对象进行修改，则系统会对其他设计对象进行相应的自动修改，不仅省去逐一修改的麻烦，还可以避免修改遗漏，极大地提高幕墙设计的效率和质量。

2.2BIM技术可以实现设计可视化

建筑工程中，安全一直是重中之重，其施工质量直接关系到居民的人身安全。通过科学、合理的设计和施工方法，可保证幕墙工程的质量，提高幕墙工程的安全性能，并可最大限度地降低后期返工率。采用 BIM技术进行建筑物外立面幕墙设计时，可利用三维图形表示工程实体，通过模拟工程实体及时发现设计图纸中的设计错误并反馈出不合理的地方，达到幕墙设计的可视化。在此基础上，应用 BIM技术可对幕墙施工工艺和施工流程进行模拟演示，以确保施工标准规范的科学性，进一步提高幕墙施工工艺的准确性和施工安全。

2.3BIM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。BIM技术可在同一建筑模型中对相关数据和信息进行科学整合，各施工单位可根据具体施工要求提取相关信息，还可在不同设计阶段增加或删除设计内容，不断完善幕墙设计方案。对于实际幕墙工程，设计者可根据工程实际情况，调整幕墙结构，如调整幕墙的一扇窗的形状，使模型系统自动调整其它同类窗，大大提高幕墙设计的协同性。

2.4BIM技术可以实现项目管理信息化

伴随着社会的发展，科技的进步，信息化技术已渗透到各行各业，建筑工程也不例外。建筑立面的传统幕墙设计与施工中，各部门主要采用纸质媒体作为相关信息的交流手段，各应用系统之间的信息往往相互独立，不仅容易发生信息断裂，而且大大降低幕墙设计与施工信息交互的效率。要解决这一问题，可引进 BIM技术，将其应用于幕墙工程数据源的科学构建，既可实现幕墙设计与施工的信息共享，又可提高工程信息的准确性和一致性，实现幕墙工程管理的信息化。

3BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用策略

3.1应用BIM技术进行曲面设计

设计者在进行建筑外立面幕墙设计时，常常会遇到一些与曲面设计有关的问题，设计内容具有较强的理论性，给幕墙设计增加了不少难度。大部分建筑外立面幕墙的曲面设计具有参数化、无规则化的特点，传统的设计软件功能单一，难以满足幕墙曲面的设计要求，因而难以科学地绘制幕墙曲面，也就无从进一步地深化设计。BIM技术中的三维功能可以有效地解决这一设计难题，它能根据幕墙建筑的曲面设计思想，模拟幕墙的外形，利用实体模型将抽象的理论概念具象化呈现，取得理想的设计效果，从而体现 BIM技术在幕墙设计中的应用优势。

3.2应用BIM技术进行方案推敲

建筑外墙幕墙设计过程中，方案的推敲是一个重要环节，也是 BIM技术应用的主要途径。为验证幕墙设计方案的合理性，在对建筑外立面幕墙完成初步模型设计后，工程设计人员还需根据幕墙面板材料对建筑外立面进行不同的划分，并根据具体情况进行深层人工精化作业。从具体策略的实施来看，工程设计人员可以运用 BIM技术对建筑外立面进行更科学的参数化划分，先根据工程项目的具体需要对幕墙进行参数化整理与控制，再通过方案推定，进一步平衡制造成本，调整设计理念，在保证幕墙设计理念的前提下，对安装难度较大的幕墙进行适当调整，提高幕墙设计方案的可操作性。比方说，幕墙设计者在应用 BIM技术进行方案推敲时发现，幕墙玻璃若采用曲面设计不但安装难度大，而且施工费用较高，将曲面玻璃改为平面设计，既不会影响幕墙的整体设计理念，又能大大减少安装难度和建造费用。

3.3应用BIM技术进行幕墙系统建模

在建筑外立面幕墙设计过程中，重点是进行幕墙系统的建模。其中，工程设计人员应根据幕墙设计图纸和咨询公司提供的大样节点图快速构建模型，利用 BIM技术直观地展示幕墙结构实体，完成幕墙系统的建模工作。此外，设计者可运用 BIM技术整合其它专业模型，对幕墙设计中涉及的机电、建筑、钢结构等进行调整和检测，排除不合理的幕墙设计及安全隐患；利用 BIM技术快速制作三维模型，实现幕墙与其他建筑物整体的碰撞检验，确保及时发现问题，采取合理的解决方案，大大提高幕墙设计施工的质量和效率，体现应用 BIM技术协调性、科学性。

3.4应用BIM技术进行深度建模

深度建模是建筑幕墙设计成败的关键，也是 BIM技术应用的一种方式。因此，设计者应采用 BIM技术，并根据所绘制的模型和节点图进行深度建模， BIM技术可实现模型的参数化，从而顺利地提取定位及加工所需要的数据，再根据幕墙工程的实际情况进行科学定位及加工。根据 BIM建模数据图纸，幕墙公司严格进行生产安装，既能满足幕墙建筑物的外形要求，又能有效避免幕墙建筑物施工阶段出现变形。

结束语

总之， BIM技术是一种先进的建筑技术，它不仅可以应用于建筑外立面的幕墙设计，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、协同化的设计、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不足，提高幕墙设计、施工的质量和效率。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.