BIM技術(shù)在建筑外立面幕墻設(shè)計中的應(yīng)用

王鐵霖

摘要：BIM建筑信息模型是在建筑工程中基于各種相關(guān)的信息數(shù)據(jù)建立模型，并通過模擬真實(shí)的信息來建立數(shù)字信息。對于建筑外立面幕墻工程而言，這里的建筑信息是每個構(gòu)件的尺寸、材料和制造商?；诮ㄖ畔?shù)據(jù)，利用BIM軟件建立輔助幕墻的完整信息，以BIM為載體建立仿真模型，實(shí)現(xiàn)了建筑外立面幕墻設(shè)計與施工管理的仿真模型。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑外立面;建筑外立面幕墻設(shè)計

中圖分類號：TU17

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0218—01

BIM應(yīng)用的范圍十分廣泛，從三維模型構(gòu)造到性能化分析，從施工模擬到運(yùn)行策劃，從材料統(tǒng)計到項目成本管理。建筑外立面幕墻的設(shè)計將利用BIM實(shí)現(xiàn)幕墻設(shè)計由二維逐漸向三維的轉(zhuǎn)變，這不僅提高了設(shè)計質(zhì)量，而且大大提高了設(shè)計效率。它的發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)為提高設(shè)計質(zhì)量和效率，提高產(chǎn)品的市場生存和競爭力發(fā)揮了十分明顯的作用。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用

1.1 可視化的施工管理

BIM技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)對建筑項目的虛擬設(shè)計、建造、維護(hù)及其后期的管理。BIM技術(shù)可以通過3D模擬工程實(shí)體可以準(zhǔn)確及時的發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題和錯誤，大大減少了后期的返工，保證了施工質(zhì)量。在技術(shù)管理方面，BIM技術(shù)可以對施工的技術(shù)流程進(jìn)行模擬，建立規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，確保實(shí)際工作與計劃的契合度，以保證技術(shù)的準(zhǔn)確性。

1.2 智能化的工程設(shè)計

通過實(shí)踐證明，在建筑中利用BIM技術(shù)，就可以看出有明顯的技術(shù)價值，就具體而言，在一般情況下，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維立體設(shè)計，然后設(shè)計師們可以通過建立起來的模型對各種圖形和文檔進(jìn)行自動生成。例如，對于某個專業(yè)設(shè)計的對象修改之后，別的專業(yè)設(shè)計對象也會相應(yīng)的改變。

2 BIM信息技術(shù)在建筑外立面幕墻設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 建立外立面幕墻BIM模型

建筑行業(yè)的輔助設(shè)計從傳統(tǒng)的CAD、SketchUp、3Dmax等跨入了一個新的變革時代，那就是三維的Revit輔助設(shè)計應(yīng)用時代，它開啟了參數(shù)化三維設(shè)計的領(lǐng)域。在BIM模型的開始，首先建立BIM模型和參數(shù)所需的基本數(shù)據(jù)，以優(yōu)化基于幕墻系統(tǒng)的圖形，因此將來使用Revit軟件是方便的。除了這些基本工作外，還收集了與建筑幕墻相關(guān)的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，包括型材名稱、線形密度、表面處理、長度、生產(chǎn)廠家、成本等，玻璃的顏色、寬度、成本等相關(guān)參數(shù)。每個材料的其余部分，為了建立數(shù)據(jù)庫，基于BIM模型的信息進(jìn)入建筑幕墻，從而建立真正的建筑信息模型，而不是構(gòu)造CAD之類的信息，而不附加任何3D模式。當(dāng)這些準(zhǔn)備就緒時，可以開始使用Revit軟件平臺構(gòu)建BIM模型。

2.2 外立面幕墻BIM模型深化

Revit輔助設(shè)計應(yīng)用時代，它開啟了參數(shù)化三維設(shè)計的領(lǐng)域。建筑參數(shù)化設(shè)計是建筑設(shè)計的輔助設(shè)計手段，其運(yùn)用計算機(jī)和智能軟件構(gòu)建出一系列具有某種函數(shù)關(guān)系的模型，設(shè)計師修改其中一個單位模型的參數(shù)，被此參數(shù)綁定的建筑要素會進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。如圖。

根據(jù)圖所示為某項目在Revit中的建筑外立面幕墻模型，所選異形面為建筑外表皮控制面，屋面的分割首先要在該面中提取建筑外立面的控制點(diǎn)，并對控制點(diǎn)所形成的模型單元進(jìn)行方案比對，從而選擇較優(yōu)方案。通過Revit功能中的表皮分割功能，可以將墻面分割為不同類型的單元塊，結(jié)合該建筑立面效果與外表皮材質(zhì)的特性，對多種立面分割方案進(jìn)行對比，最終確定以“1/2錯縫”進(jìn)行立面分割，并對橫向（U網(wǎng)格）和豎向（V網(wǎng)格）尺寸進(jìn)行控制，根據(jù)空間點(diǎn)的提取功能，還可以相應(yīng)的得到每塊外立面板的空間坐標(biāo)，從而得到設(shè)計師所需要的該材料板的幾何屬性。

2.3 基于模型，建立二維圖紙

傳統(tǒng)幕墻圖紙設(shè)計，主要是繪制二維圖紙，用于指導(dǎo)墻體施工，但建筑立面是一個正面的方向，只能看到一個高程。而使用建筑幕墻的BIM模型時，當(dāng)BIM模型被修改時，隨著模型的改變，相應(yīng)的方向高度將發(fā)生變化。根據(jù)工作要求及軟件各自優(yōu)勢，需要在Revit軟件里完成平面深化、立面深化和剖面生成及深化等工作。根據(jù)平面深化設(shè)計要求，構(gòu)建及二維表達(dá)應(yīng)滿足《BIM構(gòu)件庫應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》及《民用建筑BIM設(shè)計實(shí)施導(dǎo)則》要求;根據(jù)立面深化要求，需要在Revit軟件中完成立面應(yīng)表達(dá)材質(zhì)填充、材質(zhì)顏色及立面層次表達(dá)，構(gòu)建及二維表達(dá)應(yīng)滿足《BIM構(gòu)件庫應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》及《民用建筑BIM設(shè)計實(shí)施導(dǎo)則》要求;而剖面生成及深化是根據(jù)最終Revit模型，利用剖切命令創(chuàng)建項目剖面圖，根據(jù)方案設(shè)計要求完善剖面圖，包括剖切后各構(gòu)建顯示是否正確，相應(yīng)標(biāo)高標(biāo)注，房間名稱等。

2.4 優(yōu)化設(shè)計

首先，可利用可視化提升設(shè)計效率：（1）該技術(shù)中的三維可視功能能夠?qū)⒃O(shè)計師的設(shè)計主體結(jié)構(gòu)模型完整、直觀地表現(xiàn)出來，且通過立體形式使外立面幕墻設(shè)計360°全面展現(xiàn)出來，不僅降低了設(shè)計難度，同時也使其他建筑工程師能夠直接在設(shè)計中與幕墻設(shè)計人員進(jìn)行溝通與修改，便于業(yè)主、建筑方等多方的監(jiān)督;（2）通過利用該技術(shù)能夠更直接地將設(shè)計中的材料用量、幕墻耗能、室內(nèi)環(huán)境等充分展現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的同時對其耗能評價提供便利，同時為進(jìn)一步節(jié)省設(shè)計成本做到?jīng)Q定性作用。其次，所有階段都可以在這個平臺中增加或完善信息。工程的開發(fā)單位應(yīng)是BIM技術(shù)的主導(dǎo)方，聯(lián)合設(shè)計單位及施工單位共同參與協(xié)同工作系統(tǒng)。

隨著信，息化技術(shù)的不斷發(fā)展，三維設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，三維設(shè)計手段已逐步進(jìn)入電力、石化、冶金、水利、建筑等各個傳統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，成為國內(nèi)外高水平工程公司工程設(shè)計、工程管理的重要輔助手段。BIM技術(shù)在幕墻中的應(yīng)用保證了每一步工作的合理性、科學(xué)性、可控性，真正做到了事前預(yù)控與事中調(diào)控，以及BIM技術(shù)在建筑施工過程中保證其安全有效的完成任務(wù)。

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