BIM技術在建筑幕墻設計中的應用研究

辜令聰

沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司

BIM技術在建筑幕墻設計中的應用研究

辜令聰

沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司

本文章以某項目為例，通過BIM技術的運用，并且有效的利用犀牛軟件建立幕墻的立體模型，并且通過三維的環(huán)境中做好該項目的修改及相關設計工作，從而將很好的體現出了其技術的科學合理性與優(yōu)秀的應用效果，這將對以后的異形建筑的幕墻設計工作有著很好的參考意義。

BIM 技術；幕墻；三維建模

前言

隨著我國經濟的快速發(fā)展與人們的生活水平不斷的提升，人們對于建筑的要求也在不斷提高，從而建筑行業(yè)在向前進步，其建筑技術的水平不斷提升，施工技術的含量高與造型復雜以及外表美觀的建筑與異形的建筑物也隨之增多。因此本文將深入介紹在建筑幕墻的設計中如何更好的將BIM技術運用在建筑幕墻設計中以及介紹BIM技術的優(yōu)勢。

1、建筑幕墻設計

由于建筑形態(tài)的復雜性，給建筑幕墻的設計和施工技術提出了更高的要求，傳統(tǒng)的二維軟件無法滿足類似這些工程的方案設計、放線定位，材料下單的要求，需要建三維模型去完成，于是BIM軟件走進了視野。BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息化模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。幕墻工程BIM系統(tǒng)是以三維數字化技術為基礎，在幕墻工程的設計、施工和運營各階段集成項目的工程數據信息，從而實現幕墻工程全生命周期管理的過程及方法。

2、工程概況

本項目英文簡稱ITE，是某職業(yè)技術學校，占地面積約107600平方米，幕墻面積約105700平方米，建筑高度最高8層，高度為51.5m，包括行政樓(ADMIN)、禮堂及會議中心(AU-DITORIUM)、教學樓(SDM/SEIT/SBS/SEG)、以及屋面(飛檐鋁板和穿孔鋁板)。主要的幕墻系統(tǒng)為屋頂穿孔鋁板飛翼、鋁板幕墻、框架幕墻、單元體幕墻、shopfront、地彈門等。本文主要針對禮堂及會議中心的異型鋁板幕墻的設計進行論述。

3、BIM 技術的應用

禮堂及會議中心的外形為弧形，總共約8100塊1000*1000的框架鋁板和框架玻璃，尤其轉角和屋面彎弧位置，測量的準確性和材料的配套性直接影響現場的安裝質量和施工進度。常規(guī)的二維制圖很難滿足工期、難度的要求，對比幾種BIM軟件的優(yōu)劣點，設計人員決定采用犀牛軟件進行三維建模、劃分幕墻表皮分格。犀牛軟件是一款基于NURBS的造型軟件，具有非常強大曲面建造功能，可以在Windows系統(tǒng)中建立、編輯、分析和轉換NURBS曲線、曲面和實體，不受復雜度、階數以及尺寸的限制。犀牛軟件跟其他BIM三維建模軟件相比有以下幾點優(yōu)勢：

3.1 與建筑工程制圖最常用的AUTOCAD等軟件有對接接口，可以互相導入，進行無縫搭接，具有良好的兼容性。

3.2 操作簡單，容易上手，而且沒有很高的硬件要求，在一般配置的計算機上就可以運行。

3.3 建模功能強大，且建模后誤差很小，此誤差在建筑單位級別中可以忽略不計(小于1mm)。

3.4 犀牛軟件建模感覺非常流暢，它所提供的曲面工具可以精確地制作所有用來作為渲染表現、動畫、工程圖用的模型。

3.5 本身犀牛軟件對建立好的NURBS三維模型還能進行曲率分析、對幕墻表皮板塊劃分、表皮劃分等一系列幕墻加工圖的放樣輔助工作。

項目實際應用步驟：

第一步：將建筑師提供的定位點按公式自動生成線模型

第一步：由線模自動生成面板

第三步：導入CAD進行格式化標注，加網格等處理生成施工平面圖

第四步：根據不同的構造類型以及尺寸大小對板塊進行編號，再用lisp 程序導出每塊鋁板加工圖所需要的長度、寬度、角度等數據。

4、BIM技術在本工程應用中有以下幾點優(yōu)勢：

4.1 建筑模型的建立過程也同時變成是施工圖和加工圖的繪制的主要過程，任何建筑模型的修改，將直接反映在施工圖和加工圖上，真正意義上達到了設計、生產、安裝的高度協(xié)同。犀牛軟件參數化建立模型，可以完全反映幕墻的細節(jié)，幕墻的構件在模型上的表達也達到加工級別。

4.2 工廠加工方面，由于本工程特性，如采用傳統(tǒng)CAD 出圖方式，加工圖數量會非常龐大，工廠需專人負責打圖及核對圖紙數量，這樣增加人力、財力、物力，還容易出錯。通過犀牛軟件，結合獨立開發(fā)的編程插件來定制適合幕墻工程批量，快速建模，出工藝圖，出明細表，出數據等的邏輯功能，大大降低了每批加工圖量，提高工廠工藝員效率，節(jié)約工廠成本。

4.3 材料采購方面，由于本工程的特性，鋁板為雙曲面鋁板，加工難度大，加工周期比較長，通過Rhino軟件參數化件建模出圖，為了后續(xù)廠家加工預留足夠時間，同時參數化模型大大提高了出圖的準確性，給廠家加工帶來很大連續(xù)性、避免圖紙重復修改影響加工進度。

4.4 現場安裝方面，三維模型的建立對于現場安裝定位，提供精準坐標數據，通過坐標數據埋件定位控制在允許偏差之內，三維坐標點定位，異形鋁板編號準確提供，現場安裝施工進度得到了可靠的保證。

5、結束語

在當前的建筑幕墻設計工作中幕墻專用系統(tǒng)BIM在建筑幕墻領域有著重要意義，只有掌握BIM技術才能在競爭激烈的市場中得以長遠的發(fā)展，建造綠色建筑是建筑行業(yè)中的每個人員共同的目標，也是建筑行業(yè)的責任之所在。

[1]陳繼良，張東升.BIM相關技術在上海中心大廈的應用.

[2]任璆，戈宏飛.三維建模Rhinoceros軟件在幕墻設計中的應用[J].機電工程技術.2010.(07)：164-167.