BIM技術在復雜幕墻工程設計中的應用

唐貴華

（深圳市科之谷投資有限公司 廣東深圳 518000）

幕墻工程包含了幕墻結構加工制造、工程設計和施工安裝等多項工序，并且，為了保證建筑立面與功能協調統一以及使建筑物的氣質突出，還需促進各項工序間的協調管理和交叉分配，但在實際的工程建設過程中，受不完善的項目管理程序和建筑外形復雜等因素的影響，往往難以實現上述目標，而BIM技術的可視化的空間模型設計能力、出色的工程協調和資源整合能力，不僅能有效實現幕墻工程設計和施工的合理性，同時還能推動其向著智能化的方向發展。

1 幕墻工程和BIM技術概念

1.1 幕墻工程

幕墻指的是在建筑物外墻建立的不承重護圍，其主要由支承結構、玻璃、石板、金屬板、陶瓷板等結構組成，幕墻輕并是不傳統的建筑材料，而是隨著人們對建筑外立面美觀的需求不斷提高以及建筑高度自身高度的不斷增加而形成的一種工程，幕墻工程不僅能實現建筑外立面的美觀，同時還能有效提高建筑物的隔熱、保溫功能，因此，被廣泛應用于各種建筑物外墻的施工中。按照施工工藝幕墻工程可分為單式、半單元式和框架式幕墻，按照應用材料的不同其又可以分成玻璃、陶土、石材、金屬等4種類型[1]。

1.2 BIM技術

BIM技術是一種將抽象事物轉變為具體信息模型的方式，具體是指根據極點模型和建筑結構建立與建筑相關的各項數據和信息，再創建建筑信息模型，在模式中能夠促進同一平面實現建筑的設計、施工及運營，并且還能實現建筑相關全方位的檢測和設計，BIM技術能夠實現上述功能，主要是依靠工程化數字設計方式（計算機輔助）完成的，這項技術已成為國外非常成熟、時尚的設計技術，而我國也正在逐步將其融合于各項建筑設計和施工中。

2 BIM技術在復雜幕墻的設計中的應用優勢

現階段，在復雜幕墻設計中應用BIM技術主要是為設計人員提供三維可視化的設計工具，利用該工具進行設計工作，不僅有助于設計人員及時發現設計過程中的碰撞沖突問題，同時還能促進其設計過程具有良好的幕墻工程結構畫面感，而幕墻設計在幕墻整體施工中具有重要的地位，若施工設計圖紙出現差錯，不僅難以保證幕墻安裝的準確性，同時也易引發施工工藝質量問題和幕墻材料的浪費，為此，應用BIM技術能夠有效避免或減少因設計師設計經驗不足而造成的設計沖突問題[2]。總的來說，BIM技術在復雜幕墻的設計中具有如下應用優勢：

2.1 進行智能化工程設計

將BIM技術應用于幕墻工程建筑設計中能夠發揮顯著的技術價值，其中最顯著的技術優勢便是其能夠實現三維立體設計，通過建立起來的三維模型，設計師們便可以自動生成各種文檔和圖形，進而保證設計的質量和效率，例如，利用BIM技術建立的設計模型中修改某個專業設計對象后，系統也會自動改變別的專業設計對象。

2.2 進行可視化施工設計

建筑施工質量對居民的人身安全具有直接的影響關系，為了保證幕墻工程建設的質量和降低其后期的返工率，就必須做好工程的施工設計，而采用BIM技術便可以對工程實體進行3D模擬，以便對圖紙中存在的問題和錯誤進行及時準確的發現。另外，利用BIM技術還能夠模擬施工的技術流程以及促進建立的施工標準規范，不僅能保證施工技術的準確性，還能提高施工計劃與實際施工工作的契合度。

2.3 促進項目管理信息化

以往，在建筑項目管理中的信息交流多應用紙質媒介方式進行，不僅易導致各個應用系統間出現信息孤島，同時也易使信息出現斷層，而BIM技術的應用則能有效避免上述問題的發生，利用該項技術可建立統一的工程數據源，不僅能實現項目之間的資源和信息交流共享，同時還能確保各參與項目信息的一致性和準確性。

3 BIM技術在復雜幕墻工程設計中的具體應用

當前，我國建筑幕墻工程建設中主要以單元式幕墻和框架式幕墻為主，其中單元式幕墻可提出獨立的幕墻單元，且每個單元的獨立加工在工廠完成，工廠需按圖要求生產組裝全部構件，待完成建筑主體施工后便可將其運至現場拼接安裝，現場需利用建筑主體連接件和預留掛點對其進行直接安裝連接，因此，單元式幕墻適用于形成快節奏的建筑行業市場幕墻工程施工。而框架式幕墻則是由工廠按照既定的流程和標準以及幕墻安裝施工計劃，再根據設計圖紙在現場進行逐件裝配，在裝配過程中需對殘次品進行二次加工或修復，因此，其是一項成熟的幕墻施工技術。由于建筑主體結構施工可與單元式幕墻安裝并行施工，考慮到施工進度和效率的問題，不少建筑工程項目都偏向于采用單元式幕墻結構形式進行幕墻安裝，而采用BIM技術進行單元式幕墻設計，主要能實現以下幾項功能：

3.1 可視化設計

利用BIM技術進行可視化設計，不僅能防止設計師在設計過程中產生的碰撞和為其提供良好的空間設計效果，同時BIM技術還具有良好的數據集成功能，利用該功能在在BIM模型集成所有的幕墻構件信息，便可各方主體對工程設計和施工過程中進行管理與監督。

3.2 協同設計

合理的幕墻工程設計是保證幕墻建設質量良好的前提條件，為此，設計具有牽一發而動全身的功效，采用BIM技術便能有效實現協同設計，其將工程設計相關的信息和數據均融合在同一個模型中，所有參與單位都可按需提取相關信息，并可在平臺中按不同的設計和施工階段對相關信息進行增加或完善，因而能夠確保設計和施工的即時性和有效率。例如，為對工程造價進行控制，造價單位可將構架采購信息加入到BIM模型中；工程設計師還可根據實際施工對建筑設計結構急性更改，若其對一個窗的形狀進行更改，模型中同類型的窗立即會隨之更新，能夠有效保證設計的協同性。

3.3 節能分析

BIM模型還能為幕墻工程計算提供必要的數據表信息，如其可對幕墻的保溫效果、建筑的室內環境和光照條件進行模擬，然后再為其計算出幕墻設計需要滿足各種計算要求以及實現建筑節能計算，通過BIM模擬計算，不僅能優化工程設計方案，同時還能促進建筑設計、施工全壽命周期的經濟性提高。

4 結束語

綜上所述，BIM作為一種新型的建筑信息模型技術，不僅能夠實現幕墻工程設計的資源數據信息共享，同時還能實現工程設計模擬檢測、項目管理信息化和工程造價控制等，這些對促進幕墻工程整體建設質量和水平提高均有重要的作用，為此，相關設計人員需不斷學習和掌握良好的BIM技術，并將其應用于工程設計和施工實踐中，才能促進幕墻建筑工程的立面與功能更強。

[1]張曉.BIM技術在復雜幕墻工程設計及施工中的應用[J].墻材革新與建筑節能，2017（10）：57～60.

[2]梁家燁.BIM技術在復雜幕墻工程施工階段的應用[J].建設科技，2013（15）：96～97.