周文瑜，俞岳泉

（杭州市建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州 310000）

0 引言

近年來我國經(jīng)濟(jì)取得飛速發(fā)展，人民生活水平也得到快速提升，因此，人們對建筑的外立面造型也有了更高的要求。21 世紀(jì)以來，我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)越來越多先進(jìn)的技術(shù)和工藝，同時材料也不斷實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代，極大地提高了建筑物的技術(shù)含量，出現(xiàn)越來越多的復(fù)雜造型和異性建筑，這無疑增加了建筑幕墻設(shè)計、施工難度。

1 BIM 的基本特征

BIM 的基本特征主要表現(xiàn)在模擬性、可視化、協(xié)調(diào)性及可優(yōu)化性四個方面，具體分析如下：

1.1 模擬性

BIM 的最大特點(diǎn)之一是其強(qiáng)大的模擬能力，這體現(xiàn)在不僅可以模擬幕墻實(shí)際外立面效果，還可以模擬幕墻建造的整個過程，這意味著BIM 技術(shù)涉及過程和結(jié)果兩個方面。具體而言，在設(shè)計過程中，可以使用BIM 對幕墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全模擬、建筑效果模擬等；在施工過程中，利用5D 模擬可以對現(xiàn)場施工情況進(jìn)行全面的模擬，以優(yōu)化和完善施工計劃，從而節(jié)省成本，并優(yōu)化施工進(jìn)度及項目計劃，最后，可以使用BIM 和相應(yīng)的災(zāi)難分析模擬軟件對項目運(yùn)營階段的應(yīng)急計劃進(jìn)行模擬。

1.2 可視化

BIM 的另外一大突出特點(diǎn)是可視化，可視化意味著“所見即所得”。可視化在建筑幕墻中的應(yīng)用對于項目建設(shè)非常重要。例如，施工圖紙中的節(jié)點(diǎn)信息均由二維線框表示，通過人類的想象和理解可以實(shí)現(xiàn)許多相對簡單的結(jié)構(gòu)和設(shè)計。但是隨著各類不規(guī)則建筑物外立面或復(fù)雜形狀的出現(xiàn)，僅靠大腦想象就很難直觀地理解它們。目前，BIM 可視化的特征為此類問題提供解決方案。它的可視化體現(xiàn)在能夠以三維物理圖像表達(dá)復(fù)雜建筑物的能力。此外，BIM 可視化的特征還為項目工程整個的施工周期的正常運(yùn)行提供便利，于項目而言十分有利。

1.3 協(xié)調(diào)性

當(dāng)前社會各行各業(yè)的發(fā)展都離不開相關(guān)企業(yè)的通力合作，建筑幕墻行業(yè)亦是如此，設(shè)計及施工相關(guān)企業(yè)之間的協(xié)調(diào)和合作是至關(guān)重要的，可以說協(xié)調(diào)性是BIM 的基本特征之一。若在項目過程中發(fā)生問題，應(yīng)立即召開協(xié)調(diào)會議，以找出每個施工問題的原因和解決方案，然后采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施來解決該問題。在具體的設(shè)計和施工過程中，受到各種客觀原因的限制，幕墻與其他各專業(yè)之間常常會發(fā)生碰撞問題。過去一旦遇到碰撞問題，通常的解決措施是在問題發(fā)生后找方法解決問題，而BIM 的出現(xiàn)，對于解決這類碰撞問題提供一個有效的方法，BIM 可在建筑施工的早期就及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，并且還能夠生成并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.4 可優(yōu)化性

實(shí)際上整個建筑幕墻過程都是一個不斷優(yōu)化的過程，無論是設(shè)計階段，還是施工和運(yùn)行階段，雖然BIM 和項目優(yōu)化之間沒有直接聯(lián)系，但是要想達(dá)到良好的項目優(yōu)化目的，BIM 技術(shù)是極好的輔助工具，也就是說在BIM 的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)更好的優(yōu)化。一般來說，優(yōu)化受到信息、復(fù)雜性和時間三方面的限制。優(yōu)化一定是建立在準(zhǔn)確的信息基礎(chǔ)上的，BIM 模型能夠提供建筑相關(guān)的各類信息，包括規(guī)則信息、物理信息及幾何信息等，這些信息對于項目優(yōu)化大有裨益。并且，近年來建筑呈現(xiàn)復(fù)雜度越來越高的趨勢，復(fù)雜到即便是親身參與者也無法掌握全部信息，因此，必須依靠某些科技手段輔助，BIM 及其支持的各種優(yōu)化工具便在此時派上用場，為項目優(yōu)化提供更多可能性。

2 BIM 在建筑幕墻中的具體應(yīng)用

BIM 在建筑幕墻中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：高質(zhì)量的幕墻信息支撐和完善的技術(shù)驗(yàn)證；快速便捷地處理異形幕墻帶來的問題；改變傳統(tǒng)施工設(shè)計思維，幕墻設(shè)計更簡單便捷；項目質(zhì)量、造價管理等方面。具體應(yīng)用如下：

2.1 高質(zhì)量的幕墻信息支撐和完善的技術(shù)驗(yàn)證

在BIM 系列的許多軟件中，Revit 和DigtalProject 可以快速實(shí)現(xiàn)建模和信息導(dǎo)出。在創(chuàng)建幕墻的整體模型的過程中，由于單元面板的尺寸和結(jié)構(gòu)不同，因此形成多種單元類型。通過Revit同時創(chuàng)建由多個參數(shù)控制的高度適應(yīng)性族文件，該文件可同時適應(yīng)不同位置的單位結(jié)構(gòu)。這些參數(shù)設(shè)置可以為早期對模型的創(chuàng)建和修改提供方便，在后期，可以通過Revit 列表提取每個單元塊的不同參數(shù)數(shù)據(jù)，同時，在模型中為構(gòu)件賦予相應(yīng)的非幾何屬性信息，完善模型信息?；谠撃Ｐ?，可以準(zhǔn)確地計算工程量，并可以從模型中得出材料消耗清單，也可以按類別計算各種材料的消耗。

2.2 快速便捷地處理異形幕墻帶來的問題

隨著科技的發(fā)展及人們對建筑需求的提高，近年來興起了異型幕墻，而異型幕墻的設(shè)計和施工較之傳統(tǒng)幕墻難度極大。異型幕墻的設(shè)計復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維圖紙已經(jīng)無法準(zhǔn)確的表達(dá)出設(shè)計師的設(shè)計意圖，但BIM 技術(shù)則能夠簡單的處理這一問題，輕松地優(yōu)化異型建筑設(shè)計。BIM 能夠快速輕松地構(gòu)建建筑幕墻，還可以與其他模型進(jìn)行碰撞檢測。

異形幕墻板塊之間經(jīng)常會出現(xiàn)交接難處理的問題，二維圖紙上很難表達(dá)清楚，甚至設(shè)計師都無法正確的表達(dá)，使用BIM 能讓此輕松展現(xiàn)在各方面前，在處理交接位置時能夠游刃有余。

異形幕墻的龍骨制作安裝和面板的放樣是最讓施工人員頭痛的地方如果上述工作不準(zhǔn)確就會導(dǎo)致后期施工的偏差，需要在后期面板安裝過程中不停調(diào)整甚至出現(xiàn)龍骨返工、面板報廢等糟糕的情況。BIM 技術(shù)能清晰給出龍骨和面板的各項數(shù)據(jù)，讓復(fù)雜的事情簡單化。

2.3 改變傳統(tǒng)施工設(shè)計思維，幕墻設(shè)計更簡單便捷

人們一旦熟悉BIM 思維和軟件，就會發(fā)現(xiàn)使用信息思維和使用傳統(tǒng)的二維思維相比，前者的設(shè)計更為簡單和輕松。例如，遇到造型復(fù)雜外立面時，可以使用DigtalProject 演示三維動畫，這不僅能夠清楚觀察許多細(xì)節(jié)，特別是各種交接部位，還能夠準(zhǔn)確捕捉各種關(guān)鍵信息，不僅效率更高，而且效果更好。

BIM 技術(shù)還可用于表現(xiàn)建筑外立面的特征，在設(shè)計幕墻時，通過模擬展現(xiàn)不同面板材料的完成效果，來最終確定材料的選取。對于受力構(gòu)件，如果所選材料的強(qiáng)度偏低或不符合幕墻的規(guī)定，則BIM 技術(shù)會給出相應(yīng)的提示。

2.4 項目質(zhì)量、造價管理

基于BIM 技術(shù)的管理模式與傳統(tǒng)的管理模式相比，由于更加系統(tǒng)化和智能化，不僅效率更高，而且管理效果更好。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）從深化幕墻設(shè)計的角度看：在傳統(tǒng)二維工程圖中，若工程中出現(xiàn)更改很難體現(xiàn)出來，而BIM 直觀的3D 模型能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，BIM 技術(shù)的應(yīng)用大大避免可能會因此引發(fā)的質(zhì)量問題。

（2）從控制幕墻型材的質(zhì)量的角度看：幕墻型材種類多樣，且各類幕墻型材的加工精度不一，BIM 模型能夠?qū)⑵渑c現(xiàn)場測量控制方案相結(jié)合，確保對型材加工質(zhì)量的精確控制。

（3）從控制幕墻施工方案的角度看：BIM 模型可用于制定和優(yōu)化幕墻施工方案，幕墻施工流程更便捷，施工作業(yè)過程更順暢，施工質(zhì)量更有保證。

（4）從控制幕墻施工現(xiàn)場質(zhì)量的角度看：針對一些比較復(fù)雜的工程項目，二維圖無法準(zhǔn)確的表達(dá)出來，而BIM 虛擬模型可有效解決上述問題，清晰地分析復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的三維情況，BIM 模型可以虛擬指導(dǎo)施工，如此可有效保障工程的高質(zhì)量施工，實(shí)現(xiàn)對工程項目的精細(xì)化管理。

如在施工過程中，由于各種問題，施工結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)幕墻間隙不符合要求，或者交接位置碰撞需要開孔影響建筑外立面的整體美學(xué)。而BIM 技術(shù)的運(yùn)用，會避免現(xiàn)以上類似的錯誤，有利于改善幕墻施工工藝。

（5）從造價管理的角度看：在幕墻工程造價管理中應(yīng)用BIM，不僅有利于提高數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性，還易于保存數(shù)據(jù)。在工程成本數(shù)據(jù)計算中，BIM 模型可以根據(jù)實(shí)時情況處理不同的問題，并且可以實(shí)時保存相關(guān)數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確計算市場價值和工程成本，最終結(jié)果可以存儲在BIM 中。此外，BIM 中存儲的數(shù)據(jù)將根據(jù)市場價值進(jìn)行實(shí)時更新，這大大減輕了幕墻工程相關(guān)工作人員的壓力。

3 結(jié)語

BIM 技術(shù)在幕墻設(shè)計中的應(yīng)用確保了每一步工作的合理性、科學(xué)性和可控性。簡而言之，BIM 給建筑設(shè)計和施工帶來了許多便利。隨著3D 技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟，幕墻和BIM 技術(shù)不斷發(fā)展，我相信它給建筑行業(yè)和幕墻行業(yè)帶來的更高效率與方便，促進(jìn)幕墻的長足發(fā)展。這項技術(shù)的應(yīng)用將成為建筑行業(yè)的主流，前景無限，這將是建筑行業(yè)的一次偉大革命，值得慶賀！