摘要：隨著建筑幕墻行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計弊端逐漸凸顯，在設(shè)計、運維及重復工作等方面都存在問題。對此，BIM技術(shù)三維曲面幕墻的出現(xiàn)引領(lǐng)了新的潮流，提高了建筑的集成性，讓信息得到共享。本文主要對三維曲面幕墻與BIM的結(jié)合進行探索，為幕墻設(shè)計工作者提供借鑒參考。

        關(guān)鍵詞：BIM；三圍曲面;幕墻管理系統(tǒng)

        一、系統(tǒng)的簡介 

        （一）系統(tǒng)的簡單介紹

        BIM系統(tǒng)技術(shù)不僅為設(shè)計行業(yè)提供便捷及可視化設(shè)計體驗，也為建設(shè)方、施工方應(yīng)用。隨著幕墻事業(yè)的不斷發(fā)展完善，在幕墻設(shè)計的環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用逐漸顯現(xiàn)出來，成為當今時期的主流幕墻設(shè)計系統(tǒng)。對于BIM系統(tǒng)來說，它不是一種新型的設(shè)計系統(tǒng)，可以說是計算機繪圖的第一批應(yīng)用系統(tǒng)，只是在以往的幕墻設(shè)計應(yīng)用當中我們并沒有將其合理的利用罷了。對于BIM設(shè)計系統(tǒng)，他的本質(zhì)工作就是在計算機中將建筑虛擬出來，是一種顯而易見的具有設(shè)計思維的數(shù)字化工程，所以說在計算機中的每個階段的設(shè)計都是BIM構(gòu)造環(huán)節(jié)，只是每一個階段的數(shù)字工程工作重心不同罷了。對于BIM設(shè)計系統(tǒng)，他的工作方式就是在計算機中各個階段中進行信息的交流、傳遞，最終建立起建筑信息模型。對于建筑信息模型來說，他是建筑工程項目各種信息數(shù)據(jù)綜合而來的，具有可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化型以及可出圖性，能夠在各方面滿足建筑企業(yè)的要求，是建筑企業(yè)進行工程項目的基本依靠。 

        （二）系統(tǒng)表現(xiàn)出的特點

        1. 該系統(tǒng)具有基本的可視化特點

        對于可視化一詞來說，從字面上的意思就可以看出該系統(tǒng)可以將建筑模型直觀、形象的展現(xiàn)在設(shè)計工程師的眼前，在實際情況中亦是如此，該系統(tǒng)的可視化特點對于建筑行業(yè)來說具有巨大的實用性意義。比如在實際施工中，如果只是利用施工圖紙，那么只能夠采用線條等繪圖手法在施工圖紙進行表達，沒有視覺效果，如果利用該系統(tǒng)做出，就可以將該工程以虛擬的構(gòu)造形式直觀的展現(xiàn)在工程師眼前，相比之下，該系統(tǒng)的應(yīng)用具有一定的優(yōu)越性。

        2.該系統(tǒng)具有基本的協(xié)調(diào)性特點 

        對于工程項目的設(shè)計來說，協(xié)調(diào)性是非常重要的，在施工單位環(huán)節(jié)中、設(shè)計單位環(huán)節(jié)中以及業(yè)主環(huán)節(jié)中，協(xié)調(diào)性的保證是必須的。比如在以往的工程項目中，施工環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)一系列的問題，給工程的質(zhì)量與速度帶來不小的影響，當出現(xiàn)這種情況時，還需要將所有有關(guān)人員組織起來進行開會，尋找施工過程中發(fā)生問題的原因所在，再相繼的討論解決方法，對該問題工程進行相應(yīng)的補救，但是在這個過程中，對工程的不良影響已經(jīng)不可避免，也浪費了大量的建設(shè)資源;比如在以往的工程項目設(shè)計過程中，很容易出現(xiàn)各個專業(yè)的工程師合作不到位的現(xiàn)象，出現(xiàn)各個專業(yè)的碰撞現(xiàn)象，并且這樣也只能夠在施工過程中體系出設(shè)計圖中的問題，問題一但出現(xiàn)就會給工程的質(zhì)量與進度帶來不好的影響，就是之后解決掉這些問題，也會給工程帶來不可挽救的不良影響等，這些情況的出現(xiàn)都是由于各個單位之間沒有做到精密的配合，不具有基本的協(xié)調(diào)性，只能夠做到后知后覺，給工程帶來不可挽救的不良影響。在此，該系統(tǒng)可以對這些情況做到良好的處理，在工程項目的施工前，該系統(tǒng)可以在建筑信息模型上對施工中各種專業(yè)碰撞等問題做出模擬、做出協(xié)調(diào)，找出設(shè)計圖中的設(shè)計隱患，這樣就可以做到先知先覺，在施工前就可以將施工隱患解決掉，避免對工程產(chǎn)生不良的影響，具有一定的優(yōu)越性。

        3．該系統(tǒng)具有基本的模擬性特點

        對于該系統(tǒng)的模擬性，他不僅僅指的是對建筑物的模型進行模擬，做出建筑信息模型與之對照，還可以對工程項目施工過程中實際操作的事物進行模擬，也就是說，在工程項目的設(shè)計階段，該系統(tǒng)就可以在建筑信息模型上進行模擬實驗。

        比如在建筑信息的模型圖上，可以進行節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、關(guān)照模擬、熱傳導模擬和導模模擬等，也可以在招標和施工階段中進行三維模型以及發(fā)展時間的模擬，可以根據(jù)施工單位的數(shù)據(jù)信息對該項目工程進行模擬施工，這樣就可以根據(jù)這些模擬信息合理的安排施工計劃等。

        4．該系統(tǒng)具有基本的優(yōu)化性特點

        對于工程項目的建設(shè)來說，整個建設(shè)過程，包括工程項目的設(shè)計環(huán)節(jié)、工程項目的施工環(huán)節(jié)以及工程項目的運營環(huán)節(jié)，都可以看成是一個不斷優(yōu)化的過程。在此，雖然該系統(tǒng)對這些環(huán)節(jié)的優(yōu)化沒有實質(zhì)性的聯(lián)系，但是該系統(tǒng)可以對這些優(yōu)化過程做到基本的輔助工作，可以使得這些工作的做到更佳的優(yōu)化性。

        該系統(tǒng)的優(yōu)化型，可以體現(xiàn)在工程項目中的信息上、復雜程度上以及時間上。

在實際工程中，如果能夠得到具體的時間信息，則可以更加合理的安排優(yōu)化信息;該系統(tǒng)可以為建筑工程提供全面的有效信息，比如幾何信息、物理信息、規(guī)則信息等，還可以為工程項目施工后的變化做出模擬；對于工程項目的復雜程度，當今時期建筑物的復雜程度普遍比較大，工作人員很難做到全面的掌握，如果工作人員能夠合理科學的利用該系統(tǒng)，就可以全面的展示該工程的復雜程度，并且也可以為該工程的優(yōu)化提供各種復雜項目的優(yōu)化措施，為工程項目的建設(shè)提供有效的信息，為工程項目的優(yōu)化做到充分的準備等。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，該系統(tǒng)對工程項目的優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下幾點： 

        首先是工程項目設(shè)計方案的優(yōu)化，該系統(tǒng)可以將工程項目的設(shè)計方案和投資回報緊密的聯(lián)系起來，如果對工程項目的設(shè)計方案做出修改也可以及時準確的計算出對投資回報的影響。同時，在業(yè)主對設(shè)計方案的選擇環(huán)節(jié)上，業(yè)主也能夠避免只能夠?qū)�建筑形狀做出評價的尷尬局面，可以更多的得到工程項目設(shè)計方案的具體參數(shù)，得到更多有效的選擇信息。其次是特殊項目的設(shè)計優(yōu)化，比如在建筑信息模型中，樓群、幕墻、屋頂?shù)拳h(huán)節(jié)的異型設(shè)計都能夠做到詳細的檢查與觀摩，雖然這些內(nèi)容相對于整個建筑體系來說所占比例并不是很大，但是在投資占有率上、工作量上，往往都是占有很大比例的，并且這些內(nèi)容的施工難度也是非常大的，很容易出現(xiàn)施工問題，所以如果對這些內(nèi)容進行優(yōu)化，就可以顯著的對整個工程項目的優(yōu)化做出改進與保障。

        5．該系統(tǒng)具有基本的可出圖性特征

        該系統(tǒng)的工作意義不是簡單為了給大家做出建筑工程師所設(shè)計的常見的建筑設(shè)計圖紙，而是要通過對工程項目進行全面的信息檢查、工程項目的可視化展示、工程項目的模擬以及優(yōu)化后，整合出高精度的工程設(shè)計圖，比如綜合管線圖，綜合結(jié)構(gòu)留洞圖以及碰撞檢查、偵錯報告和建議改進方案等。

        （三）該系統(tǒng)的工作目的

        簡單的說，該系統(tǒng)的工作目的是將工程項目的建筑信息整體精確的顯示出來，將2D的設(shè)計圖紙利用科學嚴謹?shù)氖侄无D(zhuǎn)化成3D建筑信息模型。當然，該系統(tǒng)除了一些定義純數(shù)據(jù)以外，還可以對工程項目的施工流程、協(xié)同工作等工作環(huán)節(jié)制作數(shù)據(jù)模型，為工程項目建設(shè)過程中工作人員制定合理的協(xié)同工作原則。

        對于該系統(tǒng)來說，BIM施工協(xié)同模型的建立是建筑行業(yè)發(fā)展的方向，可以對工程項目的建設(shè)信息做到更加全面的顯現(xiàn)，可以對三維空間的BIM模型添加上時間信息以及成本信息，可以使工程施工單位能夠更好的優(yōu)化施工過程，編制施工管理體系，做到工程造價以及資源利用的精密性。在此要注意，3D模型的主要工作意義就是為了施工單位統(tǒng)計物質(zhì)資源的準確信息，避免施工過程中的施工沖突。

        二、BIM與三維曲面幕墻設(shè)計中的應(yīng)用

        （一）三維曲面幕墻構(gòu)件的參數(shù)設(shè)計 

        三維曲面幕墻的參數(shù)化設(shè)計是多多種構(gòu)件的組合設(shè)計，而非傳統(tǒng)建筑信息模型中的視覺構(gòu)件。BIM系統(tǒng)實現(xiàn)了三維曲面幕墻設(shè)計的信息化和數(shù)字化，即在三維曲面幕墻設(shè)計中，BIM可以對已經(jīng)建立的三維曲面幕墻的構(gòu)件進行參數(shù)設(shè)計，為滿足設(shè)計要求，BIM對其各個參數(shù)進行調(diào)節(jié)，改變構(gòu)件形體的變化，同時實現(xiàn)了構(gòu)件參數(shù)的形式化模擬，如可以模擬一些非幾何屬性，其中包括材料的傳熱系數(shù)和強度、構(gòu)件的造價以及受力狀況等。 

        （二）三維曲面幕墻構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性設(shè)計

        BIM在實現(xiàn)三維曲面幕墻構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計的進程中，如何對相關(guān)的參數(shù)進行建立聯(lián)系，加以控制，則即是構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性設(shè)計。BIM對三維曲面幕墻構(gòu)件關(guān)聯(lián)性的設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)隨著構(gòu)件參數(shù)的改變而自動更新，即在幕墻工程師對某個構(gòu)件的參數(shù)進行修改時，如分格數(shù)值的改變，所有具有關(guān)聯(lián)性的構(gòu)件，如墻、柱、門以及窗等都會隨之發(fā)生變化。

        （三）三維曲面幕墻的建筑形體設(shè)計

        BIM系統(tǒng)幫助幕墻工程師實現(xiàn)了對幕墻構(gòu)件的參數(shù)化和關(guān)聯(lián)性設(shè)計，推動了三維曲面幕墻設(shè)計的信息化和自動化。建筑形體設(shè)計則是在各個構(gòu)件的相互組合和匹配。幕墻工程師可以通過BIM系統(tǒng)對建筑形體進行參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計，即通過定義構(gòu)件驅(qū)動建筑形體設(shè)計。BIM中的revit模型幫助幕墻工程師實現(xiàn)對建筑圖、結(jié)構(gòu)圖的完美匹配，甚至可以直接銜接建筑曲線到玻璃線，大大推動了三維曲面幕墻設(shè)計的精度。

        三、結(jié)束語 

        綜上所述，BIM與三維曲面幕墻的設(shè)計相結(jié)合的系統(tǒng)，可以更加直觀的為業(yè)主、施工單位展示建筑工程的相關(guān)信息，可以為工程項目的實施做到整體的優(yōu)化，可以說是具有非常大的優(yōu)越性的，所以在此希望各位建筑設(shè)計師，能夠合理、有效的利用、開發(fā)該系統(tǒng)，有效的保證建筑工程的合理開發(fā)、合理建設(shè)。

        參考文獻： 

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        [2]龍文志.建筑業(yè)應(yīng)盡快推行建筑信息模型（BIM）技術(shù)（續(xù)完）.《建筑技術(shù)》.2011年2期.

        [3]楊曉冬.基于BIM模擬分析技術(shù)在幕墻方案比選中的應(yīng)用.《土木建筑工程信息技術(shù)》.2013年3期.