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摘 要：幕墙设计是现代建筑重要组成部分，在复杂幕墙工程设计中需要借助BIM工具实现，利用BIM技术的可视化、协同化以及虚拟化等优势技术完成复杂幕墙设计。文章首先分析BIM技术的概念，然后探析BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用优势，最后提出BIM技术在幕墙设计中的应用方案。
关键词：BIM技术;幕墙设计;应用
0 引言
幕墙是现代建筑空间及表皮特征的重要表现方式，随着高层建筑的普及，幕墙工程越来越复杂。传统的幕墙工程设计模式难以满足现代工程设计的要求，实践证明利用BIM技术能够有效促进幕墙工程设计质量。本文结合多年工作实践，详细分析BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用方案。
1 BIM技术的概念及特征
BIM最早是由Autodesk公司提出的，其主要是指在建筑工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称[1]。随着建筑技术的发展，BIM具有以下特征：一是可视化。BIM技术利用大数据技术可以实现对项目工程信息的可视化操作，例如在施工阶段可以通过BIM技术创建设备模型，通过虚拟施工环境完成并且组织施工，以此检验施工方案的可行性;二是参数化。通过参数构建数据模型，通过对BIM模型中的参数设计调整等实现对项目工程的自动化控制;三是协调性。协调性包括设计协调、整体进度协调以及成本预算协调等等。BIM模型可以完成对整个工程的协调设计。
2 BIM技术在复杂幕墙工程设计中应用的优势
根据国家相关标准规范要求，建筑幕墙是由面板与支撑结构体系组成的。其主要是悬挂在主体结构上的建筑物外围结构，不承担主体结构的荷载。建筑幕墙的种类很多，例如按照主要支撑结构形式可以分为构件式、单元式、点支承、全玻、双层。随着现代建筑工程性能的不断完善，建筑工程幕墙越来越复杂，传统的二维图纸为基础的设计模式难以适应现代建筑幕墙工程设计的要求，因此急需利用BIM技术实现复杂幕墙工程设计。结合实践调查，BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用优势主要体现在以下方面。
（1）能够很好地将设计理念体现到模型中，及时检验设计理念的完善程度。对于复杂的幕墙工程设计方案而言，其在幕墙设计中会参杂更多的元素。尤其是设计人员在设计的时候会融入更多的理论元素，这些元素无法直接通过图纸体现出来。而BIM模型则可以很好地将设计师的理念转化到模型中，通过BIM模型检验设计师的设计方案是否具有可行性。例如通过BIM模型可以及时发现幕墙工程设计方案所存在的问题，并且结合后续的施工等及时进行设计方案的调整，以此提升设计方案的可行性。
（2）通过BIM模型可以将幕墙设计与后续的安装、施工等环节进行统一管理，实现幕墙工程的整体质量。幕墙工程设计是一项复杂的工作，尤其是在现代建筑格局下，一体化施工特征更为明显，通过BIM模型可以将设计、安装、施工以及后期维护等融为一体，这样有助于提升工程的整体质量。例如在传统的幕墙安装的过程中可能会发生因安装环境的因素而出现安装工程变更现象，但是利用BIM模型则可以将安装环境融入模型，这样在设计阶段就考虑了相关因素，有效地避免了后期出现施工变更问题。
（3）BIM技术能够提升幕墙的环保性，达到绿色施工的要求。利用BIM技术可以准确地计算出工程相关的数据，有效地对幕墙的保温效果、室内外环境等进行虚拟环境构建，以此达到节能的效果。例如在进行玻璃幕墙设计时，可以通过BIM模型将当地的光照时间、周围建筑、建筑层高等数据统一输入到BIM模型中，这样能够准确地计算出幕墙的环保参数，从而达到节约资源的目的。例如在北京文化中心建筑幕墙设计中，设计人员通过利用 Digtal Project发现幕墙表层存在大量的铝板，造成建筑成本增加，经过与幕墙设计人员沟通，利用BIM模型采取参数化、语言编程对幕墙基础建模进行分析，实现了项目的设计要求。
3 BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用方案
实践证证明将BIM技术应用到幕墙工程设计中具有巨大的作用，例如Revit系列的软件能够帮助设计师可以更好地创建幕墙结构，提升幕墙设计的准确性，解决工程施工中的各种冲突问题。
3.1 BIM技术在复杂幕墙工程设计中应用的思路
设计人员在利用BIM技术进行复杂幕墙工程设计时需要考虑幕墙立面效果、室内使用功能需求、幕墙材料性能以及施工成本等诸多宏观层面的设计内容。
（1）外立面效果。由于幕墙属于建筑外层结构，尤其是幕墙板块所产生的线条需要设计人员经过认真的设计，通过设计达到既能体现出立面效果的设计意图，也要满足建设单位的质量要求，保证其具有相应的美观要求。
（2）室内使用功能需求。基于绿色施工方案的实施，在幕墙工程设计中必须要突出幕墙的节能性。例如在玻璃幕墙设计中应该划分与室内空间分割相协调，立柱的布置应考虑土建结构位置。如果没有做好立柱的区分，则会形成一块玻璃跨越两个房间的现象，这样不利于节能环保。
（3）对幕墙施工材料进行优化设计。在复杂幕墙设计中需要重点关注幕墙构建的加工和制件的質量，只有加强对这些因素的控制，才能保证幕墙施工质量。幕墙设计人员要利用BIM平台对钢结构设计的每个构件加工和制作环节进行可视化处理，比如材料的选择、螺栓型号的确定等[2]。
3.2 BIM技术在复杂幕墙工程设计中的具体应用方案
将BIM技术应用到幕墙工程设计中的具体方案流程为以下几个方面。
3.2.1 曲面设计
由于在复杂幕墙设计中会涉及诸多复杂的理论知识，设计理念难以通过二维图纸进行设计，尤其随着高层建筑结构的复杂性，使得工程曲面为参数化或者无规则，因此需要利用BIM模型的三维模型，尤其是可视化功能结合相关的设计参数构建虚拟模型，以此构建复杂幕墙的曲面设计模型[3]。
3.2.2 论证曲面设计方案
完成曲面模型方案之后需要结合相关数据对BIM模型進行细化，利用幕墙面板材质的不同对外立面进行分格作业。例如设计人员根据BIM模型对幕墙分割进行参数化控制，可以在保证设计理念的基础上对幕墙平面进行优化设计，以此降低建设成本。
3.2.3 幕墙系统建模
由于幕墙工程的设计需要考虑未来安装后期与相关电路管线的碰撞问题，因此通过BIM模型可以通过可视化功能对幕墙工程、机电工程、管道工程等进行碰撞试验，这样可以及时发现问题并及时解决。
3.2.4 深度建模
完成上述操作要求之后，需要按照相关的数据完成深度建模的要求，通过深度模型确保幕墙工程设计的准确性。
3.2.5 创建信息模型
在确定BIM模型后需要创建族文件，例如在Revit系统中所有图元都是以组为基本单位的，因此需要在系统内导入单元节点图，并且按照相关的技术规范要求调整尺寸后创建模型。之后在对明细表和板块进行优化，具体就是通过利用明细表对相关数据进行修改，确保数据的准确性。设计师要根据BIM模型计算工程量，确定幕墙施工材料的明细表。
最后基于BIM模型对其进行加工组装作业，通过应用相关软件进行加工图纸的科学构建，同时动画形式进行科学展现[4]。
3.3 BIM技术在复杂幕墙工程设计中应用的保障对策
基于BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用，为了保证应用效果，需要做好以下工作：
一是要加强BIM技术人才培养，尤其是培养复合型专业人才。将BIM技术融入到幕墙工程设计中离不开优秀的人才，因此在幕墙设计人才培养方面要加大BIM技术的融入，以此增强幕墙设计人员操作BIM技术的能力。幕墙设计公司要定期组织设计人员学习BIM技术的相关知识，通过校企合作的方式引进高素质的幕墙设计人才。
二是不断完善幕墙BIM工具软件。虽然BIM软件在复杂幕墙设计中发挥巨大的作用，但是根据调查目前BIM模型所提供的功能还难以全面满足复杂的幕墙设计要求，例如在幕墙收口部位其设计比较繁琐，目前我国的BIM模型还不能为其提供精准的设计辅助，所以我国要加大完善幕墙BIM工具软件的设计研发力度。
三是要加强宣传，提高BIM技术在幕墙工程设计中的应用。虽然我国一直强调应用BIM技术，但是毕竟其属于新兴事物，相关方面的人才数量不足，导致BIM技术在幕墙设计中的应用比例还不高，所以我国要加强宣传，提高幕墙设计单位应用BIM技术的积极性。
4 结语
总之，随着BIM技术的不断发展，在复杂幕墙工程设计中引入BIM技术不仅有助于提升幕墙工程设计方案的质量，而且还有助于推动绿色施工的实施。因此在复杂幕墙设计中要积极推广BIM技术，提升我国幕墙工程设计、施工的整体质量。
[参考文献]
[1]匡月.BIM技术在复杂幕墙工程设计中的应用[J].无线互联科技，2020（5）：150-151.
[2]谭玉玺.基于BIM技术的施工场地可视化布置与优化[J].中小企业管理与科技，2020（4）：189-190.
[3]朱卫.高层建筑幕墙工程中节能技术的应用[J].中小企业管理与科技，2018（2）：131-132.
[4]林锐彬.BIM 技术在幕墙设计中的应用[J].住宅与房地产，2019（8）：162.
（编辑 傅金睿）
