BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

董平榮

摘 要：當(dāng)前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們對(duì)于建筑物的要求不再只停留在建筑體的實(shí)用性以及安全性上，還越來(lái)越注重建筑體外觀的美觀程度，因此在許多設(shè)計(jì)師選擇在建筑體外圍修建建筑幕墻來(lái)提升建筑物的觀賞性。而由于建筑幕墻通常不只是一個(gè)結(jié)構(gòu)修建成，而是有多個(gè)結(jié)構(gòu)組合而成，因此這便增加了建筑幕墻的設(shè)計(jì)難度。在建筑幕墻設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以輔助設(shè)計(jì)師來(lái)完成一些較為困難的設(shè)計(jì)工作。下面，本文就BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑幕墻;設(shè)計(jì)工作;應(yīng)用研究

隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷成熟，BIM技術(shù)被不斷應(yīng)用于建筑行業(yè)，而在較為復(fù)雜的建筑幕墻設(shè)計(jì)工作中，BIM技術(shù)可以通過(guò)自身的功能來(lái)幫助設(shè)計(jì)師完成設(shè)計(jì)工作。并且當(dāng)設(shè)計(jì)師完成設(shè)計(jì)后，BIM技術(shù)還可以通過(guò)自身功能來(lái)完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而使建筑幕墻的設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

一、建筑幕墻的概述

在探討B(tài)IM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前，首先對(duì)建筑幕墻的內(nèi)容進(jìn)行概述。建筑幕墻是在人們的審美眼光不斷提升下所產(chǎn)生的一種新型建筑體，建筑幕墻又被稱(chēng)為懸掛墻，建筑幕墻通常作為建筑物外墻被修建在建筑物外圍，雖然建筑幕墻可以被看作建筑體的一部分，但是建筑幕墻結(jié)構(gòu)并不與建筑物之間有直接聯(lián)系，并且建筑幕墻并不承受來(lái)自建筑物的重量。然而也不乏一些以建筑幕墻為主體結(jié)構(gòu)的建筑物，如澳大利亞的悉尼歌劇院、法國(guó)埃菲爾鐵塔以及中國(guó)國(guó)家體育館鳥(niǎo)巢等。

建筑幕墻的結(jié)構(gòu)主要分為兩大部分，即面板和固定面板的支撐結(jié)構(gòu)。為了達(dá)到所需要的光學(xué)效果，面板的材料通常使用玻璃、鋁板、陶瓷板等反光材料，再利用一些設(shè)計(jì)手段，建筑幕墻可以呈現(xiàn)出明暗相間的立體視覺(jué)效果。建筑幕墻的支撐結(jié)構(gòu)則通常使用質(zhì)量較輕但是承重能力較強(qiáng)的鋼架結(jié)構(gòu)。而隨著建筑幕墻的使用越來(lái)越頻繁，建筑幕墻的種類(lèi)也在不斷增多，有平面建筑幕墻、曲面建筑幕墻、錐面建筑幕墻以及由多個(gè)面組成的異形建筑幕墻[1]。

二、建筑幕墻的設(shè)計(jì)要求

在對(duì)BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討前，首先對(duì)建筑幕墻的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行概述，從而更好地發(fā)揮BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)工作中的價(jià)值。

（一）國(guó)家對(duì)于建筑幕墻設(shè)計(jì)要求

隨著建筑幕墻的使用越來(lái)越頻繁，一些設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的建筑幕墻也出現(xiàn)在了城市中對(duì)人們的生命造成極大威脅，因此國(guó)家出臺(tái)了關(guān)于建筑幕墻的設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要遵守以下幾點(diǎn)基本規(guī)定：a.在建筑幕墻施工前，施工方必須接到詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙才可以進(jìn)行施工，而設(shè)計(jì)圖紙必須要有相關(guān)單位的審核，在施工時(shí)，施工方要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行施工;b.建筑幕墻的設(shè)計(jì)必須要符合城市規(guī)劃，建筑幕墻的材料要綠色環(huán)保，并且建筑幕墻的設(shè)計(jì)不能造成光污染;c.建筑幕墻的設(shè)計(jì)必須達(dá)到一定的抗震等級(jí)，并且要有防雷、防腐蝕措施d.建筑幕墻的設(shè)計(jì)必須要保證建筑體的安全性，并且建筑幕墻的承重能力必須在荷載之內(nèi)[2]。

（二）建筑幕墻設(shè)計(jì)的技術(shù)要求

建筑幕墻的設(shè)計(jì)不僅要符合國(guó)家有關(guān)基本規(guī)定，同時(shí)還要符合以下技術(shù)要求：a.建筑幕墻的表面要與其承重結(jié)構(gòu)的尺寸相對(duì)應(yīng)，從而保證建筑幕墻承重結(jié)構(gòu)的承重能力。其次，建筑幕墻的立柱標(biāo)高要與樓面標(biāo)高一致;b.由于建筑幕墻結(jié)構(gòu)并不在建筑體結(jié)構(gòu)內(nèi)，因此建筑幕墻要具備抗風(fēng)能力。除此之外，由于建筑體所用材料多為金屬材料，所要建筑幕墻還要具備防腐蝕能力以及耐撞擊能力;c.在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，建筑幕墻的橫梁、立柱、掛板所受的重量都必須在這些結(jié)構(gòu)的承重范圍內(nèi)。

三、BIM技術(shù)在建筑幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）可視化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)最大的功能便是可以通過(guò)三維數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容可視化，這一功能使得設(shè)計(jì)師可以不再局限于二維平面進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可視化功能可以幫助設(shè)計(jì)師之間更好的溝通。而利用可視化功能還可以實(shí)現(xiàn)建筑幕墻局部設(shè)計(jì)和整體布局的切換，從而減少在建筑幕墻局部設(shè)計(jì)中的誤差，避免建筑幕墻局部設(shè)計(jì)無(wú)法與建筑幕墻整體相結(jié)合。

（二）3D模擬碰撞檢測(cè)

在進(jìn)行建筑幕墻設(shè)計(jì)時(shí)，由于建筑幕墻的組成結(jié)構(gòu)較多，并且多為錯(cuò)綜復(fù)雜的排列方式，因此設(shè)計(jì)師需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行模擬碰撞檢測(cè)，解決構(gòu)建碰撞問(wèn)題。而B(niǎo)IM技術(shù)可以通過(guò)可視化功能進(jìn)行3D模擬碰撞檢測(cè)，在檢測(cè)時(shí)完全按照設(shè)計(jì)圖紙中的內(nèi)容進(jìn)行還原，再通過(guò)三維立體模型呈現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)師對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，防止在施工中一些軟碰硬、硬碰硬的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。

（三）BIM技術(shù)在材料選擇上的應(yīng)用

建筑幕墻的施工材料也決定了建筑幕墻的質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)師要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇最合適的施工材料，而在進(jìn)行該工作時(shí)，設(shè)計(jì)師要計(jì)算出各個(gè)部位的承重?cái)?shù)據(jù)，再選擇在此承重范圍內(nèi)的施工材料。而在這一工作中，如果使用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)可以直接根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容自行計(jì)算出各個(gè)部位以及節(jié)點(diǎn)的承重?cái)?shù)據(jù)，再?gòu)腂IM技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)中找出最合適的材料供設(shè)計(jì)師進(jìn)行選擇，這便極大節(jié)省了設(shè)計(jì)師的時(shí)間。

（四）5D工程造價(jià)檢測(cè)

5D工程造價(jià)檢測(cè)功能是在3D模擬碰撞檢測(cè)基礎(chǔ)上，對(duì)建筑幕墻的工程造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、預(yù)算。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，已經(jīng)將設(shè)計(jì)內(nèi)容儲(chǔ)存到了BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此在設(shè)計(jì)完成后，BIM技術(shù)可以直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中收集資料，并對(duì)建筑幕墻各部分結(jié)構(gòu)所需用到的造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最后給出預(yù)算結(jié)果。這在傳統(tǒng)的工程造價(jià)檢測(cè)工作中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只能通過(guò)人工收集數(shù)據(jù)并計(jì)算后才能完成，而人工得出的工程造價(jià)通常與實(shí)際造價(jià)有較大的偏差，因此失去了工程造價(jià)預(yù)算工作的意義[3]。

（五）6D綜合性能提升

BIM技術(shù)的6D信息模型主要是對(duì)綜合性能進(jìn)行分析，其主要的分析與提升內(nèi)容有：建筑幕墻的抗風(fēng)性能;建筑幕墻的抗震性能;建筑幕墻的空氣流通性能;建筑幕墻水密性能等，在這一過(guò)程中6D信息模型對(duì)建筑幕墻各個(gè)性能分析后，對(duì)于存在的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行優(yōu)化，并且使建筑幕墻的設(shè)計(jì)效益最大化。

（六）數(shù)據(jù)信息共享

BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，在設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)內(nèi)容檢測(cè)模擬完，再將設(shè)計(jì)內(nèi)容儲(chǔ)存到BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)師、施工方可以基于BIM技術(shù)搭建數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)，從而直接完成雙方甚至是多方間的溝通，以確保在設(shè)計(jì)或者施工中減少雙方之間的誤差，從而保證建筑幕墻質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著建筑幕墻的使用越來(lái)越廣泛，建筑幕墻的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越多，這便增加了建筑幕墻的設(shè)計(jì)難度，然而應(yīng)用BIM技術(shù)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅可以在極大程度上解決一系列難題，還會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而確保建筑幕墻的質(zhì)量及美觀效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣輝.BIM技術(shù)在建筑裝飾行業(yè)中的應(yīng)用障礙及案例分析[D].蘇州科技大學(xué)，2017.

[2]陳曉晴.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及子結(jié)構(gòu)分析方法研究[D].天津大學(xué)，2016.

[3]洪華玉.基于BIM的HP公司幕墻設(shè)計(jì)管理改進(jìn)研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2016.