BIM技术在建筑幕墙设计中的应用研究

辜令聪

沈阳远大铝业工程有限公司

BIM技术在建筑幕墙设计中的应用研究

辜令聪

沈阳远大铝业工程有限公司

本文章以某项目为例，通过BIM技术的运用，并且有效的利用犀牛软件建立幕墙的立体模型，并且通过三维的环境中做好该项目的修改及相关设计工作，从而将很好的体现出了其技术的科学合理性与优秀的应用效果，这将对以后的异形建筑的幕墙设计工作有着很好的参考意义。

BIM 技术；幕墙；三维建模

前言

随着我国经济的快速发展与人们的生活水平不断的提升，人们对于建筑的要求也在不断提高，从而建筑行业在向前进步，其建筑技术的水平不断提升，施工技术的含量高与造型复杂以及外表美观的建筑与异形的建筑物也随之增多。因此本文将深入介绍在建筑幕墙的设计中如何更好的将BIM技术运用在建筑幕墙设计中以及介绍BIM技术的优势。

1、建筑幕墙设计

由于建筑形态的复杂性，给建筑幕墙的设计和施工技术提出了更高的要求，传统的二维软件无法满足类似这些工程的方案设计、放线定位，材料下单的要求，需要建三维模型去完成，于是BIM软件走进了视野。BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息化模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。幕墙工程BIM系统是以三维数字化技术为基础，在幕墙工程的设计、施工和运营各阶段集成项目的工程数据信息，从而实现幕墙工程全生命周期管理的过程及方法。

2、工程概况

本项目英文简称ITE，是某职业技术学校，占地面积约107600平方米，幕墙面积约105700平方米，建筑高度最高8层，高度为51.5m，包括行政楼(ADMIN)、礼堂及会议中心(AU-DITORIUM)、教学楼(SDM/SEIT/SBS/SEG)、以及屋面(飞檐铝板和穿孔铝板)。主要的幕墙系统为屋顶穿孔铝板飞翼、铝板幕墙、框架幕墙、单元体幕墙、shopfront、地弹门等。本文主要针对礼堂及会议中心的异型铝板幕墙的设计进行论述。

3、BIM 技术的应用

礼堂及会议中心的外形为弧形，总共约8100块1000*1000的框架铝板和框架玻璃，尤其转角和屋面弯弧位置，测量的准确性和材料的配套性直接影响现场的安装质量和施工进度。常规的二维制图很难满足工期、难度的要求，对比几种BIM软件的优劣点，设计人员决定采用犀牛软件进行三维建模、划分幕墙表皮分格。犀牛软件是一款基于NURBS的造型软件，具有非常强大曲面建造功能，可以在Windows系统中建立、编辑、分析和转换NURBS曲线、曲面和实体，不受复杂度、阶数以及尺寸的限制。犀牛软件跟其他BIM三维建模软件相比有以下几点优势：

3.1 与建筑工程制图最常用的AUTOCAD等软件有对接接口，可以互相导入，进行无缝搭接，具有良好的兼容性。

3.2 操作简单，容易上手，而且没有很高的硬件要求，在一般配置的计算机上就可以运行。

3.3 建模功能强大，且建模后误差很小，此误差在建筑单位级别中可以忽略不计(小于1mm)。

3.4 犀牛软件建模感觉非常流畅，它所提供的曲面工具可以精确地制作所有用来作为渲染表现、动画、工程图用的模型。

3.5 本身犀牛软件对建立好的NURBS三维模型还能进行曲率分析、对幕墙表皮板块划分、表皮划分等一系列幕墙加工图的放样辅助工作。

项目实际应用步骤：

第一步：将建筑师提供的定位点按公式自动生成线模型

第一步：由线模自动生成面板

第三步：导入CAD进行格式化标注，加网格等处理生成施工平面图

第四步：根据不同的构造类型以及尺寸大小对板块进行编号，再用lisp 程序导出每块铝板加工图所需要的长度、宽度、角度等数据。

4、BIM技术在本工程应用中有以下几点优势：

4.1 建筑模型的建立过程也同时变成是施工图和加工图的绘制的主要过程，任何建筑模型的修改，将直接反映在施工图和加工图上，真正意义上达到了设计、生产、安装的高度协同。犀牛软件参数化建立模型，可以完全反映幕墙的细节，幕墙的构件在模型上的表达也达到加工级别。

4.2 工厂加工方面，由于本工程特性，如采用传统CAD 出图方式，加工图数量会非常庞大，工厂需专人负责打图及核对图纸数量，这样增加人力、财力、物力，还容易出错。通过犀牛软件，结合独立开发的编程插件来定制适合幕墙工程批量，快速建模，出工艺图，出明细表，出数据等的逻辑功能，大大降低了每批加工图量，提高工厂工艺员效率，节约工厂成本。

4.3 材料采购方面，由于本工程的特性，铝板为双曲面铝板，加工难度大，加工周期比较长，通过Rhino软件参数化件建模出图，为了后续厂家加工预留足够时间，同时参数化模型大大提高了出图的准确性，给厂家加工带来很大连续性、避免图纸重复修改影响加工进度。

4.4 现场安装方面，三维模型的建立对于现场安装定位，提供精准坐标数据，通过坐标数据埋件定位控制在允许偏差之内，三维坐标点定位，异形铝板编号准确提供，现场安装施工进度得到了可靠的保证。

5、结束语

在当前的建筑幕墙设计工作中幕墙专用系统BIM在建筑幕墙领域有着重要意义，只有掌握BIM技术才能在竞争激烈的市场中得以长远的发展，建造绿色建筑是建筑行业中的每个人员共同的目标，也是建筑行业的责任之所在。

[1]陈继良，张东升.BIM相关技术在上海中心大厦的应用.

[2]任璆，戈宏飞.三维建模Rhinoceros软件在幕墙设计中的应用[J].机电工程技术.2010.(07)：164-167.