BIM在商业建筑幕墙设计中的应用方法探究

严志伟

(格构建筑幕墙设计(上海)有限公司，上海 210801)

1 BIM技术的概念与特征

1.1 BIM技术的概念

BIM技术诞生于1975年，由美国一个博士提出，BIM技术是基于工程信息数据来创建模型的三维模型，通过数字信息数据能够模拟出建筑的实际特征。BIM技术在应用3D技术的基础上分析所有信息数据，并完成对数据模型的构建。BIM技术建筑领域的应用尤其广泛，将它运用于建筑领域中，不仅可以在建筑结构、幕墙设计等前期设计中加以运用，还能够将它运用于施工环节、运营与管理环节、后期维护等多个环节中，在建筑幕墙的设计中，它的运用实现了对各种数据的数字化转换，并可以通过可视化技术进行三维展示，为幕墙设计等各项建筑设计工作带来了极大的帮助。BIM技术的应用，可以提升工作效率，节省施工成本，有效促进了建筑行业的可持续发展。

1.2 BIM技术的特征

BIM技术特征为：①数据的结合性特征，BIM技术是一个将建筑工程的前期数据进行整合的过程，这些信息都具有及时性、准确性高的特点；②数据的共享特征，在建筑施工过程中，建筑模型是存在于不同施工期和不同项目的工作人员之中的，要保障模型在不同时期不同工作人员使用中的一致，BIM技术必须要具备数据共享性，实现项目信息的完整共享；③全周期性，BIM技术提供的信息能够运用于建筑项目施工的各个阶段，包括前期建立阶段、中期运用阶段以及后期维护阶段；④全面应用性特征，在一个施工项目中，不同的施工阶段参与施工的人员及其施工方式都是有差异的，BIM技术的运用能够保证数据信息在各个阶段中应用的全面性，能够为不同时期不同人员提供准确完善的施工数据信息。

2 BIM技术的应用

2.1 BIM技术在我国的应用情况

BIM技术的应用在西方国家的应用广泛，我国建筑中对其的应用还比较浅薄，尚有很多需要改进的地方。总体而言，我国相关人员已经对BIM 技术有了一定的掌握，很多施工企业也在施工中加大了对BIM技术的运用力度，说明我国对BIM技术的运用有一定的重视度。但不可否认的是普及率还不足，虽然BIM技术已经在我国很多建筑施工项目中得到了运用，但应用率还是不高。随着建筑需求的不断增加，在很多复杂度高、面积大的建筑设计中都需要用到BIM技术，这也催生了很多BIM技术企业的诞生，可见，BIM技术在我国的应用将会越来越成熟、越来越广泛。

2.2 BIM技术在商业建筑幕墙设计中的应用优势

随着经济的发展，我国建筑在外观上的需求开始增加，很多建筑对外观的设计要求较高，特别是大型商业建筑的幕墙设计更为复杂、难度更大，传统二维模型设计无法满足这些施工项目的外观设计需求，所以BIM技术在幕墙设计中的应用一开始是为了应对设计较为复杂的设计项目。BIM技术的三维特征，能够实现对前期数据的模型建构，还能做到对幕墙板块分格的模拟。因此，相较于传统二维模型设计，BIM技术在商业建筑幕墙设计中的优势更为突出，主要体现为以下几点。首先，能够实现设计理念到模型的转换。很多设计师在进行幕墙设计时，设计理论较强，但无法直接用图像对设计理念进行展示，但基于BIM技术的设计能够帮助设计师做到设计理念向设计模型的转换，能够更加真实立体地对设计师的想法加以展示；其次，有利于设计方案的优化，BIM技术的运用，能够帮助设计师根据数据完成对幕墙设计模型的建构，同时也能帮助设计师通过模型找到自己设计方案中存在的不协调不合理等问题，在优化方案上能够给出更为直接的帮助；最后，能够保证幕墙设计运用的准确性，在设计图的施工过程中，工作人员可能会对设计方案进行调整更改，这很可能会影响设计理念与建筑特性，BIM技术的运用能够通过加工和定位的方式确保不被随意更改，有利于保障设计的准确性。

3 BIM技术在商业建筑幕墙设计中的应用

1)应用BIM技术深化幕墙设计项目的设计思路。一般而言，幕墙设计图纸不可能一步到位，需要多次的调整与修改之后才能用于实际施工，但多次的修改和调整会极大地影响工程效率，降低设计方案修改和调整的频率和次数，对于提高设计效率和施工效率具有重要意义。因此，加强对设计思路的深化非常重要。幕墙施工中钢结构构件的加工和制作是非常重要的施工环节，要深化设计思路应重视对钢结构BIM平台的建构，在实际的设计过程中，需要利用BIM平台对钢结构设计中的每一根构件的加工与制作环节进行可视化处理，例如材料选择、螺栓型号确定、节点设计等，对钢结构构件的加工与制作过程进行可视化模拟，分析其中需要进行改进的地方，最终得出最合理的设计方案。BIM技术还能用于幕墙设计中其他多种项目设计思路的深化环节，能够有效提高各个设计项目设计思路的有效性，有利于后续幕墙施工的顺利进行。

2)应用BIM技术完成对幕墙分项工程设计项目方案规划的优化。在幕墙设计中，项目方案规划是保障幕墙设计与幕墙施工准确性的重要内容，特别是在大型商业建筑的幕墙设计过程中，项目方案的规划尤为重要。通常而言，幕墙项目方案可分为顾问方案设计和施工投标方案设计两种，项目方案的规划不仅需要建筑师的参与，还需要幕墙设计师的参与，目的在于在建筑方案的制定中结合一些幕墙设计师的专业建议，并解决一些幕墙设计中的专业问题。在设计要求更为复杂的商业建筑幕墙设计中，更需要幕墙设计师参与到幕墙外形设计、功能保障、投资价值评估等环节中，幕墙设计师能够给建筑师很多在建筑外形美观设计上的建议，保障幕墙规划与建筑规划以及架构规划之间的统一和谐，以保证商业建筑对于外观美的追求得到满足。在这一阶段中，幕墙设计师可以利用BIM技术构建三维模型，把商业建筑幕墙设计项目中的幕墙设计方案转换为三维图形，为建筑师的施工规划提供参考，同时能够对招标书的编写提供帮助，也为后续幕墙施工及装配制作提供重要的参考作用。

3)应用BIM技术实现商业建筑幕墙设计工程中的数据共享需求。商业建筑幕墙设计的复杂度更高，因此，需要多个幕墙设计师共同完成设计，对实施结构计算、技术分析、特性指标分析等设计工作进行分工完成，如果设计项目处于顾问方案阶段，幕墙设计师还需要与相关顾问、建筑师等专业人员进行合作。可见，在幕墙分项工程设计中，必须要做到各种数据信息的统一，且需要保障数据共享的速度和效率。而要达到这一要求，就需要用到能够进行统一调度、能够多方共享使用的设计信息库，以此保障多个设计师之间设计信息共享的速度与准确性。BIM技术中包含巨大的信息量，能够保证后台数据库中数据的共享，因此，BIM技术在信息共享上的优势特征能够保证在幕墙分项工程设计流程中各个设计师之间、建筑师之间的信息共享与统一，相较于传统设计模型，能够更好地完成对设计流程的优化。

4)应用BIM技术完成商业建筑幕墙设计工程综合性能的提升。BIM技术在商业建筑幕墙设计中的应用，不仅能够实现设计前期与设计过程中各项工作的优化，还能够运用其6D模型实现对设计综合性能的分析与提升，能够有效保障幕墙设计的综合效果。在幕墙设计尤其是商业建筑的幕墙设计中，不仅要满足建筑对外观外形的需求，还需要保障建筑对抗震、抗风等综合性能的追求。通过利用BIM技术的6D模型能够做到对幕墙设计综合性能的分析，主要内容有：①BIM技术的6D模型能够对幕墙的抗风性能进行分析和探究；②能够对抗震能力进行模拟检测；③能够对商业建筑幕墙设计完成后建筑内部空气流通情况进行模拟实验；④能够对幕墙设计的水密性进行模拟实验；⑤能够对幕墙设计与相关建筑规范要求的吻合度进行检验；⑥通过多种性能、多方面的实验检测，能够保证幕墙设计效果能够达到建筑综合效益的最大化。因此，在商业建筑幕墙设计中应用BIM技术能够对设计结果的综合性能及综合效益进行模拟检验，能够为幕墙设计师根据实验结果调整设计方案，确保商业建筑幕墙设计能够使得商业建筑的综合效益达到最优化。

5)应用BIM技术实现对商业建筑幕墙设计管理流程的优化。相较于其他设计技术，BIM技术最大的优点在于能够实现对信息的横向与纵向传输，能够有效保障整个设计项目中各个分项之间的信息流通与协作。在设计难度更高的商业建筑幕墙设计中，多个专业交叉的情况是非常常见的，所以在设计项目中会存在管理难度大的问题。因此，加强对设计过程中各专业协作管理就非常重要了。利用BIM技术的协作设计能够将技术以及管理中的风险体现出来，能够有效地降低设计工程中在技术及管理方面的风险因素对幕墙设计的影响，以此提升设计及施工的效率，提高建筑工程的附加值。BIM技术在项目技术数据上的管理优化，主要体现在幕墙方案图设计以及施工图设计的协调上。在大型商业建筑的施工设计中，需要建筑师与幕墙设计师的合作，这说明需要施工方与设计方达成良好的合作关系，才能保障工程设计与施工的顺利。当建筑师对建筑幕墙的类型、作用、技术数据等专业知识不了解时，就需要听取幕墙设计师对这些问题进行分析和处理，并给出对应的数据支持。但将传统的管理方式运用于商业建筑的幕墙设计中，会存在精确度不高、效率低等问题。利用BIM技术能够将各个专业的设计信息进行融合，并通过授权确保各个专业的设计师都能够同步对模型数据的更新，能够处理幕墙设计工程中的自己专业的问题，既保证了幕墙设计中各个专业设计师之间的交流，又保证了信息传输的速度与准确性。

4 结束语

在社会经济飞速发展的时代中，城市化进程趋势越来越明显，建筑行业的发展前景也值得期待，随着建筑要求的增加，设计与施工的难度都会随之而增加。幕墙设计作为现代建筑设计中的重要组成部分，对它的设计需求也在逐渐增加，加强对商业建筑的幕墙设计技术的研究，一方面体现了现代建筑设计中设计技术的发展，另一方面也意味着城市建设文明处于不断发展的过程中，建筑幕墙设计的重要性不容小觑。BIM技术在建筑幕墙计中的应用，能够为设计人员建构一个更直观、更清晰的设计模型，在提高设计效率以及设计水平方面发挥着重要作用。在对BIM技术的应用上，需要充分结合其优势和特点，并与实际设计需求相结合，确保设计方案的合理性，确保能够满足设计与建筑要求。

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