刘峰
深圳市三鑫科技发展有限公司
一、引言
传统的幕墙设计模式在设计质量受限于思维的模式、软件、硬件等各方面的约束已经遇到了瓶颈，很难有大幅度的提升。要想大幅度的提高幕墙设计水平和服务质量，就需要另辟蹊径，寻求新思维和软件硬件的应用。当代社会“BIM（建筑信息模型）”的兴起，正好能帮助幕墙设计师越过这个瓶颈，大幅度提高幕墙设计质量及水平。一千个读者一千个哈姆雷特，不同的人、不同的角度对BIM都有着不同的理解。结合我们院的工程案例浅谈下BIM在幕墙设计中的应用。
二、幕墙设计中运用BIM的根本目的。
BIM本身是一个很泛化的概念，存在于建筑物完整的运营周期中，不用的阶段有不同的目的。BIM在幕墙设计阶段根本目的，就是大幅度的提高幕墙设计质量，更好配合各相关方完成好建筑工程。BIM可以在沟通表达、设计技术验证、图纸质量等各个方面提高幕墙设计质量，从而实现突破传统CAD二维幕墙设计的瓶颈，从多个方面提高幕墙设计的质量。
三、BIM在幕墙初步设计方案阶段中的应用。
1、高效率建模、快速的模型调整修改。传统的建模，一般就是简单几何拉伸，进行几何体中的布尔运算。模型不便于修改。而利用BIM建模思维和软件建立的模型是由参数驱动，方案调整后只需改变模型中的“族”和对应参数就能完成模型的修改，避免了反复模型重建。我院在中山大学?深圳建设项目幕墙初步设计方案中，大多数模型模型是由Grasshopper、revit、Digtal project软件参数化建模完成。使得模型、修改、调整很方便、效率很高。
2、可视化沟通、动态的初步设计方案汇报。传统的幕墙汇报，大多是静态的效果展示。而利用BIM进行汇报，沟通效率更高效、高质。在中山大学?深圳建设项目中，我院利用revit完成陶砖方案建模、导入CATIA Composer使用现有三维模型应用数据，简单、高效生成高质量设计技术交流成果，将不同的步骤模型视图汇总在一个应用程序当中，生成分解动画，沟通效果相对与传统的模型、效果图方案沟通，信息量更丰富，沟通也更加形象生动，竞争力更强。
3、更丰富的图纸表达形式、高质量的图纸。BIM软件和思维的应用，可以使我们图纸表达方式更多样，有了BIM模型，利用相关软件，我们可以轻松完成各种效果图、示意图和演示动画演示的制作。同样在中山大学?深圳建设项目中，各种视角效果图、示意图、简单动画，都是由BIM模型高效、快速生成。相对于传统的CAD三维示意图，制作更简单，并且富有创意。
图四：BIM相关软件完成中山大学?深圳建设项目的初步设计方案图纸
四、BIM在幕墙施工图设计中的应用
1、强大异性幕墙处理能力，近年来，随着技术的发展，异性幕墙日益增加。异性幕墙也给幕墙设计施工带来巨大的挑战。传统的二维图纸已经无法清晰的表达设计意图。BIM在异性幕墙的优势尤为明显，能够轻松的分析、重建并优化异性幕墙表皮。在三维环境下完成幕墙设计，快速完成幕墙基础建模，与其他单位模型完成碰撞检测。
我院在汕头文化中心幕墙设计中，利用Digtal Project对幕墙表皮进行分析，发现幕墙表皮存在大量的异性铝板。在发现问题后与建筑师密切沟通，优化外幕墙表皮模型，减少异形铝板，并最终完成幕墙表皮的重建。利用参数化、简单语言编程进行幕墙基础建模、紧密的配合该项目相关方高质量的完成了该项目。
2、提供优质幕墙信息支持及设计技术验证。现在BIM系列软件，包括主流的revit、Digtal project都能实现快速化的建模工作，信息量的导出、生成工程量清单，并且能导出高质量的图纸。在厦门鹭城广场幕墙工程幕墙设计中，全过程REVIT输出。实现了REVIT三鑫标准化的制图、玻璃型材、辅材、铝合金型材的统计。建立了完整幕墙信息化模型，可以进行室内、室外效果图的渲染。并在三维环境下，验证了单元板块的气密性、水密性的设计。
图九：利用模型导出的标准竖剖及各个构件信息统计表
3、逐渐改变幕墙施工图设计思维习惯，更高质量完成幕墙设计。当你更熟悉BIM思维和成体系的软件，BIM能更高效率建立信息模型从而完成幕墙设计，改变二维图纸沟通和设计习惯。利用信息模型完成从设计沟通、优化、出图、辅助施工等一个完整过程，从而提高幕墙施工图的设计质量。在深中通道人工岛幕墙设计案例中，我们减少二维设计思维。大量的沟通演示都是采用Digtal project和fuzor 三维方案沟通动画演示，取得了良好效果。
图十：利用FUZOR深中通道人工岛幕墙设计方案设计沟通
在确定外幕墙效果后，我们再开始幕墙深化设计，因为外幕墙为异性幕墙，每个板块大小、角度都不一样，但存在一定逻辑关系，我们利用GH+Digtal project配合、参数化建模，高效的完成了幕墙表皮重建。再用生成的表皮模型导出定位剖面，进行节点深化，在根据节点设计反过来调整BIM模型，完善的BIM模型，导出幕墙设计所需视图图纸，简单处理后最终出图。并且利用最终模型完成效果图的渲染，更贴近实际。
五、总结
因此，BIM沟通与表达、设计技术验证、设计图纸质量等方面相比传统的幕墙设计方式有强烈的技术优势，可以突破现阶段的瓶颈，极大提高幕墙设计的质量。除了上述项目，我院还在宝能金利通中心、横琴商服中心、中冶口岸大厦等项目进行BIM在幕墙设计中的实践应用。可以说是多点开花，从初步方案设计、施工图设计等各个方面进行技术的探索和创新。但也暴露的一些缺点，BIM幕墙设计体系还有待探索和完善、BIM设计人才缺乏、设计师利用BIM的思维和意识不够。因此，加大BIM人才的培养力度、利用BIM体系去完成幕墙设计，培养设计师的BIM思维意识，这些都是我们设计院团队需尽快完善和加强的。在当今大数据化、信息化的驱动下，BIM技术的革命必将会更快、更深入的影响建筑工程领域。未来的幕墙设计也必将由二维转向三维，设计信息也将会更全面化、更透明化，BIM也必将成为幕墙设计中不可或缺的一部。
论文作者:刘峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：幕墙论文; 模型论文; 建模论文; 图纸论文; 表皮论文; 质量论文; 中山大学论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;