摘要：隨著建筑幕墻行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計(jì)弊端逐漸凸顯，在設(shè)計(jì)、運(yùn)維及重復(fù)工作等方面都存在問題。對(duì)此，BIM技術(shù)三維曲面幕墻的出現(xiàn)引領(lǐng)了新的潮流，提高了建筑的集成性，讓信息得到共享。       

一、系統(tǒng)的簡介

（一）系統(tǒng)的簡單介紹

BIM系統(tǒng)技術(shù)不僅為設(shè)計(jì)行業(yè)提供便捷及可視化設(shè)計(jì)體驗(yàn)，也為建設(shè)方、施工方應(yīng)用。隨著幕墻事業(yè)的不斷發(fā)展完善，在幕墻設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用逐漸顯現(xiàn)出來，成為當(dāng)今時(shí)期的主流幕墻設(shè)計(jì)系統(tǒng)。對(duì)于BIM系統(tǒng)來說，它不是一種新型的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以說是計(jì)算機(jī)繪圖的第一批應(yīng)用系統(tǒng)，只是在以往的幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)用當(dāng)中我們并沒有將其合理的利用罷了。對(duì)于BIM設(shè)計(jì)系統(tǒng)，他的本質(zhì)工作就是在計(jì)算機(jī)中將建筑虛擬出來，是一種顯而易見的具有設(shè)計(jì)思維的數(shù)字化工程，所以說在計(jì)算機(jī)中的每個(gè)階段的設(shè)計(jì)都是BIM構(gòu)造環(huán)節(jié)，只是每一個(gè)階段的數(shù)字工程工作重心不同罷了。對(duì)于BIM設(shè)計(jì)系統(tǒng)，他的工作方式就是在計(jì)算機(jī)中各個(gè)階段中進(jìn)行信息的交流、傳遞，最終建立起建筑信息模型。對(duì)于建筑信息模型來說，他是建筑工程項(xiàng)目各種信息數(shù)據(jù)綜合而來的，具有可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化型以及可出圖性，能夠在各方面滿足建筑企業(yè)的要求，是建筑企業(yè)進(jìn)行工程項(xiàng)目的基本依靠。

（二）系統(tǒng)表現(xiàn)出的特點(diǎn)

1. 該系統(tǒng)具有基本的可視化特點(diǎn)

對(duì)于可視化一詞來說，從字面上的意思就可以看出該系統(tǒng)可以將建筑模型直觀、形象的展現(xiàn)在設(shè)計(jì)工程師的眼前，在實(shí)際情況中亦是如此，該系統(tǒng)的可視化特點(diǎn)對(duì)于建筑行業(yè)來說具有巨大的實(shí)用性意義。比如在實(shí)際施工中，如果只是利用施工圖紙，那么只能夠采用線條等繪圖手法在施工圖紙進(jìn)行表達(dá)，沒有視覺效果，如果利用該系統(tǒng)做出，就可以將該工程以虛擬的構(gòu)造形式直觀的展現(xiàn)在工程師眼前，相比之下，該系統(tǒng)的應(yīng)用具有一定的優(yōu)越性。

2.該系統(tǒng)具有基本的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

對(duì)于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)來說，協(xié)調(diào)性是非常重要的，在施工單位環(huán)節(jié)中、設(shè)計(jì)單位環(huán)節(jié)中以及業(yè)主環(huán)節(jié)中，協(xié)調(diào)性的保證是必須的。比如在以往的工程項(xiàng)目中，施工環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)一系列的問題，給工程的質(zhì)量與速度帶來不小的影響，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，還需要將所有有關(guān)人員組織起來進(jìn)行開會(huì)，尋找施工過程中發(fā)生問題的原因所在，再相繼的討論解決方法，對(duì)該問題工程進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)救，但是在這個(gè)過程中，對(duì)工程的不良影響已經(jīng)不可避免，也浪費(fèi)了大量的建設(shè)資源;比如在以往的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，很容易出現(xiàn)各個(gè)專業(yè)的工程師合作不到位的現(xiàn)象，出現(xiàn)各個(gè)專業(yè)的碰撞現(xiàn)象，并且這樣也只能夠在施工過程中體系出設(shè)計(jì)圖中的問題，問題一但出現(xiàn)就會(huì)給工程的質(zhì)量與進(jìn)度帶來不好的影響，就是之后解決掉這些問題，也會(huì)給工程帶來不可挽救的不良影響等，這些情況的出現(xiàn)都是由于各個(gè)單位之間沒有做到精密的配合，不具有基本的協(xié)調(diào)性，只能夠做到后知后覺，給工程帶來不可挽救的不良影響。在此，該系統(tǒng)可以對(duì)這些情況做到良好的處理，在工程項(xiàng)目的施工前，該系統(tǒng)可以在建筑信息模型上對(duì)施工中各種專業(yè)碰撞等問題做出模擬、做出協(xié)調(diào)，找出設(shè)計(jì)圖中的設(shè)計(jì)隱患，這樣就可以做到先知先覺，在施工前就可以將施工隱患解決掉，避免對(duì)工程產(chǎn)生不良的影響，具有一定的優(yōu)越性。

3．該系統(tǒng)具有基本的模擬性特點(diǎn)

對(duì)于該系統(tǒng)的模擬性，他不僅僅指的是對(duì)建筑物的模型進(jìn)行模擬，做出建筑信息模型與之對(duì)照，還可以對(duì)工程項(xiàng)目施工過程中實(shí)際操作的事物進(jìn)行模擬，也就是說，在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，該系統(tǒng)就可以在建筑信息模型上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

比如在建筑信息的模型圖上，可以進(jìn)行節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、關(guān)照模擬、熱傳導(dǎo)模擬和導(dǎo)模模擬等，也可以在招標(biāo)和施工階段中進(jìn)行三維模型以及發(fā)展時(shí)間的模擬，可以根據(jù)施工單位的數(shù)據(jù)信息對(duì)該項(xiàng)目工程進(jìn)行模擬施工，這樣就可以根據(jù)這些模擬信息合理的安排施工計(jì)劃等。

4．該系統(tǒng)具有基本的優(yōu)化性特點(diǎn)

對(duì)于工程項(xiàng)目的建設(shè)來說，整個(gè)建設(shè)過程，包括工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、工程項(xiàng)目的施工環(huán)節(jié)以及工程項(xiàng)目的運(yùn)營環(huán)節(jié)，都可以看成是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程。在此，雖然該系統(tǒng)對(duì)這些環(huán)節(jié)的優(yōu)化沒有實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，但是該系統(tǒng)可以對(duì)這些優(yōu)化過程做到基本的輔助工作，可以使得這些工作的做到更佳的優(yōu)化性。

該系統(tǒng)的優(yōu)化型，可以體現(xiàn)在工程項(xiàng)目中的信息上、復(fù)雜程度上以及時(shí)間上。

在實(shí)際工程中，如果能夠得到具體的時(shí)間信息，則可以更加合理的安排優(yōu)化信息;該系統(tǒng)可以為建筑工程提供全面的有效信息，比如幾何信息、物理信息、規(guī)則信息等，還可以為工程項(xiàng)目施工后的變化做出模擬；對(duì)于工程項(xiàng)目的復(fù)雜程度，當(dāng)今時(shí)期建筑物的復(fù)雜程度普遍比較大，工作人員很難做到全面的掌握，如果工作人員能夠合理科學(xué)的利用該系統(tǒng)，就可以全面的展示該工程的復(fù)雜程度，并且也可以為該工程的優(yōu)化提供各種復(fù)雜項(xiàng)目的優(yōu)化措施，為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供有效的信息，為工程項(xiàng)目的優(yōu)化做到充分的準(zhǔn)備等。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)對(duì)工程項(xiàng)目的優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

首先是工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，該系統(tǒng)可以將工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案和投資回報(bào)緊密的聯(lián)系起來，如果對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案做出修改也可以及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出對(duì)投資回報(bào)的影響。同時(shí)，在業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇環(huán)節(jié)上，業(yè)主也能夠避免只能夠?qū)ㄖ螤钭龀鲈u(píng)價(jià)的尷尬局面，可以更多的得到工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的具體參數(shù)，得到更多有效的選擇信息。其次是特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如在建筑信息模型中，樓群、幕墻、屋頂?shù)拳h(huán)節(jié)的異型設(shè)計(jì)都能夠做到詳細(xì)的檢查與觀摩，雖然這些內(nèi)容相對(duì)于整個(gè)建筑體系來說所占比例并不是很大，但是在投資占有率上、工作量上，往往都是占有很大比例的，并且這些內(nèi)容的施工難度也是非常大的，很容易出現(xiàn)施工問題，所以如果對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，就可以顯著的對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的優(yōu)化做出改進(jìn)與保障。

5．該系統(tǒng)具有基本的可出圖性特征

該系統(tǒng)的工作意義不是簡單為了給大家做出建筑工程師所設(shè)計(jì)的常見的建筑設(shè)計(jì)圖紙，而是要通過對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全面的信息檢查、工程項(xiàng)目的可視化展示、工程項(xiàng)目的模擬以及優(yōu)化后，整合出高精度的工程設(shè)計(jì)圖，比如綜合管線圖，綜合結(jié)構(gòu)留洞圖以及碰撞檢查、偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案等。

（三）該系統(tǒng)的工作目的

簡單的說，該系統(tǒng)的工作目的是將工程項(xiàng)目的建筑信息整體精確的顯示出來，將2D的設(shè)計(jì)圖紙利用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖侄无D(zhuǎn)化成3D建筑信息模型。當(dāng)然，該系統(tǒng)除了一些定義純數(shù)據(jù)以外，還可以對(duì)工程項(xiàng)目的施工流程、協(xié)同工作等工作環(huán)節(jié)制作數(shù)據(jù)模型，為工程項(xiàng)目建設(shè)過程中工作人員制定合理的協(xié)同工作原則。

對(duì)于該系統(tǒng)來說，BIM施工協(xié)同模型的建立是建筑行業(yè)發(fā)展的方向，可以對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)信息做到更加全面的顯現(xiàn)，可以對(duì)三維空間的BIM模型添加上時(shí)間信息以及成本信息，可以使工程施工單位能夠更好的優(yōu)化施工過程，編制施工管理體系，做到工程造價(jià)以及資源利用的精密性。在此要注意，3D模型的主要工作意義就是為了施工單位統(tǒng)計(jì)物質(zhì)資源的準(zhǔn)確信息，避免施工過程中的施工沖突。

二、BIM與三維曲面幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）三維曲面幕墻構(gòu)件的參數(shù)設(shè)計(jì)

三維曲面幕墻的參數(shù)化設(shè)計(jì)是多多種構(gòu)件的組合設(shè)計(jì)，而非傳統(tǒng)建筑信息模型中的視覺構(gòu)件。BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三維曲面幕墻設(shè)計(jì)的信息化和數(shù)字化，即在三維曲面幕墻設(shè)計(jì)中，BIM可以對(duì)已經(jīng)建立的三維曲面幕墻的構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，為滿足設(shè)計(jì)要求，BIM對(duì)其各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變構(gòu)件形體的變化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件參數(shù)的形式化模擬，如可以模擬一些非幾何屬性，其中包括材料的傳熱系數(shù)和強(qiáng)度、構(gòu)件的造價(jià)以及受力狀況等。

（二）三維曲面幕墻構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)

BIM在實(shí)現(xiàn)三維曲面幕墻構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，如何對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行建立聯(lián)系，加以控制，則即是構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。BIM對(duì)三維曲面幕墻構(gòu)件關(guān)聯(lián)性的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)隨著構(gòu)件參數(shù)的改變而自動(dòng)更新，即在幕墻工程師對(duì)某個(gè)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行修改時(shí)，如分格數(shù)值的改變，所有具有關(guān)聯(lián)性的構(gòu)件，如墻、柱、門以及窗等都會(huì)隨之發(fā)生變化。

（三）三維曲面幕墻的建筑形體設(shè)計(jì)

BIM系統(tǒng)幫助幕墻工程師實(shí)現(xiàn)了對(duì)幕墻構(gòu)件的參數(shù)化和關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)，推動(dòng)了三維曲面幕墻設(shè)計(jì)的信息化和自動(dòng)化。建筑形體設(shè)計(jì)則是在各個(gè)構(gòu)件的相互組合和匹配。幕墻工程師可以通過BIM系統(tǒng)對(duì)建筑形體進(jìn)行參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，即通過定義構(gòu)件驅(qū)動(dòng)建筑形體設(shè)計(jì)。BIM中的revit模型幫助幕墻工程師實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑圖、結(jié)構(gòu)圖的完美匹配，甚至可以直接銜接建筑曲線到玻璃線，大大推動(dòng)了三維曲面幕墻設(shè)計(jì)的精度。

三、結(jié)束語

綜上所述，BIM與三維曲面幕墻的設(shè)計(jì)相結(jié)合的系統(tǒng)，可以更加直觀的為業(yè)主、施工單位展示建筑工程的相關(guān)信息，可以為工程項(xiàng)目的實(shí)施做到整體的優(yōu)化，可以說是具有非常大的優(yōu)越性的，所以在此希望各位建筑設(shè)計(jì)師，能夠合理、有效的利用、開發(fā)該系統(tǒng)，有效的保證建筑工程的合理開發(fā)、合理建設(shè)。