吳姝芳

（福建省建筑設(shè)計研究院有限公司,福建 福州 350001）

1 建筑外立面幕墻特點

建筑外立面幕墻是由面板與支承結(jié)構(gòu)組成的具有完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它在其自身的平面內(nèi)能夠承受較大的變形，或者對于主體結(jié)構(gòu)講，能夠有足夠的位移能力;它屬于不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載以及作用的圍護結(jié)構(gòu)[1]。幕墻一般由玻璃、面板、鋁板、陶瓷板石板等與后面的支承結(jié)構(gòu)鋁橫梁立柱、玻璃肋以及鋼結(jié)構(gòu)組成。此外墻系統(tǒng)支承在主體結(jié)構(gòu)上，普遍包封主體結(jié)構(gòu)。因為面板間有寬縫存在，面板和橫梁立柱之間的連接有活動能力。若是幕墻運用搖臂、螺栓以及彈簧機構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)進行連接，則能夠在兩者間存在較大位移[2]。

2 建筑幕墻設(shè)計在建筑外立面設(shè)計中的意義

2.1 能更好地展示整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)特點

一般來說在整體建筑的設(shè)計前期，我們就會充分的考慮到整體建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果。整體的建筑設(shè)計不但要滿足人們對建筑的實際居住需求，更要能夠很好地體現(xiàn)出現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保的生活理念[3]。因此，這就要求設(shè)計人員在建筑立面外設(shè)計的過程中，要充分地考慮到整體的建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員在設(shè)計幕墻的過程中，也必須要充分地考慮到建筑整體之間的協(xié)調(diào)性。對于整體建筑細(xì)節(jié)的凹凸部分，做整體結(jié)構(gòu)的外觀，有時候很難達到實際理想的設(shè)計目標(biāo)，因此我們可以對建筑外立面進行幕墻設(shè)計，幕墻設(shè)計可以很好的緩解整體與細(xì)節(jié)之間設(shè)計的矛盾沖突，使整體建筑結(jié)構(gòu)達到一個完美的建筑整體[4]。幕墻的設(shè)計不但達到了實際整體建筑結(jié)構(gòu)的要求，還能夠最大程度的美化建筑外立面。

2.2 幕墻設(shè)計能夠更好展示美觀與功能使用的完美結(jié)合

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會的不斷進步，因此人們對于現(xiàn)在的居住環(huán)境也有了更高的要求?，F(xiàn)代化建筑不僅要滿足經(jīng)濟實用的居住特點，而且應(yīng)該體現(xiàn)舒適美觀的居住環(huán)境。隨著我國現(xiàn)代化科技的不斷進步，在建筑幕墻的設(shè)計過程中引用了許許多多的先進的設(shè)計理念，在我國目前建筑行業(yè)中，建筑外立面的設(shè)計已經(jīng)成為建設(shè)單位與業(yè)主的重點關(guān)注項目。因此，要求設(shè)計師在對建筑外立面進行設(shè)計時，必須要充分的考慮到業(yè)主的基本功能要求，應(yīng)在滿足基本要求上，利用創(chuàng)新的思維進行將當(dāng)前主流的色彩元素應(yīng)用到建筑外立面的設(shè)計中[5]。還用精準(zhǔn)的把控設(shè)計細(xì)節(jié)，從而使整體建筑達到最大程度的美觀性。通過對建筑外立面的設(shè)計，更好地融合整體建筑的實際使用效果與現(xiàn)代化的美觀效果，從而更好地體現(xiàn)出整體建筑的現(xiàn)代化藝術(shù)性美感。

3 BIM 技術(shù)在建筑外立面幕墻設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM 技術(shù)其實是包含物理特征和功能特征的信息模型應(yīng)用到建筑項目工程中，可提供共享信息和數(shù)據(jù)來進行相關(guān)決策，BIM 技術(shù)包含了從建筑項目設(shè)計初期直到各工程項目結(jié)束的全部施工過程。必須要滿足以下前提條件才可以實施BIM 技術(shù)：要求各施工單位需要在項目進行的不同階段給出共同的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行協(xié)同合作，各施工單位應(yīng)共享數(shù)字化模型來加強各單位的協(xié)同合作。

3.1 BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)計智能化

智能化設(shè)計是我國目前建筑外立面幕墻工程設(shè)計的主要發(fā)展方向，隨著我國科技的不斷進步，智能化設(shè)計更能滿足我國現(xiàn)代建筑工程的發(fā)展需求，另外，智能化也必將是未來現(xiàn)代化建筑工程發(fā)展的必然趨勢[6]。為了能夠更好地實現(xiàn)我國智能化建筑工程的目標(biāo)，BIM 技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了我國建筑外立面幕墻設(shè)計中，在BIM 技術(shù)中所應(yīng)用的三維立體技術(shù)，BIM 技術(shù)中的三維立體技術(shù)就是通過三維建模的方式來對建筑物外立面幕墻進行科學(xué)的設(shè)計與構(gòu)建，BlM 技術(shù)可以讓相關(guān)的建筑設(shè)計人員能夠自動地得到建筑相關(guān)所需要的數(shù)據(jù)以及圖形，從而能夠更好地提升我國建筑外立面幕墻設(shè)計的效果和建筑的整體設(shè)計質(zhì)量，這就是BIM 技術(shù)在我國現(xiàn)代化建筑中最為顯著的優(yōu)勢。例如，BIM 技術(shù)可以讓我們對建筑外立面幕墻設(shè)計進行模型構(gòu)建時，如果感覺建筑的某處設(shè)計不夠科學(xué)合理要對其進行修改時，那么，BIM 技術(shù)的應(yīng)用就能夠使系統(tǒng)對其他的建筑設(shè)計根據(jù)之前的修改內(nèi)容進行自動修改，就省去了設(shè)計人員對相關(guān)設(shè)計對象逐一修改的麻煩，也能夠更好地避免出現(xiàn)修改對象的遺漏，因此，BIM 技術(shù)能夠在很大程度上提升建筑外立面幕墻設(shè)計的效率與整體的設(shè)計質(zhì)量[7]。

3.2 BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)計可視化

在我國建筑工程中安全一直是最重要的，居民的人民生命財產(chǎn)安全與建筑工程的施工質(zhì)量有著密不可分的關(guān)系。我們應(yīng)采用科學(xué)合理的設(shè)計以及施工手段，對建筑外立面幕墻進行施工建設(shè)，這樣才可以更好地保障建筑外立面幕墻的施工質(zhì)量，提高建筑外立面幕墻的整體安全性能，才能夠避免出現(xiàn)后期返工現(xiàn)象的發(fā)生。在我國建筑外立面幕墻設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)時，工程的實體可以運用3D 圖形來進行體現(xiàn)，為了能夠讓我們更好地發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中所存在的錯誤以及不合理之處，我們可以通過3D 圖形來模擬建筑工程實體，這樣可以更好地實現(xiàn)建筑外立面幕墻設(shè)計的可視化，另外，在進行建筑外立面幕墻設(shè)計時我們還可以通過BIM 技術(shù)對現(xiàn)場施工流程進行模擬的演示，這樣可以更好地保障建筑項目施工標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性，更好地提高建筑外立面幕墻施工的科學(xué)準(zhǔn)確性和建筑項目的整體安全性[8]。

3.3 BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計

進行科學(xué)合理的建筑外立面幕墻設(shè)計，可以更好地保障整個建筑工程項目的設(shè)計質(zhì)量，并且在進行建筑外立面幕墻設(shè)計的過程中，可以應(yīng)用BIM 技術(shù)實現(xiàn)個建筑對象的協(xié)同設(shè)計，并且我們可以利用BIM 技術(shù)在同一座建筑模型中將我們所需要的所有相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息進行科學(xué)合理的整合，并且各建筑施工單位也可以根據(jù)施工的具體需求提取相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用BIM技術(shù)還能夠在建筑外立面幕墻設(shè)計的不同階段刪減或添加部分設(shè)計內(nèi)容，使設(shè)計方案不斷的完善。并且在實現(xiàn)建筑外立面幕墻的施工過程中，相關(guān)設(shè)計人員必須要根據(jù)實際的施工情況科學(xué)合理的對幕墻的設(shè)計結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，例如，在幕墻中調(diào)整一個窗戶的形狀，BIM 技術(shù)就可以對整個系統(tǒng)中的模型的相同類型的窗戶進行自動調(diào)整，因此，整個建筑外立面幕墻的設(shè)計美觀性以及協(xié)同性得到了更好的提升[9]。

4 BIM 技術(shù)在建筑外立面幕墻設(shè)計中的具體應(yīng)用

4.1 應(yīng)用 BIM 技術(shù)進行曲面設(shè)計

在進行建筑外立面幕墻設(shè)計的過程中，設(shè)計人員經(jīng)常會遇見建筑外立面幕墻曲面的設(shè)計，由于曲面設(shè)計理論性較強，因此給建筑外立面幕墻設(shè)計帶來了很大的難度。目前，我國進行外立面幕墻曲面設(shè)計過程中，大多都利用參數(shù)化和無規(guī)則特征來進行設(shè)計，但是由于我國傳統(tǒng)的設(shè)計軟件功能較為單一，不能夠滿足現(xiàn)在人們對于建筑外立面幕墻的曲面設(shè)計需求，對建筑物外立面幕墻無法進行科學(xué)合理的繪制，更不可能達到對建筑外立面幕墻的深入設(shè)計。BIM 技術(shù)中的三維功能可以更好地解決我們這一設(shè)計難題，三維功能可以根據(jù)建筑物外立面幕墻曲面設(shè)計理念對建筑物進行模擬，利用模擬的建筑模型使抽象的設(shè)計理念呈現(xiàn)出來，這樣能夠更好地讓設(shè)計人員對建筑物外立面幕墻曲面進行設(shè)計，從而能夠更好地體現(xiàn)出BIM技術(shù)在我國現(xiàn)代化建筑設(shè)計中的優(yōu)勢。

4.2 應(yīng)用 BIM 技術(shù)進行幕墻系統(tǒng)建模

在我國建筑外立面幕墻設(shè)計過程中最重要的一個環(huán)節(jié)就是對幕墻系統(tǒng)建模，在進行建筑外立面幕墻系統(tǒng)建模時，設(shè)計人員必須要根據(jù)建筑外立面幕墻的設(shè)計圖紙快速地進行模型搭建，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以對建筑外立面幕墻實體進行直觀的展示，可以更好地使設(shè)計人員完成建筑外立面幕墻系統(tǒng)建模[10]。此外，應(yīng)用BIM 技術(shù)也可以讓設(shè)計人員對其他的建筑模型進行技術(shù)整合，對建筑外立面幕墻設(shè)計不合理的地方進行科學(xué)合理的調(diào)整，還可以對建筑的鋼結(jié)構(gòu)以及機電建筑進行檢測，從而提高建筑的整體安全性。我們還可以應(yīng)用BIM技術(shù)快速的創(chuàng)建建筑三維模型，也可以應(yīng)用三維模型進行碰撞檢查，這樣可以使我們及時地發(fā)現(xiàn)建筑所存在的問題，并且根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的問題采取科學(xué)有效的辦法進行解決，從而更好地保障了建筑工程的整體施工質(zhì)量和工程效率。

4.3 應(yīng)用 BIM 技術(shù)進行深度建模

建筑外立面幕墻設(shè)計成功的關(guān)鍵步驟就是深度建模，深度建模也是BIM 技術(shù)的施工方式。進行深度建模的過程中，設(shè)計人員可利用BIM 技術(shù)制作建筑的模型和節(jié)點圖。幕墻制作公司必須按照自動建模圖紙數(shù)據(jù)嚴(yán)格地對幕墻進行生產(chǎn)以及現(xiàn)場安裝，從而更好地滿足建筑外立面幕墻的外形設(shè)計要求。

4.4 應(yīng)用 BIM 技術(shù)創(chuàng)建信息模型

在建筑外立面幕墻設(shè)計中創(chuàng)建信息模型也是非常重要的內(nèi)容，組建信息模型也是BIM技術(shù)的主要施工途徑。創(chuàng)建信息模型主要分為以下四個步驟：(1)對族文件進行創(chuàng)建；(2)對所創(chuàng)建的明細(xì)表與設(shè)計板塊進行細(xì)化及優(yōu)化的處理；(3)應(yīng)用BIM 技術(shù)對幕墻進行沖突檢測及分析；(4)根據(jù)所得到的BIM 模型對及進行組裝。

5 結(jié)語

在我國現(xiàn)代化建筑中建筑外立面幕墻的設(shè)計對于整體建筑有著特別重要的作用，因為建筑外立面幕墻的設(shè)計可以使整體建筑的內(nèi)部和外部達成統(tǒng)一的一個整體。同時，建筑外立面幕墻的施工過程中現(xiàn)場施工人員必須要確保施工效果與設(shè)計效果相同，因此在設(shè)計的過程中設(shè)計人員不可以進行不能實現(xiàn)的設(shè)計，所以，在設(shè)計的過程中設(shè)計人員需要考慮到非常多的問題。然而BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的解決設(shè)計人員在設(shè)計中所遇到的各種問題，BIM 技術(shù)還能夠?qū)ㄖw進行模擬，而能夠消除許多設(shè)計中的障礙，因此，BIM 技術(shù)能夠減輕設(shè)計人員繁重的工作，從而能讓設(shè)計人員呈現(xiàn)出最完美的建筑工程設(shè)計。