BIM技术在工程设计的应用

摘要：幕墙是现阶段最常用的建筑物外墙结构形式之一，其不仅能提高建筑外立面的美观度，同时还能实现建筑物的隔热、保温功能，因此，备受人们和建筑施工人员青睐。然而，随着建筑外形复杂化和建筑高度的不断增加，给幕墙工程设计和施工也带来一定的风险和难度，为有效解决复杂幕墙工程中的施工方案设计、整体性能设计等，现有不少建筑单位将BIM技术应用到幕墙工程设计中，其能有效实现工程设计的智能化、可视化和促进项目管理信息化，因而能有效保证幕墙工程设计和施工的质量。本文主要简述了幕墙工程和BIM技术概念、BIM技术在复杂幕墙的设计中的应用优势以及具体应用，提高了幕墙工程整体建设质量，可供参考。

关键词：BIM技术；复杂幕墙工程；可视化施工设计

幕墙工程包含了幕墙结构加工制造、工程设计和施工安装等多项工序，并且，为了保证建筑立面与功能协调统一以及使建筑物的气质突出，还需促进各项工序间的协调管理和交叉分配，但在实际的工程建设过程中，受不完善的项目管理程序和建筑外形复杂等因素的影响，往往难以实现上述目标，而BIM技术的可视化的空间模型设计能力、出色的工程协调和资源整合能力，不仅能有效实现幕墙工程设计和施工的合理性，同时还能推动其向着智能化的方向发展。

1幕墙工程和BIM技术概念

1.1幕墙工程。
幕墙指的是在建筑物外墙建立的不承重护围，其主要由支承结构、玻璃、石板、金属板、陶瓷板等结构组成，幕墙轻并是不传统的建筑材料，而是随着人们对建筑外立面美观的需求不断提高以及建筑高度自身高度的不断增加而形成的一种工程，幕墙工程不仅能实现建筑外立面的美观，同时还能有效提高建筑物的隔热、保温功能，因此，被广泛应用于各种建筑物外墙的施工中。按照施工工艺幕墙工程可分为单式、半单元式和框架式幕墙，按照应用材料的不同其又可以分成玻璃、陶土、石材、金属等4种类型[1]。
1.2BIM技术。
BIM技术是一种将抽象事物转变为具体信息模型的方式，具体是指根据极点模型和建筑结构建立与建筑相关的各项数据和信息，再创建建筑信息模型，在模式中能够促进同一平面实现建筑的设计、施工及运营，并且还能实现建筑相关全方位的检测和设计，BIM技术能够实现上述功能，主要是依靠工程化数字设计方式（计算机辅助）完成的，这项技术已成为国外非常成熟、时尚的设计技术，而我国也正在逐步将其融合于各项建筑设计和施工中。

2BIM技术在复杂幕墙的设计中的应用优势

现阶段，在复杂幕墙设计中应用BIM技术主要是为设计人员提供三维可视化的设计工具，利用该工具进行设计工作，不仅有助于设计人员及时发现设计过程中的碰撞冲突问题，同时还能促进其设计过程具有良好的幕墙工程结构画面感，而幕墙设计在幕墙整体施工中具有重要的地位，若施工设计图纸出现差错，不仅难以保证幕墙安装的准确性，同时也易引发施工工艺质量问题和幕墙材料的浪费，为此，应用BIM技术能够有效避免或减少因设计师设计经验不足而造成的设计冲突问题[2]。总的来说，BIM技术在复杂幕墙的设计中具有如下应用优势：
2.1进行智能化工程设计。将BIM技术应用于幕墙工程建筑设计中能够发挥显著的技术价值，其中最显著的技术优势便是其能够实现三维立体设计，通过建立起来的三维模型，设计师们便可以自动生成各种文档和图形，进而保证设计的质量和效率，例如，利用BIM技术建立的设计模型中修改某个专业设计对象后，系统也会自动改变别的专业设计对象。
2.2进行可视化施工设计。建筑施工质量对居民的人身安全具有直接的影响关系，为了保证幕墙工程建设的质量和降低其后期的返工率，就必须做好工程的施工设计，而采用BIM技术便可以对工程实体进行3D模拟，以便对图纸中存在的问题和错误进行及时准确的发现。另外，利用BIM技术还能够模拟施工的技术流程以及促进建立的施工标准规范，不仅能保证施工技术的准确性，还能提高施工计划与实际施工工作的契合度。
2.3促进项目管理信息化。以往，在建筑项目管理中的信息交流多应用纸质媒介方式进行，不仅易导致各个应用系统间出现信息孤岛，同时也易使信息出现断层，而BIM技术的应用则能有效避免上述问题的发生，利用该项技术可建立统一的工程数据源，不仅能实现项目之间的资源和信息交流共享，同时还能确保各参与项目信息的一致性和准确性。

3BIM技术在复杂幕墙工程设计中的具体应用

当前，我国建筑幕墙工程建设中主要以单元式幕墙和框架式幕墙为主，其中单元式幕墙可提出独立的幕墙单元，且每个单元的独立加工在工厂完成，工厂需按图要求生产组装全部构件，待完成建筑主体施工后便可将其运至现场拼接安装，现场需利用建筑主体连接件和预留挂点对其进行直接安装连接，因此，单元式幕墙适用于形成快节奏的建筑行业市场幕墙工程施工。而框架式幕墙则是由工厂按照既定的流程和标准以及幕墙安装施工计划，再根据设计图纸在现场进行逐件装配，在装配过程中需对残次品进行二次加工或修复，因此，其是一项成熟的幕墙施工技术。由于建筑主体结构施工可与单元式幕墙安装并行施工，考虑到施工进度和效率的问题，不少建筑工程项目都偏向于采用单元式幕墙结构形式进行幕墙安装，而采用BIM技术进行单元式幕墙设计，主要能实现以下几项功能：
3.1可视化设计。利用BIM技术进行可视化设计，不仅能防止设计师在设计过程中产生的碰撞和为其提供良好的空间设计效果，同时BIM技术还具有良好的数据集成功能，利用该功能在在BIM模型集成所有的幕墙构件信息，便可各方主体对工程设计和施工过程中进行管理与监督。
3.2协同设计。合理的幕墙工程设计是保证幕墙建设质量良好的前提条件，为此，设计具有牵一发而动全身的功效，采用BIM技术便能有效实现协同设计，其将工程设计相关的信息和数据均融合在同一个模型中，所有参与单位都可按需提取相关信息，并可在平台中按不同的设计和施工阶段对相关信息进行增加或完善，因而能够确保设计和施工的即时性和有效率。例如，为对工程造价进行控制，造价单位可将构架采购信息加入到BIM模型中；工程设计师还可根据实际施工对建筑设计结构急性更改，若其对一个窗的形状进行更改，模型中同类型的窗立即会随之更新，能够有效保证设计的协同性。
3.3节能分析。BIM模型还能为幕墙工程计算提供必要的数据表信息，如其可对幕墙的保温效果、建筑的室内环境和光照条件进行模拟，然后再为其计算出幕墙设计需要满足各种计算要求以及实现建筑节能计算，通过BIM模拟计算，不仅能优化工程设计方案，同时还能促进建筑设计、施工全寿命周期的经济性提高。

4结束语

综上所述，BIM作为一种新型的建筑信息模型技术，不仅能够实现幕墙工程设计的资源数据信息共享，同时还能实现工程设计模拟检测、项目管理信息化和工程造价控制等，这些对促进幕墙工程整体建设质量和水平提高均有重要的作用，为此，相关设计人员需不断学习和掌握良好的BIM技术，并将其应用于工程设计和施工实践中，才能促进幕墙建筑工程的立面与功能更强。

参考文献
[1]张晓.BIM技术在复杂幕墙工程设计及施工中的应用[J].墙材革新与建筑节能，2017（10）：57~60.
[2]梁家烨.BIM技术在复杂幕墙工程施工阶段的应用[J].建设科技，2013（15）：96~97.