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摘要：随着我国综合国力的不断增强以及科学技术的飞速发展，全新的经济环境也对建筑行业提出了更高的要求。“BIM”是一种新型的建筑技术，非常适用于建筑外立面幕墙的设计。BIM技术不仅可以确定相关构件空间位置，还能在建模过程中检测图纸问题，是提高工程项目协作性和建筑效率的主要途径。因此，我们必须明确BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用价值和应用方式，积极应用BIM技术，从而推动我国幕墙工程建设的进步。
关键词：BIM技术；建筑外立面；幕墙设计；玻璃幕墙
1 引言
玻璃幕墙是现代建筑技术与艺术结合的产物。玻璃幕墙具有自重轻、外观美、工期短等特点。因此玻璃幕墙设计深受设计师与业主的喜爱。现代建筑设计分工细化，把艺术和技术分开，过度追求玻璃幕墙形态的美观性，忽视技术性，导致玻璃幕墙容易自动爆裂坠落，影响到建筑的美观性，甚至危害到人们的生命财产安全。因此，加强对玻璃幕墙在建筑设计中的应用研究非常必要。
2 建筑外装玻璃幕墙概述
（1）玻璃幕墙的构成。玻璃幕墙的外部结构包括玻璃墙板、连接构件以及金属板材。玻璃幕墙内部结构包括铝合金横梁结构和立柱。一般情况下玻璃幕墙暴露在外部空气环境中，在此过程中由于玻璃幕墙中玻璃的材料特性，当阳光照射到玻璃时，玻璃会因为受到温度变化的影响而产生一定程度上形变现象的发生。另外，铝合金横梁结构具有外露方式的特点，故玻璃幕墙在结构中被分为明框、隐框和半隐框。（2）玻璃幕墙的设计原则。①对于玻璃幕墙的结构方式，幕墙的构件是悬挂在建筑主体上的，并将主体结构作为支撑结构，而在此基础上为了避免玻璃幕墙承受不必要的负荷，因此玻璃幕墙结构的设计应为围护结构。②为了避免建筑负荷、减少地震作用以及避免温度、湿度变化对玻璃幕墙产生的影响，无论是对玻璃幕墙自身还是对玻璃幕墙连接构件而言，都需要具备强大的刚度韧性及承载能力，不仅如此，还要具备良好的抗位移能力。③在玻璃幕墙架构的主体建筑外部设计层面，需注重抗震设计。为了能够预防风力作用，使玻璃幕墙不会出现破碎及脱离的现象，需要在进行玻璃幕墙设计的过程中重点考虑玻璃幕墙的位移能力值，并且要加强抗震设计。
3 BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用策略
3.1 幕墙模型建立
第一，材料族的建模。需熟悉幕墙建模技术，利用Revit软件对幕墙施工流程进行设计和建模。创建常规族后，将材料和幕墙直接导入Revit中，再进行设计和建模，最后设置尺寸参数，添加材质及控件。第二，模型建立。建立材料族后，需将材料族中的构件进行单元体组装，形成材料族构件，接着进行幕墙安装，直接形成单元族立体幕墙，此时需生成嵌套族，安装完嵌套族构件后，即可直接进行立体幕墙的建模定位工作。首先选用与工程其他嵌套族专业相同的嵌套族作为模板，然后创建新的嵌套族项目，将其直接载入本嵌套族项目中，最后可直接完成嵌套族幕墙的建模及定位。
3.2 抗震防脱设计
在幕墙设计中还要考虑到板块的抗震防滑脱设计问题。在本建设项目中，抗震防脱设计主要以小震不坏、中震可修、大震不倒为原则。在幕墙工程中，单元体上下左右的相互咬合实际上就可以保障单元板不会脱出。因此，很多玻璃幕墙工程在吊挂设计上没有增加防滑脱落装置。不过，考虑到地震时可能会对邻板产生作用，让其向不同方位移动。如果邻板之间的位移高于插接深度时可能会造成板块的局部脱落，甚至带动其他单元板块脱落。所以，在本建设项目中，在考虑搭接深度问题的同时，对支座进行锁定处理。抗震防脱设计主要从科学设计搭接深度与设置支座锁定装置两个方面进行。
在锁定装置设计上使用不锈钢逻辑把单元板块某侧挂件与支座进行固定，避免板块整体侧滑，保障支座伸缩方向，提高板块对施工安装的要求。
3.3 放线定位
为了减少主体结构施工偏差对幕墙安装精度的影响，需要在理论模型建立后对主体结构进行复测。复测内容包括层高、主体钢结构边梁水平进出尺寸、球形网架施工偏差等。1）为保证工程的施工准确，在现场放线前将所用到的全站仪、水平仪、钢卷尺等测量工具送至相应的仪器检测机构进行全面的检查和校正，使仪器的各项性能指标均满足相应的精度要求。2）复测土建提供的原始坐标及标高，检查是否存在沉降或施工偏差等问题，发现问题及时与相关单位进行沟通解决。3）根据土建提供的基准坐标，先使用水平仪对场区施工范围进行水平放线定位，确定准确无误后进行弹线及水平坐标点的绘制工作。此阶段主要是为后续的纵向坐标提供支撑体系。4）以主体钢结构模型为基础，从模型中选取部分特征点为目标，特别是腰线位置定位点，通过全站仪对主体结构进行复测并统计各特征点的主体结构数据，复测完成后在主体钢结构边梁上通过焊接角钢定位点进行点位固定。
3.4 应用BIM技术进行方案推敲
为了检测幕墙设计方案的合理性，工程设计人员在对建筑外立面幕墙完成初步的模型设计之后，还需要以模型为基础进行深入的细化作业和方案推敲，根据幕墙面板材质的不同对建筑外立面进行分格作业。在具体的策略实施方面，工程设计人员可以应用BIM技术对建筑外立面进行更为科学的参数化分格，先根据工程项目的具体需求对幕墙分格进行参数化整理和控制，再通过方案推敲结果进一步平衡制造成本、调整设计理念，在保障幕墙设计理念的前提下对安装难度较高的幕墙设计进行适当调整，提高幕墙设计方案的可操作性。比如，幕墙设计人员在应用BIM技术进行方案推敲过程中发现，幕墙玻璃如果采用曲面设计不仅安装难度大，而且施工成本也高，将曲面玻璃更改为平面化设计，既不会影响幕墙整体的设计理念，还能大大降低安装难度和幕墙建造成本。
3.5 碰撞检测
BIM模型分析软件借用自身功能自动调控分析玻璃幕墙后，即可比较玻璃幕墙施工情况、客户预期情况、所需工期情况，最终形成幕墙施工进度调控分析报告，该项目节省工期约1个月，有效提高幕墙施工水平，加快整体施工进度。利用BIM模型可快速预测和剖析软碰撞流程，根据需要，按照幕墙真实状态及时进行自动调节。使用Revit软件中的碰撞侦测功能，可进行不同专业间的碰撞检查。利用参数可视化的BIM幕墙模型分析系统，分析相互存在联系的幕墙特征构件，从而及时进行剖析，达到幕墙方案设计和替换的可视化目的。
4 结束语
综上所述，BIM技术不仅可以实现智能化、可视化、协同设计、项目管理信息化等幕墙设计目标，还能从根本上解决传统幕墙设计中存在的弊端，提高幕墙设计、施工的质量和效率。因此，BIM是建筑领域不可或缺的技术，可以为幕墙设计提供强大的技术支撑，幕墙设计人员应该积极应用这项技术，努力实现建筑外立面幕墙的外形和质量紧跟行业发展的步伐，从而促进我国建筑行业的稳步前行。
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