幕墻工程作為建筑工程中的一個(gè)重要專(zhuān)項(xiàng)工程，很多BIM從業(yè)者是比較陌生的。但是BIM技術(shù)在幕墻工程中的應(yīng)用卻是比較早的。幕墻BIM應(yīng)用到底是不可或缺還是雞肋應(yīng)用，本期結(jié)合一個(gè)個(gè)具體案例，做一個(gè)全面的分享。傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計(jì)工具是CAD，以二維為主，偶爾借助CAD自身三維輔助。引入BIM工具后，幕墻的BIM應(yīng)用主要圍繞在參數(shù)化和可視化。

01、 幕墻BIM工作必備技能

幕墻專(zhuān)業(yè)的BIM應(yīng)用比其他專(zhuān)業(yè)要相對(duì)難一些，這個(gè)難不在專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而是軟件使用門(mén)檻及參數(shù)化學(xué)習(xí)應(yīng)用。由于Revit及Dynamo工具的精細(xì)度及處理異形幕墻方面天然的欠缺，使得異形幕墻在參數(shù)化處理時(shí)必須要借助其余的軟件，較為常用的是Rhino平臺(tái)及Grasshopper工具（下文稱(chēng)GH）和Catia平臺(tái)及Digital Project工具（下文稱(chēng)DP）。Catia是最理想的工具，可以用于幕墻工程各階段，畢竟是用來(lái)造飛機(jī)的，處理幕墻是小cass，但是也有一些明顯缺陷，最突出的就是價(jià)格昂貴和上手難，一套軟件一年的使用費(fèi)就近百萬(wàn)，這對(duì)習(xí)慣了教育版用戶(hù)的國(guó)內(nèi)公司來(lái)說(shuō)，是一筆不小的投入，再者是上手難，它的使用和操作方法完全不同于Revit軟件；Rhino平臺(tái)參數(shù)化功能強(qiáng)大，易上手，深化和加工下料方便，但是純幾何建模有幾何信息無(wú)屬性信息，不利于信息數(shù)據(jù)傳遞；Revit軟件對(duì)常規(guī)的規(guī)整模型具有較好的適應(yīng)性，易上手，市場(chǎng)占有率高，與建筑設(shè)計(jì)院數(shù)據(jù)信息對(duì)接好，但也深化能力弱，尤其是異形處理能力弱。因此想用BIM工具來(lái)解決幕墻實(shí)際問(wèn)題，這三款軟件都需要有一定程度的掌握。

針對(duì)這三款軟件在幕墻行業(yè)的應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)及適應(yīng)階段，牛侃BIM進(jìn)行了細(xì)致的分析,參見(jiàn)下圖。

02、 幕墻BIM工作的技術(shù)路線(xiàn)

在幕墻BIM工作的開(kāi)展中，在每個(gè)階段該用什么樣的工具呢？經(jīng)過(guò)眾多幕墻項(xiàng)目實(shí)踐，牛侃BIM給出了如下的技術(shù)路線(xiàn)。對(duì)于規(guī)整建筑的幕墻，設(shè)計(jì)到施工圖階段可在Revit中進(jìn)行，深化加工及施工階段可導(dǎo)入Catia或Rhino中完成。對(duì)于異型幕墻，在Rhino中完成曲面造型及分析，后導(dǎo)入到Revit/CAD出施工圖，深化加工及施工階段可使用Rhino建立點(diǎn)、線(xiàn)或曲面數(shù)據(jù)導(dǎo)入Catia進(jìn)行深化。

下圖是幕墻 BIM模型建模工作流程：

上圖比較復(fù)雜，簡(jiǎn)要說(shuō)就是根據(jù)幕墻方案設(shè)計(jì)把表皮形體搭建出來(lái)，后基于幕墻分格設(shè)計(jì)進(jìn)行表皮分格并優(yōu)化，優(yōu)化后與建筑師確認(rèn)，然后根據(jù)幕墻系統(tǒng)進(jìn)行幕墻面板和幕墻龍骨BIM模型搭建，面板龍骨模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)合模后，如有碰撞則進(jìn)行面板龍骨模型調(diào)整，最后提取面板龍骨數(shù)據(jù)并出加工圖。

03、 方案/設(shè)計(jì)/深化階段幕墻這么做

?異形幕墻方案設(shè)計(jì)時(shí)，常需要多方案比對(duì)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)依靠CAD無(wú)法參數(shù)化操作，更無(wú)法快速生成多個(gè)方案，有了參數(shù)化工具后，通過(guò)對(duì)參數(shù)（或自定義參數(shù)）的調(diào)整可以快速生成多個(gè)方案，并且是可視化的方案。這對(duì)幕墻的設(shè)計(jì)工作是有極大意義的，是名副其實(shí)的三維設(shè)計(jì)，先有模型再有圖紙。

如上圖，是對(duì)一個(gè)異形幕墻多方案分格的對(duì)比，通過(guò)GH參數(shù)化設(shè)置不同“最大寬度”的數(shù)值，可以即時(shí)得到多種方案。

?方案設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師比較關(guān)注異形幕墻的不同曲率和翹曲度的分布位置。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比較難快速統(tǒng)計(jì)不同翹曲度區(qū)間的分布位置，但在Catia或者Rhino中可以快速的對(duì)幕墻形體、板塊進(jìn)行翹曲區(qū)間分析。

上圖中，紅色表示翹曲度小于20°的部位，黃色表示在20~50°之間，洋紅色表示在50~75°之間，藍(lán)色表示大于75°的部位。利用顏色即可對(duì)區(qū)域快速區(qū)分。

?方案設(shè)計(jì)階段，利用可視化特性，通過(guò)局部幕墻大樣三維建模對(duì)幕墻系統(tǒng)的拼接關(guān)系、加工可行性或者施工安裝可行性進(jìn)行論證分析，如下圖。

?異形幕墻面板分割尺寸多非標(biāo)，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)工具可以快速劃分非標(biāo)幕墻面板并優(yōu)化，還可以快速統(tǒng)計(jì)非標(biāo)面板尺寸及信息。

上圖中設(shè)計(jì)師利用參數(shù)化工具，可以快速調(diào)整面板角度，上圖是異形幕墻方案階段的表皮曲面分割，設(shè)計(jì)師將面板角度調(diào)整為70°，調(diào)整劃分后的結(jié)果如下圖。

?方案設(shè)計(jì)階段利用參數(shù)化工具對(duì)幕墻面板工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方案階段的工程量輔助前期的一個(gè)成本估算，對(duì)準(zhǔn)確度的要求沒(méi)有那么高，因此用Revit來(lái)統(tǒng)計(jì)工程量即可。

這里需要說(shuō)明一點(diǎn)幕墻面板工程量的統(tǒng)計(jì)與常規(guī)主項(xiàng)工程的工程量統(tǒng)計(jì)不同，不牽扯過(guò)多的算量計(jì)價(jià)規(guī)則，工程量即為實(shí)際量，采購(gòu)就以實(shí)際量采購(gòu)，可以用軟件進(jìn)行實(shí)量統(tǒng)計(jì)。因此用BIM進(jìn)行的工程量統(tǒng)計(jì)是有意義的。有了工程量，進(jìn)而可以快速生成物料清單和成本清單，對(duì)項(xiàng)目幕墻工程的投資造價(jià)進(jìn)行分析。下圖即為通過(guò)DP工具生成的物料清單和成本清單。

?施工圖設(shè)計(jì)階段借助模型可視化特性進(jìn)行模型錯(cuò)漏碰缺核查，一方面核查自身幕墻系統(tǒng)，另一方面核查與其他專(zhuān)業(yè)的碰撞。

?傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)制圖，構(gòu)件圖、節(jié)點(diǎn)圖、詳圖繪制復(fù)雜，平立面單獨(dú)無(wú)關(guān)聯(lián)，修改起來(lái)無(wú)法實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，BIM三維設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)。

平立面圖聯(lián)動(dòng)生成及修改問(wèn)題的解決是BIM設(shè)計(jì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的一點(diǎn)。不僅是在幕墻設(shè)計(jì)制圖的痛點(diǎn)，亦是其余各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)制圖的痛點(diǎn)。平立剖面圖的生成是基于同一個(gè)模型，在其中一張圖紙中做了調(diào)整，其余圖紙會(huì)自動(dòng)調(diào)整。這一點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)在效率上絕對(duì)是一個(gè)加分項(xiàng)。

?幕墻設(shè)計(jì)、加工及施工過(guò)程中數(shù)據(jù)龐大，傳統(tǒng)方式對(duì)數(shù)據(jù)的提取及輸出都很困難，但利用參數(shù)化工具，可以實(shí)現(xiàn)一鍵導(dǎo)出，極大提高數(shù)據(jù)處理效率。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)提取靠人工，效率低且容易出錯(cuò)，往往一個(gè)小錯(cuò)誤會(huì)聯(lián)帶一大片的錯(cuò)誤。

深化設(shè)計(jì)階段，BIM模型的參數(shù)化設(shè)置，幕墻面板自適應(yīng)生成，可以一鍵導(dǎo)出幕墻系統(tǒng)的面板等相關(guān)的加工、定位數(shù)據(jù)。

在加工階段，需要導(dǎo)出詳細(xì)的加工數(shù)據(jù)，如下圖，可以利用Catia中DP工具對(duì)復(fù)雜面板進(jìn)行參數(shù)化編程，批量生成面板加工展開(kāi)尺寸數(shù)據(jù)，指導(dǎo)面板加工。

如果沒(méi)有參數(shù)化工具，這成千上萬(wàn)的幕墻面板都需要人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該是一個(gè)多么大的工作量啊。

除了幕墻的面板數(shù)據(jù)一鍵生成，幕墻型材的加工數(shù)據(jù)也可以一鍵生成。

04 、安裝施工階段幕墻BIM這么做

?幕墻安裝極大依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)土建的施工條件，如果土建施工存在誤差，對(duì)幕墻完美安裝存在很大的挑戰(zhàn)，如果誤差較大，按照設(shè)計(jì)圖紙下料安裝則會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。傳統(tǒng)施工時(shí)會(huì)對(duì)土建的條件進(jìn)行復(fù)核，借助儀器人工對(duì)有限范圍的某些點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，提取現(xiàn)場(chǎng)信息不全面。隨著技術(shù)的發(fā)展，借助三維掃描儀可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土建條件進(jìn)行掃描，對(duì)掃描數(shù)據(jù)賦予坐標(biāo)值，一方面可以提取任意一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，另外也可以將掃描點(diǎn)云模型與幕墻的預(yù)下料的深化模型進(jìn)行匹配，找到偏差，及時(shí)修正預(yù)下料模型，使下料準(zhǔn)確。

這是三維掃描在建筑工程中一項(xiàng)有價(jià)值的應(yīng)用，使現(xiàn)場(chǎng)和模型的貼合度更好。

?幕墻構(gòu)造爆炸圖可以快速生成，詮釋復(fù)雜節(jié)點(diǎn)安裝工藝，不僅可以輔助加工下料，也可以作為可視化交底使用。

?施工安裝階段利用BIM參數(shù)化工具，可以提取模型中龍骨埋件的安裝定位點(diǎn)，并可以一鍵導(dǎo)出，直接用于現(xiàn)場(chǎng)的定位安裝。

同理也可以一鍵輸出幕墻面板的安裝定位點(diǎn)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)形狀復(fù)雜的板塊定位安裝。

?施工安裝過(guò)程中，可將每日進(jìn)場(chǎng)的材料反饋到BIM模型中，實(shí)時(shí)跟蹤幕墻材料的安裝管理情況，用顏色加以區(qū)分，同時(shí)也可以將現(xiàn)場(chǎng)的安裝進(jìn)度錄入到模型中，也以顏色區(qū)分，這便可以知道施工的進(jìn)度。在Revit中通過(guò)設(shè)置過(guò)濾器可以快速的用顏色進(jìn)行區(qū)分。

05、 結(jié)語(yǔ)

上文從設(shè)計(jì)施工階段介紹了幕墻BIM的一系列應(yīng)用，可見(jiàn)BIM在整個(gè)幕墻工程中不可替代，尤其是異形幕墻，有著很深的應(yīng)用價(jià)值。

在BIM概念引入中國(guó)時(shí)，三維建模軟件及參數(shù)化已經(jīng)有了，比如Tekla軟件，為鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)深化及下料而生。隨著B(niǎo)IM大概念的提出，進(jìn)一步完善和強(qiáng)化了各專(zhuān)業(yè)的BIM思維及BIM應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)將Tekla應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為BIM應(yīng)用。