建筑BIM参数化技术在异形曲面幕墙设计与施工中的运用分析

摘要：数字化技术在建筑行业中的快速推广，使得BIM （检测建筑信息模型，Building Information Modeling）参数化技术开始在异形建筑工程中得到应用，传统设计模式逐渐向三维参数化设计进行转变，无论是设计效率、质量还是流程，都得到了切实优化。文章将通过对BIM参数化设计基本情况的介绍，对该项技术的特点展开分析，并就技术在异形曲面幕墙设计与施工中的应用进行阐述，旨在明确BIM参数化技术应用方式，提高异形曲面幕墙工程施工水平。

关键词：参数化设计;异形曲面幕墙设计;BIM参数化技术;模型信息

中图分类号：TU17;TU227;TU767文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）10-0033-03

BIM技术是建筑信息模型，能够将工程项目设计过程以及施工等过程所需要的各项信息数据整合到建筑模型中，通过构建数据化模型的方式帮助进行施工分析以及设计调整。参数化是BIM技术的重要特点之一，通过实施参数化技术，能够高质量完成建筑工程的整体设计任务，帮助用户直接获取项目的各项数据信息，有效消除设计人员与业主之间的交流屏障，可以更好地完成项目的建设任务[1]。

1BIM参数化设计

参数化技术属于计算机辅助设计领域技术，是将影响建筑设计主要因素作为参数，按照特定关系将各种参数组合在一起，通过对计算机软件与编程的应用，对其展开描述，从而将变量数据信息转化为参数模型，按照模型内容展开设计调整与施工指导的技术。通过对变量输入值的控制，对空间以及建筑形态进行调整，展开直观化的控制。通过改变数据对生成结果进行管控，在保证逻辑系统不变的情况下，获得最佳设计方案。模型建设与应用的精准度相对较高，修改速度与生成速度较为理想，能够实现结构模型与建筑的有效互动，保证设计效率与质量[2]。

2BIM参数化设计特点

2.1联动性与集成性

在运用BIM进行协同设计时，需要利用协同设计平台展开模型信息收集，通过在模型基础上进行修改的方式，做好信息的变更处理，有效提高修改关联性。当出现设计变更时，数据信息自动在模型中调整立面图、结构图等，也会因为关联性影响而随之进行改变，可以节

作者简介：郑春燕（1981—），女，浙江嵊州人，硕士研究生，工程师，研究方向：建筑信息标准化。

省大量校核时间，减少人工操作的失误性。同时，因为模型的可视化特点较为明显，建筑构件单元其他附属信息也会在其中进行呈现，所以模型的整体信息较为完整，集成性特点较为突出。

2.2协调性与一致性

BIM技术的应用能够利用协同平台展开建模与设计工作，并可以获得工程量以及技术经济指标等各项标准内容。在各个阶段，能够按照具体的需求对模型进行修改与调整，可以与相关各方随时进行信息共享，更加便于协调工作的开展，可以保证各方信息获取的一致性。能够妥善解决结构管道冲突以及其他方面的问题，做好专业布置的综合协调，减少后续不必要的变更，保证问题解决策略的制定有效性。

2.3可视性与模拟性

利用BIM技术可视化的特点，可以同时展开结构建模以及建筑建模操作，能够确定专业项目工作范围以及专业性能，做好造价以及合理性的平衡，可以准确地完成异形构件的加工建造工作，保证整体设计施工效率。可以切实提高各工种交叉作业的质量以及精准性，确保所有施工操作都能够在可视化管控过程中展开，避免不必要的工作流程冲突。通过模型对复杂构造节点进行模拟，通过可见性模擬的方式，做好施工方案的优化，以便为后续高质量的施工形成有效指导[3]。

3BIM参数化技术在异形曲面幕墙设计与施工中的应用

3.1异形曲面幕墙工程分析

由于异形曲面幕墙的整体复杂度相对较高，存在一定的施工以及设计难度，所以为保证模型交换合并质量以及建模效率，需要通过创建整体表皮模型的方式，利用BIM参数化技术，展开工程设计与后续施工指导。需要通过对软件的应用，向BIM运行计算机发出高级复杂逻辑建模运算指令，确保计算机能够按照预定计算算法自动展开模型建设。

在进行幕墙表皮模型的建设过程中，首先，需要设计统一坐标系统，通过后期模型整合的方式，从CAD平面图中进行幕墙轮廓控制线数据的提取;其次，按照楼层标高展开，每一层幕墙的控制轮廓线放置操作，展开三维轮廓控制网络建设;最后，将三维空间轮廓控制网络导入建模软件，按照效果图、控制图网以及立面图等内容，展开表皮模型的建设。

3.2幕墙模型深化设计

3.2.1构件式幕墙模型设计

构建型幕墙系统的外观装饰线条造型相对较为独特，整体内部结构复杂度相对较高，需要展开空间结构支撑处理。在进行空间结构的支撑构件设计时，通过对龙骨的运用，展开空间结构支撑与幕墙系统受力构件设置。利用BIM参数化技术展开模型建设，通过对幕墙龙骨整体造型进行直观展示的方式，对异形部位变化情况进行妥善分析，做好龙骨的搭接与设置，保证主体钢结构与幕墙龙骨的定位质量，做好转角交界位置的信息处理。需要对系统节点展开可视化模拟处理，通过实施幕墙系统三维模拟的方式，做好转折交接部位可视化操作，保证幕墙系统设计的反馈效果，做好深化设计以及优化设计[4]。

3.2.2单元式幕墙模型设计

单元式幕墙如果采用传统加工与测量方式，整体工程的施工难度会相对较大，所以需要通过模型深化设计的方式，保证整体加工的精准性以及安装操作的高效性。通过对软件的使用展开建模设计，利用软件自身具有的参数化设计功能，按照BIM参数化技术内容，展开模型建设以及后期调整。需要在完成参数化模型建设之后，对模型展开分析与检查，对其中存在的问题进行及时纠正。同时，需要通过对开放式接口高设计精度优势的应用，做好型材数控加工控制。需要合理展开参数更新以及型材模型获取等一系列工作，通过对软件的二次开发展开小程序设计，以便为后续的设计施工工作开展提供可靠依据。同时，需要通过对表皮模型控制参数数据的提取，按照整体工程的施工要求以及施工特点，对两个长度参数驱动模型进行设计与分析，通过对其参数进行合理控制的方式，做好模型的细化处理以及深化调整，确保可以通过对批量实例化程序的合理应用，完成单元组件参数以及单元体模型的数据获取，为单元下料工作开展提供依据[5]。

3.3幕墙模型指导施工

3.3.1材料提取加工与材料信息提取

由于异型幕墙的折线相对较多，交接部位复杂程度较高且数量较多，所以需要运用参数化技术对材料信息进行批量提取，以便保证最终交接部位的施工质量。需要通过构建幕墙模型的方式，通过三点定位的方法做好基准平面的定位，利用视图软件生成三视图，从而为加工工作的开展提供依据。无论是构件实体模型还是参数模型，均可以应用到数控加工型材模型构建操作之中，可以利用导出几何体程序功能，在格式转换程序的辅助下，完成相关文件的导出。能够通过对型材模型的使用，对工艺图出图工作量进行有效控制，保证加工精准度。

3.3.2做好材料跟踪管理

由于异型曲面幕墙属于递进式倒退造型，并没有在工程中设置相同的板块，所以在对海量的面板材料进行处理的过程中，做好材料的跟踪管理工作，以便保证材料的保存以及使用等工作开展效率。利用BIM软件，通过互联网技术与BIM技术进行有机结合的方式，保证各环节的材料状态，以便通过材料安装信息内容，将现场进度实时反馈到模型中，供相关人员进行分析与参考。可通过对无人机的使用，展开全景影音资料的收集，通过和模型进行对比分析的方式，保证现场进度与模型数据各项情况的统一性，确保管理人员能够对工程进度有更加清晰的认知，能够按照具体的施工情况对整体项目设计以及施工内容进行调整。此种管理方式在材料管理方面更加智能、高效，可以达到对材料使用以及成本进行有效控制的目标。

3.3.3对设计的合理性进行检查

通过在模型内部进行漫游的方式，对设计的合理性进行检查，通过对软件的各项功能的合理使用，做好碰撞检查，科学展开模型漫游操作，对各环节的设计合理性进行确定，以便通过对软件的使用，对模型的不合理之处进行及时修改，并同步到相应的软件中。如果有特殊要求，可以通过制作漫游动画的方式，通过4D手段进行施工模拟。

3.3.4科学展开施工模拟

通过对全站仪设备的使用，对工程空间点位进行有效监控，获得精准的定位数据，并通过对位置信息进行表格制作的方式，利用全站仪做好现场放样操作，根据结果展开校核模型的设置。参数化技术在工程施工中的作用极大，能够保证整体工程的施工效率，确保工程能够在规定时间内完成施工任务。

3.3.5合力展开放样定位测量放线工作

需要按照模型的深化设计内容，对定位点信息进行导出，按照所获得的各项数据信息进行全站仪的使用，通过科学展开现场放样的方式，展开幕墙的校核模型建设。在进行施工放线过程中，需要确定关键点的具体情况，通过先放样水平线，再使用水准仪进行水平线放线的方式，获得相关数据信息。按照放线后现场的具体情况，对实际的施工土建结构实施测量，通过对测量结果进行记录的方式，做好数据的分类与整理，科学展开各种测量结果的分析，确保相关误差能够被控制在合理范围之内，通过对位置实施调整的方式，对存在的问题进行妥善处理。需要将所有的资料做好整理与汇总，上报到有关部门，以便为后续工作的开展做好准备[6]。

3.3.6工程计量统计

在完成对BIM模型的优化之后，需要利用参数化技术展开钢材、尺寸清单以及型材等材料的工程量输出，要为商务预算以及材料招标工作开展提供数据依据，保证商务算量工作的负担能够得到有效降低。通过对材料信息数据的提取，完成加工图的设置，并交由厂家进行生产加工。在对设计模型进行深化处理之后，要导出材料信息表，按照国家工程量清单计价规范相关标准要求，生成相关的工程量报表与清单，完成工程量的查询以及快速统计等各项工作，做好进度款支付以及进度控制等各项任务。

3.3.7信息化管理与工程可视化管理

通过对相关平台的应用展开项目管理，做好安全管理、项目信息管理以及施工档案等各项管理工作。通过对模型的应用，对专业BIM模型信息进行沟通与整合，保证信息查询反馈等功能能够得到合理应用。通过对BIM技术的使用，对异形曲面幕墙设计展开研究。在进行可视化管理过程中，需要通过对幕墙系统的三维模拟，做好折叠交接部位的可视化处理，并通过对逻辑顺序以及安装进程进行有效模拟的方式，对幕墙系统整体的设计情况进行分析，明确其中所存在的问题，做出针对性的调整。需要利用BIM三维可视化功能，将建筑构造与形态直觀地展现出来，有效缩短彼此之间的沟通时间、消除不必要的沟通误会，保证沟通效率能够得到切实提升，能够更加准确地完成各项介绍以及管控任务。

4结语

构建技术的快速发展，使得建筑行业发展呈现出显著上升的趋势，在此背景下对建筑BIM参数化技术进行推广，能够实现设计从二维到三维的转变，可以保证各种复杂工程的施工质量以及设计水平，对现代建筑发展产生积极影响。建筑行业需要进一步加大对BIM参数化技术的研究以及运用力度，需要结合异形结构的具体情况，按照工程的施工条件以及施工需求，科学展开参数化技术应用，合理做好工程设计与施工，以便高质量地完成异型结构的施工任务，保证最终工程的施工效果。

参考文献

[1]董轶欣，李绥，MartinWollensak.基于参数化技术的建筑方案阶段节能设计研究：以德国北部地区能源学校项目为例[J].建筑节能（中英文），2021，49（6）：21-29.

[2]鞠瑞馨，丛阳，刘鹏飞.EPC总承包模式下基于BIM参数化工程正向设计的完成度研究[J].城市建筑，2021，18（17）：196-198.

[3]张翼飞.基于BIM+AR技术的建筑模型信息提取及应用研究[D].太原：中北大学，2021.

[4]任梓宁.数字技术在建筑行业的发展趋势以及影响研究[J].城市建筑，2021，18（9）：132-134.

[5]黄雷，韦才师，刘萍.BIM技术在装配式建筑PC预制构件标准化和参数化设计中的应用[J].中国高新科技，2021（3）：39-40.

[6]李鳳芝.BIM技术的参数化设计在建筑工程造价管理中的研究与应用[J].工程建设与设计，2021（2）：255-256.

Application Analysis of Building BIM Parametric Technology in the Design and Construction of Special-shaped Curved Curtain Wall

ZHENG Chunyan

（Tongji University College of Civil Engineering，Shanghai 200092）

Abstract：With the rapid promotion of digital technology in the construction industry，BIM parametric technology began to be applied in special-shaped building engineering. The traditional design mode gradually changed to three-dimensional parametric design，and the design efficiency，quality and process have been effectively optimized. By introducing the basic situation of BIM parametric design，this paper analyzes the characteristics of this technology，and expounds the application of BIM parametric technology in the design and construction of special-shaped curved curtain wall，in order to clarify the application mode of BIM parametric technology and improve the construction level of special-shaped curved curtain wall project.

Keywords：parametric design;design of special-shaped curved curtain wall;BIM parameterization technology;model information