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1、BIM 给幕墙设计带来的技术变革目 录一、引言 . . 1二、幕墙行业发展概述 . . 11、 行业发展现状以及前景 . . 12、 行业发展中的挑战分析 . . 3项目管理模式的弊端 . . 3设计到制造的数据断裂 . . 3复杂幕墙的生产安装需求 . . 4三、 BIM 给幕墙设计带来的变革 . 4 1、信息技术对幕墙设计的推动作用 . . 4 CAD 与 VR . 4 VDC 与 BIM . 5 2、基于 BIM 技术的幕墙设计特点 . 6参数化设计 . . 6基于知识的可视化设计 . . 7“自顶向下”的设计 . . 8自动的专业纠错 . . 9 3、基于 BIM 的设计对后续流程的改
2、变 . 10 模型化设计交付 . . 10 虚拟装配 . . 10 四、 BIM 在幕墙设计领域的应用实例 . 11 凤凰国际传媒中心项目 . . 11 the Barclays Center案例 . 12 五、展望 . . 13 三维打印技术 . . 14 云技术 . . 14 BLM . 14 2015.04.24 BIM设计研究中心 王升1一、引言随着建筑行业技术的日益进步和人们对可持续性建筑的不断追求, BIM 已成为建筑行 业热烈讨论和探索的新课题。凭借其可视、协调、模拟、优化以及可出图的优势, BIM 已在 欧美国家引发了工程建设领域的巨大产业变革, 并在亚洲国家开始广泛普及。 美
3、国英国新加 坡韩国日本等国家皆发布了 BIM 应用指导标准以用来指导本国 BIM 的应用和发展。 在上海中 心(建筑高度 632米,世界第二高楼 、上海迪斯尼项目(美国 AIA 2014 BIM 应用大奖以 及东京天空塔(高度 634米,世界第一高塔等多个复杂项目的建设过程中, BIM 已经发挥 了巨大的作用。建筑幕墙是建筑的外衣,其将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机 地统一起来。如今,各种材料、结构形式的幕墙已遍布全球,幕墙建筑已成为气派、高雅、 具有时代感的代名词并且成为现代化大都市的重要标志与显著特征。幕墙虽然依附于建筑业,但它具有天生的机械制造工业基因,是建筑业中专业交
4、叉最 多的分支。 幕墙在设计制造安装过程中多专业深度交叉的特点、 建筑师们对艺术孜孜不倦的 追求以及大量城市综合体和超高层建筑的不断涌现, 这些都给幕墙技术提供了极大的发挥空 间。 而 BIM 的出现给幕墙技术的发展带来了良好的机遇。 本文将重点分析 BIM 在幕墙设计环 节的应用, 探讨其优势以及不足, 进而展望 BIM 带给幕墙设计制作安装整个产业链的技术变 革。二、幕墙行业发展概述 第一个采用玻璃幕墙的建筑是 1851年英国伦敦工业博览会的水晶宫 (Crystal Palace (图 1 。此届世博会的陈列采用了花房式框架玻璃结构设计样式,不但使水晶宫本身成为 了首届世博会最辉煌的展品,
5、而且开创了幕墙设计的先河。12(a 水晶宫外观 (b 水晶宫内景图 1. 英国伦敦工业博览会水晶宫 经过近百年的发展,幕墙的种类已从简单的明框玻璃幕墙,发展到了隐框、半隐框、全玻璃幕墙和各种金属板、 石材及各种人造板材幕墙, 幕墙的结构也已从简单的框架式发展 到了现在的单元式、 点支式、 双层通风式、 膜结构式等, 而更为节能的生态幕墙、 光电幕墙、 智能幕墙也正在兴起, 建筑幕墙的技术水平可谓是迅猛增长。 幕墙技术的进步解放了建筑师 的思维,使得建筑幕墙的设计从单一化、简单化向多元化、复杂化、现代化发展。建筑幕墙市场主要由全球经济及建筑行业的发展所带动。 全球经济增长促进了固定资产的投资,
6、而各种公共设施、 商业楼宇及高端住宅的建设需求为全球建筑幕墙市场的增长提 供了基础。从全球幕墙市场的分布来看,美国和欧洲仍然占据主导, 2009年两者的市场总 额占据了全球市场份额的 50%左右。同时,以中国、印度等为代表的新兴国家正成为幕墙行 业快速增长的地区(图 2 。据统计, 中国 200米以上建筑数量占全球的 48.5%,是在建和拟 建超高层建筑最多的国家。未来大量开工的项目将为幕墙行业提供巨大需求。图 2. 2009年全球幕墙市场分布情况 我们可以预测欧洲及美国在未来幕墙产品的设计及应用上仍将继续领跑,亚洲(尤其中国 及中东等地的发展中国家预期将会成为全球建筑幕墙新产品及应用需求的主
7、战场和驱 动力。 传统的建筑业存在严重的产能浪费现象。造成浪费的原因包括建筑材料使用率低、工 程返工以及人员窝工等诸多因素。 据统计在建设过程中, 各种资源的浪费竟高达建设项目总 投入的 25%,其中很大一部分浪费便源自建筑幕墙的设计制作安装过程。为了实现幕墙行业 的可持续健康发展, 我们需要从幕墙全生命周期的视角分析浪费产生的根源, 审视幕墙行业 发展过程中面临的挑战,把握行业发展的先机。项目管理模式的弊端幕墙工程(尤其复杂幕墙属于专业性强的工程分项,既要求美观,又涉及功能且投 资额较大, 因此幕墙设计同建筑的结构设计、 水暖设计、 机电设计一样, 需要进行专项设计。 在幕墙设计只由主体设计
8、单位和幕墙公司共同完成的设计管理模式下, 普遍存在主体设计单 位的设计深度不够的现象, 而幕墙公司往往追求利益最大化, 其设计人员修改幕墙系统, 变 更立面分隔效果, 更换材料, 一则导致幕墙的最终设计成果不能体现幕墙技术的进步, 幕墙 新技术新产品的应用与研发失去动力; 二则导致设计方案不满足建筑效果要求, 频繁进行设 计变更,造成资源的浪费,使得投资不可控。为了幕墙设计与建筑主体设计的紧密配合,独立第三方的幕墙顾问角色凸显重要。在 建筑方案投标阶段,建筑师在进行方案设计的构思时询幕墙顾问的意见, 以达到可实施的 最佳的建筑外观设计效果; 在建筑设计深化阶段, 由幕墙顾问确定幕墙应采用的体系、 预留 的空间等, 提
