BIM技術(shù)在異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工中的應(yīng)用流程初探

李享+賀嘉+吳海輝+危勇

摘 要：異形結(jié)構(gòu)裝飾工程具有構(gòu)件制作及加工難度高、施工放線及節(jié)點處理難度較大等特點，通過對異形裝飾項目建立BIM模型，完成復(fù)雜節(jié)點及構(gòu)件模擬、發(fā)現(xiàn)圖紙問題、進(jìn)行可視化溝通，指導(dǎo)材料下料及安裝，不僅能提高項目的協(xié)作性，而且能顯著提高工作效率，取得良好的工程效益。利用BIM技術(shù)輔助異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工形成了一套較完整的應(yīng)用流程。

關(guān)鍵詞：BIM；異形結(jié)構(gòu)；裝飾施工；應(yīng)用流程

1 引言

1.1 研究背景

現(xiàn)階段綠色建筑興起，可實現(xiàn)建筑全壽命周期管理的BIM 技術(shù)得到了推廣，這對裝飾行業(yè)的BIM 施工技術(shù)發(fā)展提出了新要求。裝飾工程是工程建設(shè)中的重要一環(huán)，分部與分項工程較多，工序復(fù)雜，并涉及到交叉作業(yè)、成品保護(hù)等，極容易造成趕工期、三邊工程等現(xiàn)象。而BIM 技術(shù)能很好地解決這些問題，因此在裝飾工程中使用BIM 技術(shù)將成為實現(xiàn)綠色建筑的必由之路[1]。

BIM 技術(shù)是一個項目的共同參與方利用建筑信息模型的工作過程，BIM（Building Information Modeling）國內(nèi)翻譯為“建筑信息模型”，2002 年12 月由美國的Jerry Laiserin 提出，其概念是一個建設(shè)項目的物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)、共享知識資源，是一個有關(guān)分享這個項目的信息，為該項目從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。BIM 技術(shù)首先出現(xiàn)在美國，現(xiàn)在在歐美日韓等發(fā)達(dá)國家BIM 應(yīng)用水平已經(jīng)比較高。美國、日本、韓國、新加坡等國先后出臺了BIM 標(biāo)準(zhǔn)或指南，或者已經(jīng)將BIM 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上升到政府推進(jìn)層面。在我國，BIM 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有了一些應(yīng)用案例，并且相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)頒布。使用BIM 技術(shù)在我國已成為大趨勢[1]。

在國內(nèi)，BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計、施工行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用得越來越廣泛，但由于裝飾項目的特殊性及復(fù)雜性，裝飾工程使用BIM 技術(shù)目前很少。

2 異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工難點

（1）制作及加工難度高

為了達(dá)到美觀、個性化的藝術(shù)效果，裝飾工程往往設(shè)計成異形構(gòu)造，存在很多復(fù)雜的構(gòu)造，如曲面形狀的天花板、雙曲線性質(zhì)的龍骨等。面材及龍骨在設(shè)計成曲面彎曲形狀后使得某些裝飾構(gòu)件的制作及加工難度顯著提升。由于裝飾工程注重細(xì)節(jié)的特點，這些異形構(gòu)件的安裝精度要求也很高，這些特性造成在施工過程中很難進(jìn)行精確地下料。

（2）施工放線難度大

對于異形裝飾項目，建筑形狀也為異形形狀，而非普通意義上的規(guī)則形狀，且這種異形形狀通常是曲面形狀，甚至可能呈現(xiàn)出雙曲面的形式，構(gòu)件安裝時需要在三維空間當(dāng)中進(jìn)行定位處理，施工定點放線作業(yè)的難度比較大。

（3）節(jié)點處理難度較大

為了達(dá)到裝飾效果，面層與龍骨、龍骨與龍骨之間的連接就是一個很大問題，這些節(jié)點的處理難度較大。異形裝飾結(jié)構(gòu)不但在平面上有著一定程度的誤差，同時在三維空間上也有著相當(dāng)大的誤差，節(jié)點應(yīng)當(dāng)如何針對三維空間誤差進(jìn)行調(diào)整是整個工程施工的關(guān)鍵所在。

3 應(yīng)用流程

BIM技術(shù)在異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工中的應(yīng)用流程如下圖所示：

3.1 現(xiàn)場三維掃描

三維激光掃描技術(shù)是國際上近年來發(fā)展的一項高新技術(shù)。該技術(shù)通過高速激光測距原理，瞬時測得空間三維坐標(biāo)值，獲取的空間點云數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，三維掃描技術(shù)最大的特點是更快速，更精確，更真實地還原被測對象的原形原貌，對進(jìn)行后續(xù)環(huán)節(jié)的工作開展提供了準(zhǔn)確翔實的數(shù)據(jù)支撐，能顯著提高后續(xù)工作的效率[2]。

三維掃描建模技術(shù)的應(yīng)用，保證建筑全生命

周期中能夠得到尺寸精確的數(shù)字模型、建筑的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)完整的采集和歸檔，為設(shè)計、施工提供真實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用于設(shè)計和施工協(xié)同、設(shè)計詳圖繪制、施工現(xiàn)場管理[2]。

利用三維激光掃描儀對現(xiàn)場施工范圍內(nèi)的已完成結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維掃描，得到點云模型，在通過Geomagic Studio軟件對點云模型進(jìn)行逆向建模，得到施工現(xiàn)場模型，并導(dǎo)出為DWG格式文件。

3.2 三維模型建立

將三維掃描模型導(dǎo)入到Revit軟件中，在三維掃描模型的基礎(chǔ)上根據(jù)圖紙內(nèi)容及設(shè)計要求建立裝飾施工項目三維模型。模型精細(xì)度需達(dá)到施工圖模型深度（LOD400）標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 圖紙問題發(fā)現(xiàn)

傳統(tǒng)的二維圖紙的設(shè)計設(shè)計方式難免會出現(xiàn)很多圖紙問題，在圖紙會審時，完全是靠工程技術(shù)人員的經(jīng)驗來判斷在施工過程中是否會出現(xiàn)問題，一旦某個問題被遺漏或疏忽，在后期的施工中可能就會造成很大的影響，從而影響到施工進(jìn)度及成本。通過BIM技術(shù)將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型，再通過NavisWorks軟件的漫游功能就能很直觀的查看設(shè)計圖紙是否有問題，讓大部分問題在施工前就能被提出來并解決，對節(jié)省工期及成本是有很大幫助的[3]。

3.4 工程量統(tǒng)計及提料加工

在裝飾模型經(jīng)過優(yōu)化之后，進(jìn)行工程量統(tǒng)計及提料加工，對項目的主材料和輔材料進(jìn)行量的統(tǒng)計。BIM技術(shù)具有工程量自動統(tǒng)計功能，在建模時，工程人員只需設(shè)置好構(gòu)件的命名及分類。

在 BIM中可以直接以報表的形式生成項目工程量統(tǒng)計表，參數(shù)化模型能保證統(tǒng)計表與模型量之間的高度統(tǒng)一；也能在不同篩選條件下分批分類地提料便于造價預(yù)算，材料的用量以及構(gòu)件形式、尺寸、質(zhì)量等參數(shù)化信息都可以報表的形式輸出，相比于傳統(tǒng)的人工統(tǒng)計方式要便捷高效。工廠加工階段，經(jīng)過BIM 深化設(shè)計的信息模型使得工廠加工難度降低。

3.5 圖紙制作

在建立完成BIM模型后，可以輸出平面圖及立面圖，通過Revit軟件的剖面功能，可以出任意角度的剖面圖，并通過后期的處理，可以制作成符合施工要求的圖紙，方便施工，廠家也可以按照生成的構(gòu)件的圖紙進(jìn)行加工，減少浪費。endprint

3.6 可視化交底

裝飾工程的組合性的特點決定了其擁有大量復(fù)雜的構(gòu)件，且如果遇到新工藝、新方法的時候，如何給工人交底就成了一大難題，傳統(tǒng)的通過二維圖紙的方式給工人或工程技術(shù)人員交底很難達(dá)到預(yù)期效果，但BIM技術(shù)可以實現(xiàn)可視化交底。運用BIM技術(shù)可以先建立施工節(jié)點的三維模型及施工工藝流程的動畫，直接用三維模型或動畫就可以很好地實現(xiàn)交底的任務(wù)，從而提高管理工作的效率[3]。

4 BIM在工程應(yīng)用中的優(yōu)勢分析

BIM 技術(shù)在異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工中的應(yīng)用，展現(xiàn)出其在處理復(fù)雜吊頂項目中的獨特優(yōu)勢。

1）協(xié)同作業(yè)，高效便捷

Revit軟件支持多人同時建模，然后整合到一起。軟件具有自動化更新功能，模型的某一處改動，與其相關(guān)的構(gòu)件也會發(fā)生相應(yīng)改動，相對于傳統(tǒng)的二維深化設(shè)計，敏捷性更好，能極大地縮短工程時間。

2）直觀易懂，模擬精確

三維信息模型相對于傳統(tǒng)的平面模式來說，能更好地展現(xiàn)項目關(guān)鍵部位的構(gòu)造，也能夠更好地便于施工人員的溝通。同時，借助于BIM技術(shù)的4D模擬技術(shù)，可以對交錯復(fù)雜的工序及構(gòu)件進(jìn)行模擬施工，確保施工方案的順利執(zhí)行，避免施工現(xiàn)場構(gòu)件無法安裝等情況。

3）信息共享，管理優(yōu)化

通過BIM模型對工程進(jìn)行預(yù)先建造，可以完全展現(xiàn)出設(shè)計想表達(dá)的方案效果，而且建立的過程中可以對圖紙中不完善的地方進(jìn)行優(yōu)化，將整個裝飾項目按照效果最好的方式建立模型，提前發(fā)現(xiàn)碰撞問題，避免施工中有沖突，檢查出來的問題可以自動形成碰撞檢查報告，方便與其他單位進(jìn)行溝通，減少返工。

4）成本節(jié)約，效益可觀

通過建立的BIM模型可以提前知道現(xiàn)場實際材料用量，將現(xiàn)場實際材料用量與投標(biāo)工程量進(jìn)行對比，從而有效的實現(xiàn)施工材料管控和成本控制。

5 結(jié)語

異形結(jié)構(gòu)裝飾工程施工項目運用 BIM 技術(shù)的特性與優(yōu)勢，過程中不僅可以解決復(fù)雜空間構(gòu)造的材料下料及安裝的難點，保障項目進(jìn)行的穩(wěn)定性，而且能促進(jìn)項目信息共享，增強工廠加工準(zhǔn)確性與便捷度；既能提高項目的整體工作效率，又避免因圖紙問題引起的現(xiàn)場返工，保證約定工期，節(jié)約綜合成本。

參考文獻(xiàn)

[1]羅蘭，趙靜雅.裝飾工程BIM應(yīng)用流程初探——基于Revit的裝飾模型建立和應(yīng)用流程.土木建筑工程信息技術(shù)[J]，2013（6）：81-88.

[2]安津冬，朱蓉蓉，袁文岑.BIM技術(shù)在歐洲古建修復(fù)工程中的應(yīng)用.施工技術(shù)[J]，2016（15）：50-54.

[3]李享.BIM技術(shù)在裝飾施工過程中的應(yīng)用初探[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2015，（4）：48-50.

作者簡介

李享（1989-），男，漢族，四川渠縣，成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，初級，碩士研究生，研究方向：BIM技術(shù)。endprint