BIM技術(shù)在廣州18-22號(hào)線軌道交通建筑裝飾工程中的設(shè)計(jì)探討與應(yīng)用研究

文／陳宇佳 廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 廣東廣州 510000

引言：

地鐵具有運(yùn)行速度快、載客能力強(qiáng)、運(yùn)行安全性高等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已在許多城市中得到推廣，起到緩解地面交通運(yùn)行壓力的作用。裝飾工程作為地鐵工程的重要組成內(nèi)容，做好美觀性、安全性設(shè)計(jì)，可以塑造良好的軌道交通形象，同時(shí)對(duì)于區(qū)域文化傳遞也有著積極意義。在交通建筑裝飾工程中引入BIM 技術(shù)，可以搭建良好的工程作業(yè)環(huán)境，提高裝飾工程作業(yè)結(jié)果的合理性。

1、BIM 技術(shù)概述

1.1 技術(shù)定義

BIM（建筑信息模型）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。我國是在2004年開始引入 BIM 技術(shù)，相比國外起步較晚，不過近年來隨著我國建筑產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)和發(fā)展，BIM 技術(shù)在我國進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，很多省市陸續(xù)發(fā)布了自己的 BIM 指南和相關(guān)文件，越來越多的建筑企業(yè)開始認(rèn)識(shí)到 BIM 技術(shù)的重要性，因此也涌現(xiàn)出了一批如上海迪士尼游樂園、南京青奧中心等大規(guī)模應(yīng)用 BIM 技術(shù)的項(xiàng)目。2016年我國完成了 BIM 技術(shù)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)意見稿，因此也就意味著我國建筑業(yè)將在科學(xué)實(shí)踐指導(dǎo)下應(yīng)用 BIM 技術(shù)。

1.2 應(yīng)用特點(diǎn)

BIM 技術(shù)在應(yīng)用中具有以下應(yīng)用特點(diǎn)：

（1）信息可視化，BIM 技術(shù)在使用中會(huì)將傳統(tǒng)二維信息進(jìn)行數(shù)字化處理，得到的數(shù)字化信息也會(huì)在工具作用下完成三維化處理，所建立的三維模型具備更強(qiáng)的直觀性，這樣也便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的不足，不斷提高所整理數(shù)據(jù)的直觀性。

（2）模擬性，地鐵裝飾工程涉及許多作業(yè)內(nèi)容，包括照明系統(tǒng)、地面鋪裝、墻體裝飾等，內(nèi)容復(fù)雜度和協(xié)調(diào)難度較大。在BIM 技術(shù)的輔助下，可以建立虛擬建設(shè)環(huán)境，錄入相應(yīng)資料后可以對(duì)整個(gè)工作過程進(jìn)行模擬，便于發(fā)現(xiàn)施工中可能遇到的施工問題，針對(duì)性擬定預(yù)防和處理方案，減少工程施工變更問題，營(yíng)造良好的工程作業(yè)環(huán)境。

（3）可出圖性，BIM 技術(shù)整理的所有信息能夠以圖像的形式進(jìn)行輸出，滿足不同情況下的應(yīng)用要求。

2、工程概況

如圖1所示，廣州18-22 號(hào)線軌道交通工程的設(shè)計(jì)范圍18 號(hào)線自萬頃沙至廣州東站，全長(zhǎng)62.7km，設(shè)站9 座。22 號(hào)線自萬頃沙至白鵝潭，線路全長(zhǎng)31.0km，設(shè)站6 座。在裝飾工程施工中，其區(qū)域定位是作為面向世界的窗口，其內(nèi)容會(huì)參考國際化內(nèi)容，以達(dá)到和國際順利接軌的目的。而該軌道交通工程線路長(zhǎng)度較大，線間距較高，在空間設(shè)計(jì)中，使用一體化設(shè)計(jì)思路，對(duì)于地下車站空間進(jìn)行充分利用，以此來提高空間內(nèi)容的識(shí)別性，滿足相應(yīng)的使用要求。

圖1 廣州18-22 號(hào)線軌道交通工程線路圖

3、BIM 技術(shù)在裝飾工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 工程設(shè)計(jì)階段

3.1.1 建立三維模型

BIM 技術(shù)作為一類綜合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的建模方法，在工程設(shè)計(jì)階段，會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)書、任務(wù)書等內(nèi)容進(jìn)行客觀考量，根據(jù)整理結(jié)果建立BIM 模型，在模型中包括了地鐵站室內(nèi)裝飾各類構(gòu)件、關(guān)聯(lián)構(gòu)件、空間含物等內(nèi)容進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，以此來模擬出地鐵站空間狀態(tài)，提升所建立設(shè)計(jì)方案的直觀性。如圖2所示，基于此次設(shè)計(jì)活動(dòng)的相關(guān)要點(diǎn)，使用“透明LED 屏幕+穿孔鋁板”的形式進(jìn)行站廳設(shè)計(jì)，利用鋁板的反光性，營(yíng)造更加明亮的地鐵運(yùn)行環(huán)境，而透明LED 屏幕上滾動(dòng)的文字、圖片、影像，可以減少人們等待列車時(shí)的負(fù)面情緒。在BIM 模型輔助下，這些內(nèi)容都可以直觀體現(xiàn)出來，便于客觀評(píng)估設(shè)計(jì)方案的可行性與先進(jìn)性。

圖2 站廳中庭建模示意圖

3.1.2 方案模擬施工

該項(xiàng)目在實(shí)施過程中，也會(huì)面臨不同類型的施工重難點(diǎn)，為提高施工方案最終的落實(shí)結(jié)果，也會(huì)利用BIM 技術(shù)來完成方案模擬施工，尤其是一些施工時(shí)較難的內(nèi)容，會(huì)借助BIM 技術(shù)來模擬整個(gè)操作流程，以確定施工技術(shù)在應(yīng)用中的細(xì)節(jié)問題，在確保工程施工質(zhì)量的同時(shí)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)工程進(jìn)度的有序性。而且所有方案模擬過程都會(huì)進(jìn)行記錄，存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的文件夾中，需要時(shí)直接利用PC端打開進(jìn)行查看，節(jié)省了相應(yīng)的圖紙資源。結(jié)合該項(xiàng)目的基礎(chǔ)特點(diǎn)，會(huì)使用Navisworks 軟件作為演示工具，該軟件具備較強(qiáng)的兼容性，同時(shí)在使用時(shí)也可以根據(jù)需求進(jìn)行模型關(guān)聯(lián)處理，更加及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)計(jì)問題，提高設(shè)計(jì)方案的可操作性。

3.1.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)

裝飾工程中所涵蓋的信息總量較大，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來加快數(shù)據(jù)處理效率，從而生成BIM 模型運(yùn)行時(shí)所需格式數(shù)據(jù)。得到的這些數(shù)據(jù)本身存在一定的關(guān)聯(lián)性，在某一處發(fā)生變更后，其他的位置也需要進(jìn)行變動(dòng)。例如，項(xiàng)目中裝飾墻鋁通顏色發(fā)生調(diào)整后，為了提高整個(gè)區(qū)域色彩協(xié)調(diào)性，其他部位的材料類型、顏色也會(huì)做出調(diào)整，以提升整個(gè)裝飾空間元素間的協(xié)調(diào)性。基于此，在項(xiàng)目裝飾工程方案設(shè)計(jì)中，會(huì)使用Revit 軟件參與到設(shè)計(jì)活動(dòng)中，利用軟件的協(xié)同功能來自動(dòng)化完成相關(guān)聯(lián)內(nèi)容調(diào)整，調(diào)整內(nèi)容也會(huì)在軟件中進(jìn)行提示，并且整理數(shù)據(jù)也會(huì)存儲(chǔ)在構(gòu)件族庫中，為其他活動(dòng)的順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。

3.1.4 碰撞沖突實(shí)驗(yàn)

裝飾工程涉及許多的作業(yè)內(nèi)容，其中還有許多內(nèi)容和土建工程、管道工程出現(xiàn)沖突。常規(guī)情況下，不同類型的施工方案會(huì)安排對(duì)應(yīng)專業(yè)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，即使中途進(jìn)行了充分的信息溝通，但依舊會(huì)面臨設(shè)計(jì)風(fēng)格不統(tǒng)一、功能使用沖突等問題，如裝飾構(gòu)造沖突、設(shè)備安裝沖突等，利用BIM 技術(shù)提供的便利條件，可以建立相應(yīng)的碰撞沖突實(shí)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的沖突內(nèi)容，對(duì)于沖突內(nèi)容做出及時(shí)調(diào)整，以此來減少施工變更問題，提高施工結(jié)果的合理性。并且在建立的三維模型上，也可以對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，按要求生成相應(yīng)的軸測(cè)圖或剖面圖，進(jìn)一步提升所整理圖形的直觀性。如圖3所示，所展示圖形可以更加直觀反映站臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容，具備良好的應(yīng)用價(jià)值。

圖3 站臺(tái)軸測(cè)圖示意圖

3.1.5 生成施工圖紙

在設(shè)計(jì)階段完成各類工作內(nèi)容后，可以進(jìn)行施工圖紙的生成，借助更加直觀、準(zhǔn)確的方式展示工程施工過程。在施工圖紙的制作中，會(huì)使用Revit 軟件來搭建相應(yīng)的施工模型，此類施工模型也和裝飾圖紙之間保持著較高的關(guān)聯(lián)性，在設(shè)計(jì)人員根據(jù)需求進(jìn)行 Revit 模型參數(shù)調(diào)整時(shí)，關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生變動(dòng)，從而得到動(dòng)態(tài)變化的繪制圖模型，減少中間的施工環(huán)節(jié)，不斷提高相關(guān)工作的開展效率。而且BIM 技術(shù)在使用中也會(huì)和手工繪圖組合在一起進(jìn)行使用，這樣也可以根據(jù)所需在圖紙上標(biāo)記相應(yīng)內(nèi)容，從而提高活動(dòng)開展結(jié)果的有效性與可靠性。

3.2 工程管理階段

3.2.1 施工進(jìn)度管理

該項(xiàng)目的施工工期較長(zhǎng)，為確保項(xiàng)目可以在既定工期內(nèi)順利完成，需要在工程作業(yè)期間做好施工設(shè)備、施工材料、施工人員的綜合控制，以此來營(yíng)造良好的施工環(huán)境，加快工程施工進(jìn)度。在BIM 技術(shù)應(yīng)用過程中，也可以對(duì)這些暴露的問題進(jìn)行及時(shí)處理，而且在需求引導(dǎo)下對(duì)各項(xiàng)影響施工進(jìn)度的因素進(jìn)行客觀考量，以此來提高擬定施工進(jìn)度管理結(jié)果的可靠性。該裝飾工程項(xiàng)目使用鋁通、LED屏幕等結(jié)構(gòu)，施工要求較高、施工工期較緊，因此會(huì)利用BIM 模型來輔助施工進(jìn)度管理，以此來縮減實(shí)際施工進(jìn)度和預(yù)期施工進(jìn)度之間的誤差，從而提高施工活動(dòng)的有序性，加快工程項(xiàng)目的開展進(jìn)度。

3.2.2 施工成本管理

該項(xiàng)目的施工規(guī)模較大，整體施工成本較高，而且在招投標(biāo)環(huán)境下，建設(shè)單位可獲得的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)也會(huì)壓縮，因此在工程作業(yè)期間也需要做好施工成本管理，將工程施工成本控制在合理范圍內(nèi)，以確保建設(shè)單位經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)空間。在BIM 技術(shù)應(yīng)用過程中，可以將施工成本預(yù)測(cè)、施工成本決策、施工成本計(jì)劃、施工成本控制、施工成本核算等內(nèi)容關(guān)聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)成本管理工作的全面聯(lián)動(dòng)，得到可靠的工程造價(jià)管理體系。而且利用BIM 模型也可以在施工過程中對(duì)造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，客觀評(píng)估實(shí)際造價(jià)和預(yù)期造價(jià)之間的差異情況，以此來擬定可靠的處理計(jì)劃，提高施工成本管理過程的合理性。

3.3 工程施工階段

3.3.1 施工材料管理

裝飾工程施工過程中，會(huì)使用到許多類型的裝飾材料，這些材料的施工質(zhì)量、施工效果也將影響到整個(gè)裝飾過程的合理性。尤其是一些提前預(yù)制好、擁有一定拼裝順序的施工材料，在BIM 技術(shù)輔助下，可以對(duì)這些施工材料進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)在模型中也會(huì)對(duì)這些材料的名稱、規(guī)格進(jìn)行記錄，同時(shí)也可以對(duì)構(gòu)件材質(zhì)進(jìn)行標(biāo)注，以此作為指導(dǎo)有序展開分項(xiàng)工程，確保施工材料使用過程的有序性，將施工材料應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮出來。

3.3.2 施工工藝管理

該裝飾工程施工過程中，會(huì)使用到許多種類的施工工藝，包括地面鋪裝技術(shù)、焊接技術(shù)等，而這些施工技術(shù)的施工效果也將影響到整個(gè)裝飾過程的合理性。尤其是一些施工工序復(fù)雜度較高的施工工藝，如果中間某環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，也將直接影響到施工結(jié)果的合理性，增加施工質(zhì)量問題的發(fā)生概率。在BIM 技術(shù)輔助下，可以對(duì)這些施工工藝工序進(jìn)行梳理，明確各工序施工工藝對(duì)應(yīng)的施工狀態(tài)，以此作為指導(dǎo)有序展開工程施工，確保施工工藝使用過程能夠按照既定工序順利落實(shí)，從而提高施工工藝的應(yīng)用效果。

3.3.3 施工過程管理

在裝飾工程施工過程中，施工過程管理直接決定了項(xiàng)目施工結(jié)果的藝術(shù)性和美觀性。在具體的施工活動(dòng)中，會(huì)利用BIM 技術(shù)來對(duì)工程項(xiàng)目施工過程的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，確定其中的管理重點(diǎn)，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)把控，使其可以和施工材料選型、施工材料采購、施工工藝順利銜接，以此來提高施工過程管理結(jié)果的科學(xué)性，確保在既定時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的施工任務(wù)。結(jié)合該項(xiàng)目的基礎(chǔ)特征，在實(shí)際應(yīng)用中需要做好裝飾工程的全生命周期管理，搭配VR 虛擬漫游技術(shù)，來對(duì)裝飾工程中的碰撞點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)審查，以此來提高整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。另外，在工程施工過程中也需要做好施工過程模擬，動(dòng)態(tài)糾正其中存在的相應(yīng)問題，以營(yíng)造良好的工程作業(yè)環(huán)境，滿足相應(yīng)的使用需求。

3.4 工程檢測(cè)階段

除上述提到的相關(guān)內(nèi)容外，BIM 技術(shù)在工程檢測(cè)階段也具備了良好的應(yīng)用價(jià)值。項(xiàng)目施工過程中，受到許多不確定因素影響，很容易發(fā)生施工風(fēng)險(xiǎn)，影響到工程施工質(zhì)量和施工環(huán)境安全性。BIM 技術(shù)所建立的應(yīng)用模型，可以更加直觀和全面的監(jiān)督施工過程，并以此為基礎(chǔ)來建立閉環(huán)系統(tǒng)，這樣也可以更好地解決施工方案科學(xué)性較低、參數(shù)偏差過大等問題。根據(jù)已有的施工數(shù)據(jù)，建立相匹配的三維模型，將其和設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對(duì)比，了解存在偏差的位置和具體原因，及時(shí)處理質(zhì)量不合規(guī)的部分，以提高整個(gè)裝飾工程施工結(jié)果的可靠性。

4、BIM 技術(shù)在裝飾工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的充足性

確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的充足性，能夠提高所建立模型的完整性，提高建立模型的使用價(jià)值。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，應(yīng)注意以下內(nèi)容：（1）明確數(shù)據(jù)整理目標(biāo)，地鐵車站裝飾工程涉及許多施工項(xiàng)目，所使用的裝飾材料種類、數(shù)量繁多，對(duì)此在前期也會(huì)利用信息技術(shù)來對(duì)該區(qū)域地質(zhì)資料、水文資料等內(nèi)容進(jìn)行梳理，同時(shí)也需要對(duì)當(dāng)?shù)匚幕滋N(yùn)、發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行整理，從而為設(shè)計(jì)方案擬定、BIM 模型建設(shè)提供良好參考；（2）做好數(shù)據(jù)整理和價(jià)值數(shù)據(jù)提取，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)借助信息技術(shù)來輔助數(shù)據(jù)整理，做好數(shù)據(jù)分類、時(shí)間線排序等工作，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書將價(jià)值數(shù)據(jù)錄入到BIM 模型中，從而提高所建立模型的完整性，為后續(xù)工作的開展提供參考。

4.2 組建高水平操作團(tuán)隊(duì)

通過組建高水平操作團(tuán)隊(duì)，可以更好地發(fā)揮出BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，以確保裝飾工程項(xiàng)目的順利實(shí)施。在具體實(shí)踐中需注意以下內(nèi)容：（1）做好操作團(tuán)隊(duì)成員的篩選工作，BIM 技術(shù)作為一項(xiàng)復(fù)合型技術(shù)，雖然具備了較強(qiáng)的自動(dòng)化水平，但依舊需要高水平操作人員來輔助系統(tǒng)運(yùn)行。在對(duì)操作人員進(jìn)行選擇時(shí)，會(huì)建立相應(yīng)的量化評(píng)估體系，對(duì)學(xué)習(xí)能力、專業(yè)能力、執(zhí)行能力等定性指標(biāo)進(jìn)行量化處理，根據(jù)評(píng)估結(jié)果來篩選最為合適的技術(shù)人員，提高操作團(tuán)隊(duì)的初始水平；（2）操作團(tuán)隊(duì)日常工作中，也需要做好相應(yīng)的培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容包括知識(shí)、安全知識(shí)、應(yīng)急處理知識(shí)等，培訓(xùn)后也會(huì)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行及時(shí)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果也會(huì)和績(jī)效考核制度、競(jìng)爭(zhēng)上崗制度關(guān)聯(lián)在一起，以此來提高操作團(tuán)隊(duì)綜合能力，滿足于相應(yīng)的操作要求。

4.3 做好部門協(xié)作管理工作

做好部門協(xié)作管理工作，能夠提高所建立BIM 模型的真實(shí)性，為施工活動(dòng)的順利展開提供良好參考。在具體實(shí)踐中需注意以下內(nèi)容：（1）做好信息溝通平臺(tái)的建設(shè)工作，利用信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)來建立溝通平臺(tái)，在設(shè)計(jì)階段各單位也會(huì)及時(shí)做好信息交互，以減少設(shè)計(jì)沖突問題，加快BIM 模型的建設(shè)速度；（2）BIM 模型應(yīng)用過程中，在發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題、材料問題、安裝問題時(shí)，也會(huì)將各部門所需要完成的工作進(jìn)行明確，在信息溝通平臺(tái)作用下順利完成相應(yīng)任務(wù)，并且在模型輔助下做好落實(shí)過程監(jiān)督，以提高擬定措施的應(yīng)用效果，滿足既定的管理要求。

4.4 及時(shí)存儲(chǔ)工程數(shù)據(jù)

及時(shí)存儲(chǔ)工程數(shù)據(jù)，可以提高所整理數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，不斷提高BIM 技術(shù)應(yīng)用體系的完善度。在具體實(shí)踐中需注意以下內(nèi)容：（1）所有數(shù)據(jù)完成使用后，需要對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行審核，做好相應(yīng)的分類工作，整理的數(shù)據(jù)也會(huì)進(jìn)行屬性標(biāo)記，以便于數(shù)據(jù)庫建設(shè)活動(dòng)的順利展開；（2）在數(shù)據(jù)整理過程中，會(huì)根據(jù)時(shí)間線來對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，每一類工程數(shù)據(jù)也會(huì)建立相匹配的文件夾，并做好不定期更新工作，為裝飾工程施工體系的完善提供良好參考。

結(jié)語：

綜上所述，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的充足性，能夠提高所建立模型的完整性，組建高水平操作團(tuán)隊(duì)，可以更好地發(fā)揮出BIM 技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，做好部門協(xié)作管理工作，能夠提高所建立BIM 模型的真實(shí)性，及時(shí)存儲(chǔ)工程數(shù)據(jù)，可以提高所整理數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。將BIM 技術(shù)應(yīng)用到地鐵裝飾工程施工活動(dòng)中，不僅可以加快工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度，而且能夠提升施工效果的藝術(shù)性，滿足既定建設(shè)的施工要求。