建筑裝飾裝修工程中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

李 軍

近年來，BIM 技術(shù)在各類建筑裝飾裝修工程項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，有效提升了建筑裝飾裝修行業(yè)的信息化水平。BIM 技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢在于模型構(gòu)建，可以借助可視化模型指導(dǎo)裝飾裝修施工。為了在實(shí)際項(xiàng)目中切實(shí)發(fā)揮出BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，要立足于工程的實(shí)際情況，科學(xué)制定BIM 技術(shù)的應(yīng)用方案。

1 BIM 技術(shù)在建筑裝飾裝修工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM 技術(shù)作為時(shí)代前沿的技術(shù)手段，在建筑裝飾裝修工程中具有顯著優(yōu)勢，主要體現(xiàn)為：

1）便于協(xié)同管理。BIM 技術(shù)可以將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為可視化模型，直觀呈現(xiàn)裝修效果。建筑裝飾裝修工程涉及多個(gè)主體，如業(yè)主方、施工方和設(shè)計(jì)方等，引入BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的可視化管理，各個(gè)工程主體可以基于BIM 模型實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高工程管理效率[1]。

2）減少設(shè)計(jì)變更。在建筑裝飾裝修期間出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更，不僅會(huì)延誤工期，還會(huì)造成不必要的成本開支。引入BIM 技術(shù)后，就可以將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為BIM 模型，通過其中的碰撞檢測功能解決管道碰撞問題，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)缺陷，避免在后續(xù)施工期間引發(fā)設(shè)計(jì)變更。

3）控制成本造價(jià)。完成BIM 模型構(gòu)建后，上傳材料的規(guī)格和市場價(jià)格，運(yùn)用BIM 平臺(tái)算法計(jì)算出成本造價(jià)區(qū)間，保證成本管理質(zhì)量，有效控制成本。

2 基于建筑裝飾裝修工程實(shí)例的BIM 技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 工程概況

為提高本次研究的針對(duì)性，選取某建筑裝飾裝修工程作為實(shí)例。案例屬于綜合體建筑項(xiàng)目，共計(jì)17 層，其中1 ～3 層為商用，4 ～17 層為住宅，裝飾裝修工程主要為4 ～17 層的住宅部分。該工程工期緊張，跨越當(dāng)?shù)赜昙?，現(xiàn)場條件相對(duì)較差，但工程質(zhì)量要求較高。為了順利完成裝飾裝修施工，最大限度保證施工質(zhì)量，確保如期竣工交付，本項(xiàng)目引入BIM 技術(shù)，采用全生命周期理念，將BIM 技術(shù)全面應(yīng)用到裝飾裝修工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，力圖借助BIM 技術(shù)減少設(shè)計(jì)變更問題，降低外部因素對(duì)施工過程的干擾。

2.2 BIM模型構(gòu)建與調(diào)整

建筑裝飾裝修工程中BIM 模型的構(gòu)建與調(diào)整流程如圖1 所示，具體步驟為：

圖1 建筑裝飾裝修工程中BIM 模型的構(gòu)建與調(diào)整流程（來源：作者自繪）

1）提取結(jié)構(gòu)特征，整合數(shù)據(jù)信息。依托BIM 軟件整合工程數(shù)據(jù)信息，明確建筑裝飾裝修的要求，按照既有結(jié)構(gòu)特征確定建筑內(nèi)部空間功能，初步得出裝飾裝修方案。

2）設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化，獲取BIM模型。應(yīng)用Revit 等BIM 軟件，將裝飾裝修設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為可視化模型，借助其中的樣板先行功能構(gòu)建簡單的建筑樣板模型，并進(jìn)一步按照設(shè)計(jì)方案優(yōu)化細(xì)節(jié)，確定面層、地面、墻面和龍骨等裝飾單元的材料規(guī)格、顏色搭配等，獲得完整的BIM 設(shè)計(jì)模型。

3）上傳設(shè)計(jì)參數(shù)，專業(yè)審核調(diào)整。將設(shè)計(jì)參數(shù)上傳至BIM 建模軟件中，獲得裝飾裝修設(shè)計(jì)方案的漫游圖和效果圖，并交由業(yè)主方進(jìn)行專業(yè)審核，對(duì)裝飾裝飾模型細(xì)節(jié)加以調(diào)整，通過審核后轉(zhuǎn)化BIM 模型，自動(dòng)化生成平面圖、立面圖和剖面圖，并以圖紙和模型的方式完成設(shè)計(jì)交付[2]。

4）參數(shù)化設(shè)計(jì)，銜接工程數(shù)據(jù)庫。建筑裝飾裝修的整體化BIM 框架模型構(gòu)建完成后，開始參數(shù)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)BIM 模型參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)構(gòu)建工程數(shù)據(jù)庫，將裝飾裝修所用的數(shù)據(jù)分類整理并歸納至數(shù)據(jù)庫中。該數(shù)據(jù)庫可以與BIM 模型直接關(guān)聯(lián)，若設(shè)計(jì)期間出現(xiàn)了數(shù)據(jù)變更，則BIM 模型直接基于工程數(shù)據(jù)庫的變更結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整。

2.3 BIM碰撞檢測分析

在建筑裝飾裝修工程正式施工前，應(yīng)做好各類管道與結(jié)構(gòu)之間的碰撞檢查，以免埋下質(zhì)量隱患。傳統(tǒng)的施工模式主要通過圖紙對(duì)比和過往經(jīng)驗(yàn)檢查是否存在碰撞問題，不僅效率低下，而且無法保證碰撞檢查的全面性和精準(zhǔn)性。

為了解決該問題，本工程案例借助BIM 技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，消除建筑裝飾裝修工程中可能存在的硬碰撞（給排水管道、暖通管道、土建結(jié)構(gòu)之間）與間隙碰撞（管道與開關(guān)、插座之間）問題，具體為：第1，以整體工程模型為基礎(chǔ)，截取需要進(jìn)行碰撞檢查的分項(xiàng)工程和局部結(jié)構(gòu)，設(shè)置碰撞檢查的結(jié)構(gòu)對(duì)象。第2，使用BIM 軟件平臺(tái)中的碰撞檢查功能，精準(zhǔn)識(shí)別模型中的碰撞沖突和重疊單元，生成碰撞報(bào)告。第3，基于BIM 平臺(tái)所示碰撞檢查報(bào)告優(yōu)化裝飾裝修模型，完成優(yōu)化調(diào)整后重復(fù)上述步驟，直至建筑裝修裝飾工程中不再存在碰撞隱患，解決潛在質(zhì)量問題[3]。

2.4 效果及進(jìn)度仿真模擬

2.4.1 效果仿真模擬

完成BIM 建模和碰撞檢查后，開始進(jìn)行效果仿真模擬。場景渲染得到的效果圖，能夠更清晰、更直觀地呈現(xiàn)出裝飾裝修效果，也能更加全面地指導(dǎo)施工作業(yè)。裝修效果仿真模擬時(shí)，需要從BIM 軟件平臺(tái)數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)取軟裝飾品文件要素，如軟裝家具、衛(wèi)生設(shè)備、裝飾品等，并設(shè)定軟裝飾品的材質(zhì)、顏色和風(fēng)格等參數(shù)。在模型上擺放家具和其他裝飾構(gòu)件后，添加日光、通風(fēng)、燈光等效果，得到渲染效果圖，使建筑裝飾裝修工程相關(guān)主體能夠精準(zhǔn)了解最終效果，整合多方建議，確保建筑裝飾裝修成果可滿足多方需求。此外，還可以借助BIM 軟件的漫游功能放大模型，使施工人員能夠更加仔細(xì)地了解裝飾細(xì)節(jié)。例如，在建筑裝飾裝修工程組織技術(shù)交底時(shí)，可借助BIM 軟件的漫游放大模型重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)技術(shù)細(xì)節(jié)，突出關(guān)鍵要素，確保施工技術(shù)人員均能掌握裝飾裝修要點(diǎn)，進(jìn)而確保建筑裝飾裝修工程在可視化BIM 模型和效果模擬圖的指導(dǎo)下順利完成項(xiàng)目，以免因技術(shù)細(xì)節(jié)把控不當(dāng)而引發(fā)質(zhì)量隱患[4]。

2.4.2 進(jìn)度仿真模擬

因工期緊張且施工期間遭遇雨季，一定程度上影響了裝飾裝修材料的采購和運(yùn)輸，阻礙了施工進(jìn)程。為有效應(yīng)對(duì)工期緊張問題，可在工期管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)，仿真模擬裝飾裝修的施工進(jìn)度：第1，基于方案和BIM 模型將整個(gè)工程劃分為不同分項(xiàng)工程單元，劃定各個(gè)分項(xiàng)工程的施工順序和工期期限，編制多個(gè)工期控制方案?？紤]到建筑裝飾裝修工程期間多個(gè)分項(xiàng)工程可能需在同一工作面內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè)，為避免產(chǎn)生作業(yè)沖突，維護(hù)現(xiàn)場施工秩序，案例工程項(xiàng)目在進(jìn)度仿真模擬之前，強(qiáng)調(diào)各分項(xiàng)工程的交叉施工范圍及標(biāo)準(zhǔn)，要求各個(gè)分項(xiàng)工程團(tuán)隊(duì)之間溝通交流，在確認(rèn)無交叉施工隱患后進(jìn)行工期模擬。第2，采用BIM 軟件的仿真功能進(jìn)行工期模擬，動(dòng)態(tài)化模擬演示裝修進(jìn)程，補(bǔ)充各類干擾性因素，如雨季材料運(yùn)輸緩慢、交叉施工引發(fā)作業(yè)沖突等，并對(duì)比各個(gè)工期控制方案，選出最佳的工程施工方案，避免多個(gè)分項(xiàng)工程于同一作業(yè)面內(nèi)施工的情況。第3，整理最佳施工方案的工期規(guī)劃，以甘特圖的形式呈現(xiàn)，將其作為控制工程施工工期的主要依據(jù)，推進(jìn)不同分項(xiàng)工程的施工進(jìn)度，降低各干擾因素的負(fù)面影響，減少工期延誤概率，良好解決建筑裝飾裝修工程工期緊張的問題。

2.5 成本測算

在完成BIM 模型構(gòu)建之后，本案例以BIM 模型為依據(jù)進(jìn)行成本造價(jià)估算，并通過BIM 模型與工程數(shù)據(jù)庫的對(duì)接，提升了成本造價(jià)估算的精度，此為本案例在BIM 技術(shù)應(yīng)用方面的創(chuàng)新點(diǎn)。結(jié)合案例建筑裝飾裝修工程，將BIM 平臺(tái)與造價(jià)算量軟件相結(jié)合，借助BIM 技術(shù)對(duì)成本進(jìn)行把控，具體為：第1，從BIM 平臺(tái)中選取案例建筑裝飾裝飾工程構(gòu)建的BIM 模型，將BIM 平臺(tái)對(duì)接工程數(shù)據(jù)庫，依托于數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)把控當(dāng)?shù)夭牧铣杀?、人力成本等施工成本。?，進(jìn)一步運(yùn)用造價(jià)算量軟件，結(jié)合數(shù)據(jù)庫內(nèi)成本數(shù)據(jù)與BIM 模型對(duì)建筑裝飾裝修工程造價(jià)成本進(jìn)行測量估算。在此期間，為保障成本測量估算準(zhǔn)確，以BIM 模型為依據(jù)，對(duì)建筑物裝飾裝修工程的材料需求及人力需求進(jìn)行模擬，兩者結(jié)合即可精準(zhǔn)估算出工程造價(jià)成本。第3，將BIM 技術(shù)的成本測算功能全面應(yīng)用到建筑裝飾裝修工程實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)中。在案例工程內(nèi)，裝飾裝修方案比選時(shí)，借助該功能估算各個(gè)裝飾裝修方案的成本造價(jià)，確認(rèn)裝飾裝修質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后選取成本造價(jià)最低的方案，保障裝飾裝修方案的質(zhì)量及成本。進(jìn)入施工階段后，充分運(yùn)用BIM 技術(shù)造價(jià)測算功能了解當(dāng)?shù)爻杀咀儎?dòng)情況，若出現(xiàn)材料成本下降的情況，可結(jié)合工程進(jìn)度適當(dāng)提高材料購入量，優(yōu)化調(diào)整材料采購計(jì)劃，以此達(dá)到成本控制的效果。

2.6 施工階段BIM管控

在裝飾裝修工程施工期間，同樣可以運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行施工管理，將該技術(shù)融入施工的各個(gè)環(huán)節(jié)。圖2 所示為本建筑裝飾裝修工程案例在施工階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用思路，將BIM技術(shù)融入組織管理、施工控制和竣工驗(yàn)收中，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)在施工階段的優(yōu)勢。

圖2 建筑裝飾裝修工程施工階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用（來源：作者自繪）

2.6.1 組織管理

應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同管理。例如，業(yè)主方、施工方、設(shè)計(jì)方等不同主體均具有BIM 軟件平臺(tái)賬號(hào)，在BIM 模型構(gòu)建、裝飾裝修方案確定、工期方案對(duì)比期間，各個(gè)主體均可基于BIM 技術(shù)發(fā)表建議、表述想法，在BIM 技術(shù)幫助下切實(shí)提高案例建筑裝飾裝修工程的組織管理實(shí)效。

2.6.2 施工控制

相較于傳統(tǒng)的管理模式，BIM 技術(shù)在施工控制方面具有明顯優(yōu)勢。建筑裝飾裝修工程施工期間，施工人員以BIM 模型為依據(jù)進(jìn)行施工。施工之前構(gòu)建原始的建筑結(jié)構(gòu)模型，當(dāng)施工人員完成某單元或某分項(xiàng)工程的施工作業(yè)時(shí)，及時(shí)上報(bào)施工參數(shù)，上傳圖片和數(shù)據(jù)，用于更新BIM 模型狀態(tài)。待數(shù)據(jù)和圖片上傳后，BIM 模型將會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變。項(xiàng)目管理人員可以通過BIM 模型實(shí)時(shí)了解施工進(jìn)度和施工成果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，有針對(duì)性地解決問題。本工程案例不僅借助BIM 技術(shù)強(qiáng)化施工過程的管控，還實(shí)現(xiàn)了多分項(xiàng)工程之間的協(xié)同管理。建筑裝飾裝修工程包括暖通、結(jié)構(gòu)、電氣等多個(gè)分項(xiàng)工程，各個(gè)分項(xiàng)工程在施工期間存在交叉施工和混合施工的情況[5]。施工時(shí)，可以借助BIM 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不同分項(xiàng)工程團(tuán)隊(duì)之間的數(shù)據(jù)共享，避免產(chǎn)生不必要的施工問題。

2.6.3 竣工驗(yàn)收

施工完成后，將最終的裝修裝飾施工成果掃描并轉(zhuǎn)化為BIM 模型，與裝飾裝修設(shè)計(jì)方案對(duì)比，用于確認(rèn)施工的完成度。相較于傳統(tǒng)竣工驗(yàn)收檢查效果，以BIM 模型為依托展開建筑裝飾裝修檢查時(shí)，所涉及的檢查項(xiàng)目更為完善，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑內(nèi)部與外部細(xì)節(jié)的全方位檢查，把握細(xì)節(jié)，避免出現(xiàn)細(xì)節(jié)把控不當(dāng)而埋下安全質(zhì)量隱患問題。此外，BIM 模型是在建筑信息數(shù)據(jù)及軟件自帶通用性結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的，只有擴(kuò)充軟件工程數(shù)據(jù)庫，方可提升BIM 模型搭建質(zhì)量與效率。因此，案例建筑裝飾裝修工程在竣工驗(yàn)收階段不僅基于BIM 模型完成了精細(xì)化審核對(duì)比，還進(jìn)一步整理施工過程中所涉及的全部施工數(shù)據(jù)和信息，將其存入BIM 數(shù)據(jù)庫內(nèi)以備查閱。工程所運(yùn)用的普適性結(jié)構(gòu)歸入工程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，為后續(xù)類似工程的施工作業(yè)提供參考依據(jù)，助力BIM 模型的構(gòu)建。

2.7 BIM技術(shù)應(yīng)用效果

本建筑裝飾裝修工程案例積極應(yīng)用BIM 技術(shù)，呈現(xiàn)出優(yōu)異效果：第1，施工前，基于BIM 模型進(jìn)行碰撞檢查和成本造價(jià)分析，有效避免了設(shè)計(jì)變更問題，使工程按照既定的成本規(guī)劃施工，不但未超預(yù)算，而且節(jié)約了8%的成本。第2，施工期間遭遇雨季，材料的運(yùn)輸效率和送達(dá)時(shí)間均不確定。為了避免雨季對(duì)施工的影響，運(yùn)用BIM 平臺(tái)的仿真模擬功能，設(shè)定雨季等不利因素，為雨季應(yīng)對(duì)策略提供依據(jù)，最后對(duì)比選擇出最佳施工方案。本案例在科學(xué)有效的施工方案指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)了雨季環(huán)境下材料運(yùn)輸配置的科學(xué)規(guī)劃，在既定工期要求內(nèi)完成施工，未出現(xiàn)工期延誤。第3，BIM 技術(shù)構(gòu)建的模型不僅整體性高，而且可以根據(jù)實(shí)際需求放大局部模型結(jié)構(gòu)，便于施工人員確定詳細(xì)的施工參數(shù)，有效保障了裝飾裝修的施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

BIM 技術(shù)在建筑裝飾裝修工程中有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，不僅可以革新施工方式和管理方法，還可以減少設(shè)計(jì)變更，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)有力的協(xié)同管理和成本控制。本建筑科學(xué)構(gòu)建BIM 模型框架，借助碰撞檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決管道與結(jié)構(gòu)的碰撞問題，還運(yùn)用BIM 軟件中的仿真模擬功能進(jìn)行效果渲染和工期進(jìn)度控制，以全生命周期理論為依據(jù)強(qiáng)化施工階段的BIM 技術(shù)管控，最終呈現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用效果。