基于BIM的室內(nèi)裝修方案比選研究

鄒亞坤

【摘? 要】室內(nèi)裝修方案的比選，應(yīng)從產(chǎn)品全生命周期角度出發(fā)，考慮施工成本、用戶使用體驗和運(yùn)營維護(hù)。論文應(yīng)用BIM技術(shù)創(chuàng)建虛擬裝修樣板間，實現(xiàn)業(yè)主和最終用戶對設(shè)計方案的沉浸式體驗，運(yùn)用層次分析法定量比選裝修方案，尋求更理想的裝修方案。

【Abstract】The comparison and selection of interior decoration schemes should start from the perspective of the full life cycle of products， and consider the construction cost， user experience and operation and maintenance. The paper applies BIM technology to create a virtual decoration model room to achieve an immersive experience of design scheme for owners and end users， and uses analytic hierarchy process to quantitatively compare and select decoration schemes to seek a more ideal decoration scheme.

【關(guān)鍵詞】全生命周期;BIM;層次分析法;裝修方案;比選

【Keywords】full life cycle; BIM; analytic hierarchy process; decoration scheme; comparison and selection

【中圖分類號】TU17;TU767? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0182-02

1 引言

傳統(tǒng)室內(nèi)裝修工程完工后，業(yè)主才能切實感受裝修的效果，這種情況下，用戶對裝修效果不甚滿意并不鮮見，但是全部重新裝修也并不現(xiàn)實。為了更好地避免此類問題，可以運(yùn)用BIM（Building Information Modeling）建立裝修虛擬樣板間，讓業(yè)主虛擬體驗裝修方案，積極參與設(shè)計溝通，優(yōu)化設(shè)計方案，并運(yùn)用層次分析法針對多個設(shè)計方案比選擇優(yōu)。

本文以某實驗樓工程為例，應(yīng)用BIM技術(shù)和層次分析法，闡述對于該樓室內(nèi)頂棚裝修方案比選的過程。

2 建立虛擬樣板間

2.1 工程概況

某實驗樓建筑面積55875.54m2，設(shè)實訓(xùn)室、研修室、教研室等房間，其中實訓(xùn)室數(shù)量最多，共109間，建筑面積約15000m2。老師和學(xué)生作為實驗樓的最終用戶，希望室內(nèi)裝修能提供明亮、舒適、美觀的學(xué)習(xí)環(huán)境;從業(yè)主的角度看，希望裝修方案需要較低的施工成本和維修難度。下面以最具代表性的實訓(xùn)室為例，分析其頂棚裝修方案的優(yōu)選過程。

2.2 天棚裝修方案擬定

根據(jù)業(yè)主方意見，擬定了四種裝修方案：方案一，燈線以上墻面抹灰白色乳膠漆、頂棚抹灰白色涂料;方案二，燈線以上墻面抹灰至梁底;方案三，燈線以上抹灰色乳膠漆兩遍;方案四，裝飾石膏板單層輕鋼龍骨吊頂。下面應(yīng)用BIM技術(shù)，制作四種裝修方案的虛擬樣板間。

2.3 實驗樓三維建模

運(yùn)用Autodesk Revit 2017（以下簡稱Revit）對實驗樓進(jìn)行三維建模。首先，創(chuàng)建土建主體部分模型，包括：標(biāo)高和軸網(wǎng)、基礎(chǔ)、柱、梁、板、剪力墻;其次，創(chuàng)建二次結(jié)構(gòu)及裝修部分，包括：內(nèi)外隔墻、門窗、走廊吊頂、內(nèi)墻墻面、外墻墻面和頂棚裝修;最后，使用Revit MEP模塊創(chuàng)建給排水、暖通空調(diào)、電氣專業(yè)的三維模型。

2.4 裝修虛擬樣板間的創(chuàng)建與改進(jìn)

基于四種裝修方案和Revit模型，選擇四間大致相同的實訓(xùn)室創(chuàng)建虛擬樣板間。

2.4.1 裝修方案可視化

Lumion 3D Rendering Software（以下簡稱Lumion）中的材質(zhì)種類豐富、渲染效果好，能夠達(dá)到更接近現(xiàn)實的虛擬效果，實現(xiàn)“所見即所得”的目標(biāo)，因此，選擇Lumion對樣板間進(jìn)行渲染。在渲染前，將Revit模型導(dǎo)入Lumion中。在Revit中使用“Lumion LiveSyne for”插件，將模型導(dǎo)出為DAE格式文件。再將該DAE文件導(dǎo)入Lumion，完成導(dǎo)入工作。模型文件導(dǎo)入后，在Lumion的材質(zhì)庫中挑選材質(zhì)，對四間實訓(xùn)室的頂棚進(jìn)行虛擬裝修。通過調(diào)整材質(zhì)中的配色比例、拋光度等，提高虛擬裝修的真實度。

2.4.2 漫游視頻制作

完成虛擬裝修后，用漫游功能制作樣板間漫游視頻。在設(shè)置漫游路徑和拍攝關(guān)鍵幀照片時應(yīng)保持畫面行進(jìn)平穩(wěn)和避免路線頻繁轉(zhuǎn)角。四間虛擬樣板間可共用同一套漫游路徑，保證每個樣板間的展示線路和內(nèi)容一致。設(shè)置合適的視頻幀數(shù)和分辨率，渲染導(dǎo)出為MP4格式的漫游視頻文件。

3 基于AHP的裝修方案比選

對于四種裝修方案，需要從中選取一個最優(yōu)方案。選取最優(yōu)方案不能只依據(jù)某一個指標(biāo)。為了能夠綜合考慮各種指標(biāo)因素的影響，本文引入層次分析法進(jìn)行方案比選。

3.1 層次分析法的基本原理

通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，獲得專家打分，經(jīng)過計算得到各方案的綜合得分，從而選出最優(yōu)方案。

3.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

層次結(jié)構(gòu)模型由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層組成。該模型的目標(biāo)是選擇一個頂棚裝修方案。準(zhǔn)則層的指標(biāo)通過分析頂棚裝修的全生命周期得到。在工程設(shè)計階段，考慮裝修的施工成本。在施工階段，考慮頂棚的施工作業(yè)持續(xù)時間。此外，需要考慮裝修的美觀性，以保證投入使用后會受到用戶歡迎。項目運(yùn)營過程中，考慮裝修的維修難度。模型的準(zhǔn)則層要素為：施工成本、美觀性、施工作業(yè)時間、維護(hù)難度。方案層則為經(jīng)過第四章優(yōu)化后的四個方案。

3.3 構(gòu)造判斷（成對比較）矩陣

為確定指標(biāo)的權(quán)重，層次分析法引入成對比較法和1-9比較尺度構(gòu)造判斷矩陣。1-9比較尺度具體內(nèi)容為：①i和j同樣重要打1分;②i比j稍微重要打3分;③i比j明顯重要打5分;④i比j強(qiáng)烈重要打7分;⑤i比j極端重要打9分;⑥“2、4、6、8”表示需要在上述兩個標(biāo)準(zhǔn)之間折衷時的分?jǐn)?shù)。

向五個從事室內(nèi)裝修多年的工程人員調(diào)查四個指標(biāo)的打分結(jié)果。對各專家打分后的結(jié)果加權(quán)平均處理，并取平均值的整數(shù)部分作為最終結(jié)果。按最終結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣如表1所示。

3.4 求解準(zhǔn)則層權(quán)重值

將得到的判斷矩陣，按列進(jìn)行歸一化處理，得到矩陣R'。將R'按行累加得到W=（1.86，0.94，0.82，0.38）T，對該向量歸一化得到R的特征向量：w=（0.465，0.235，0.205，0.095）T。已知在線性代數(shù)中對特征值和特征向量有：Rw=wλ。由式（1）計算得到特征值為：λ=4.176。

為檢驗專家打分是否存在判斷誤差，需要對矩陣R進(jìn)行一致性檢驗。通過特征值計算一致性指標(biāo)，即式（2），得CI=0.059。通過隨機(jī)一致性指標(biāo)（見表2），衡量一致性指標(biāo)的大小。將一致性指標(biāo)比上相應(yīng)隨機(jī)一致性指標(biāo)得到一致性比率CR=0.065，一般認(rèn)為CR小于0.1則矩陣滿足一致性。所以判斷矩陣R滿足一致性，特征向量w中的值即準(zhǔn)則層權(quán)重值。

3.5 獲取方案層得分

選取30個用戶，為他們展示虛擬樣板間漫游視頻，收集各方案的美觀性評分。為獲取各方案在施工作業(yè)時間和維護(hù)難度指標(biāo)方面的得分，向施工企業(yè)人員發(fā)放調(diào)查問卷，收回有效問卷30份。打分采用9分制，參照評分等級對照表（見表3）打分。通過GB 50854—2013《房屋建筑與裝飾工程工程量計算規(guī)范》計算四個方案的工程量，并按市場價格進(jìn)行組價得到施工成本。四個方案的單位面積造價分別為：91.01元/m2、11.71元/m2、32.60元/m2、84.44元/m2。按評分等級將方案的造價轉(zhuǎn)化為得分。造價越低，得分越高。四個方案評分分別為：5、9、8、6。

取得方案的指標(biāo)打分后，對得分加權(quán)平均處理，加權(quán)平均得分，如表4所示。結(jié)合指標(biāo)權(quán)重可以得到方案的最終得分，如表4所示。

3.6 分析結(jié)果

根據(jù)四個方案得分由小到大排序，結(jié)果為：方案四、方案一、方案三、方案二。得分最高的方案二相對來說最優(yōu)，選擇方案二作為最終方案。

4 結(jié)語

基于BIM技術(shù)構(gòu)造虛擬樣板間，可以使得業(yè)主和用戶在使用前直觀地感受設(shè)計，有利于業(yè)主和用戶提出設(shè)計改進(jìn)意見?；谌芷谒枷虢Y(jié)合業(yè)主需求，提出裝修方案的評價指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法比較裝修方案，選擇業(yè)主和最終用戶最滿意的裝修方案。

【參考文獻(xiàn)】

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