基于BIM的建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工技術(shù)研究

陳 亮

（北京市馳躍翔工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京 100068）

0 引言

BIM技術(shù)是數(shù)字化信息展示實(shí)體的技術(shù)，通過軟件平臺(tái)模擬建筑結(jié)構(gòu)，使施工圖紙和施工過程中的施工組織、場(chǎng)地平面布置、施工工藝等得以可視化，從而提高工程效率。將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程，針對(duì)目前工程進(jìn)度、質(zhì)量、成本管理等方面的不足，對(duì)工程項(xiàng)目展開全生命周期的控制，提高工程管理的效率[1]。

1 建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 構(gòu)建建筑室內(nèi)BIM模型

BIM模型的構(gòu)建分為可視化場(chǎng)地布置、土方平衡、構(gòu)件組裝、碰撞檢測(cè)等步驟。依據(jù)目標(biāo)建筑物的室內(nèi)環(huán)境結(jié)構(gòu)和三維空間信息數(shù)據(jù)，確定場(chǎng)地的布置結(jié)構(gòu)，并將結(jié)構(gòu)、裝修施工階段的場(chǎng)地通過三維可視化技術(shù)精確地反映到項(xiàng)目中[2]。結(jié)合建筑室內(nèi)場(chǎng)地的實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)，采用BIM技術(shù)導(dǎo)入REVIT軟件，快速生成實(shí)際場(chǎng)地三維地形圖，如圖1所示。

圖1 建筑室內(nèi)BIM模型

1.2 利用BIM技術(shù)生成建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工圖

所建的室內(nèi)BIM模型是將各個(gè)專業(yè)的資料匯集到一個(gè)空間形態(tài)中進(jìn)行整體控制，并對(duì)模型材料進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置[3-4]。在BIM模型中確定各個(gè)工件的安裝位置，以及各個(gè)工件的材質(zhì)與貼圖，并以平面的形式輸出各個(gè)模塊的施工圖。材料貼圖調(diào)整UV坐標(biāo)需要時(shí)間適應(yīng)，但REVIT繪制工具的噪點(diǎn)較多，燈光參數(shù)使用不好，必須增加燈光點(diǎn)數(shù)，才能取得好的效果。

1.3 統(tǒng)計(jì)軟裝飾施工工程量

在構(gòu)建的BIM模型中建立一個(gè)工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并將實(shí)時(shí)產(chǎn)生的軟裝飾工程數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)其中，詳細(xì)的記錄從工程立項(xiàng)到竣工整個(gè)過程的所有數(shù)據(jù)[5]。在施工工程量的統(tǒng)計(jì)過程中，導(dǎo)出模型中對(duì)應(yīng)的信息，并迅速對(duì)各個(gè)組成構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，降低人為統(tǒng)計(jì)可能出現(xiàn)的誤差。裝飾性工程中細(xì)小零件較多，根據(jù)精度達(dá)到LOD400的BIM標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)燈具、瓷磚、扣板、鋼管、吊筋、螺栓等數(shù)量進(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì)。將各個(gè)模塊所涉及的工程量進(jìn)行整合計(jì)算，便可以得出最終的施工工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。然而在實(shí)際的施工過程中，會(huì)出現(xiàn)由于操作失誤而產(chǎn)生的施工資源浪費(fèi)的情況，因此在工程量的統(tǒng)計(jì)過程中需要將該部分考慮其中，并保證施工工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果的動(dòng)態(tài)更新。通過REVIT軟件的計(jì)算，提高了工程量的計(jì)算效率和精準(zhǔn)程度，為工程造價(jià)管理提供數(shù)據(jù)支持。

1.4 實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工

1.4.1 室內(nèi)墻面軟裝飾工程施工

墻面軟裝飾施工的內(nèi)容可以分為瓷磚裝飾、木飾板裝飾、墻面玻璃安裝等。首先按照施工工程的統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定所需施工材料的數(shù)量，并對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行篩選，避免施工材料中存在蟲蛀、破損等現(xiàn)象。然后將符合質(zhì)量要求的材料按照使用形狀進(jìn)行加工。以瓷磚與木飾板施工部分為例，使用直釘、馬釘和膠水固定材料，做到橫平、豎直、尺寸準(zhǔn)確；用蚊釘固定，背面膠水涂刷必須均勻到位，做到橫平、豎直，尺寸準(zhǔn)確，膠結(jié)牢固，表面平整，無起鼓，無明顯色差。確定材料樣本的安裝位置，并將其逐一固定。將材料樣本的大小與安裝位置誤差控制在[0.5 mm，1 mm]內(nèi)，最大程度的降低墻面的施工誤差。同理按照墻面上窗框的大小制作玻璃樣本，并將其嵌入到目標(biāo)位置上，得出墻面部分的軟裝飾工程施工結(jié)果。

1.4.2 水電安裝工程施工

在開始施工之前，按照客戶的要求在BIM模型中確定水管與電路的走線方式，選擇隱蔽施工的方式，管道的埋設(shè)和敷設(shè)工作，嚴(yán)禁事后開鑿。裝修工程飾面裝飾施工階段，水電安裝工程應(yīng)及時(shí)組織好穿線和安裝，土建、安裝施工應(yīng)做好各自及相關(guān)的成品或半成品的保護(hù)工作，確保裝飾和安裝同步完成。其中室內(nèi)廚房水電安裝工程的施工流程見圖2。

圖2 室內(nèi)廚房水電安裝工程施工流程圖

1.5 建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工進(jìn)度與質(zhì)量管理

1.5.1 施工進(jìn)度管理

以實(shí)際工程為例，在構(gòu)造BIM三維模型下編制施工總進(jìn)度計(jì)劃，將施工項(xiàng)目的WBS工作任務(wù)結(jié)構(gòu)分解，然后導(dǎo)入進(jìn)度信息，形成BIM-4D模型，以實(shí)際進(jìn)度與原始進(jìn)度的對(duì)比分析結(jié)果為參考，調(diào)整并糾正施工進(jìn)度，使進(jìn)度計(jì)劃能夠達(dá)到可施工性，最后對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。工程進(jìn)度管理可分為施工進(jìn)度編制、進(jìn)度控制與糾偏、進(jìn)度分析3個(gè)階段，其中，編制工程進(jìn)度計(jì)劃是進(jìn)度控制的第1步。傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃編制工作，首先利用WBS對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行分解，確定項(xiàng)目定義范圍，再根據(jù)資源分配及相關(guān)成本費(fèi)用，確定作業(yè)定義，最后通過工期估算、作業(yè)邏輯關(guān)系，確定項(xiàng)目活動(dòng)的具體時(shí)間，完成項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的制定。編制進(jìn)度計(jì)劃的一般流程見圖3。

圖3 施工編制進(jìn)度計(jì)劃流程圖

采用BIM技術(shù)編制進(jìn)度計(jì)劃，是在傳統(tǒng)計(jì)劃編制流程的基礎(chǔ)上，優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容，使進(jìn)度計(jì)劃更具合理性。工程進(jìn)度計(jì)劃包括總進(jìn)度計(jì)劃、二級(jí)進(jìn)度計(jì)劃、日常工作3個(gè)層次，而日常工作計(jì)劃則決定了一系列的高層活動(dòng)和工作的開始、結(jié)束時(shí)間；二級(jí)進(jìn)度計(jì)劃則是通過對(duì)總進(jìn)度里程碑節(jié)點(diǎn)的模擬而來；日常工作計(jì)劃是進(jìn)度計(jì)劃中最基礎(chǔ)的一部分，它能夠精確到施工現(xiàn)場(chǎng)的每一道工序，確保每一道工序都能得到完整的仿真模擬，在一定程度上確保進(jìn)度計(jì)劃的落實(shí)。此外，由于用戶實(shí)時(shí)需求的變化，施工計(jì)劃和工序也是實(shí)時(shí)變化的，因此需要跟蹤進(jìn)度執(zhí)行情況，分析進(jìn)度數(shù)據(jù)，對(duì)比實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)偏差并及時(shí)處理，確保順利完成工期目標(biāo)。

1.5.2 施工成本管理

在施工之前首先需要根據(jù)項(xiàng)目的初始施工方案計(jì)算項(xiàng)目預(yù)算，項(xiàng)目成本的預(yù)算過程可以表示為：

式（1）中U和W分別表示的是施工生產(chǎn)耗費(fèi)預(yù)算水平和技術(shù)節(jié)約措施計(jì)劃節(jié)約額，元。通過對(duì)建筑裝飾工程的成本預(yù)算分析，超過85%的工程總造價(jià)為直接費(fèi)用，因此，有效地控制成本可以有效地控制造價(jià)。將所發(fā)生的費(fèi)用分解，有效控制項(xiàng)目成本。

1.5.3 施工質(zhì)量管理

施工建設(shè)過程中，充分利用BIM技術(shù)應(yīng)用手段控制工程質(zhì)量。例如通過建立三維實(shí)景模型，比較真實(shí)地反映施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境條件，方便施工場(chǎng)地的布置和交通組織。也可利用BIM相關(guān)軟件進(jìn)行施工模擬，使施工人員在施工前先熟悉和掌握施工內(nèi)容與施工流程，再利用BIM相關(guān)軟件進(jìn)行施工過程模擬，使操作人員對(duì)施工過程進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行總結(jié)。也可通過BIM技術(shù)協(xié)同管理，對(duì)施工進(jìn)度、施工安全和施工質(zhì)量實(shí)施監(jiān)控，查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)要求是否有偏差，以便及時(shí)糾正。

2 實(shí)例分析

為了測(cè)試設(shè)計(jì)基于BIM技術(shù)的建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工技術(shù)的應(yīng)用性能，選擇某住宅小區(qū)的室內(nèi)居住環(huán)境作為施工項(xiàng)目的研究對(duì)象，為避免單一實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信度降低，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置研究對(duì)象數(shù)量為5個(gè)，且每個(gè)室內(nèi)裝飾工程對(duì)象的格局、戶型及大小均相同。施工項(xiàng)目的建筑面積為88 m2，工程預(yù)定工期為35 d，成本預(yù)算為40萬元。利用魯班造價(jià)軟件對(duì)該建筑工程進(jìn)行施工信息建模，并將所建模型得到的各種數(shù)據(jù)信息輸入魯班軟件中，并將其作為實(shí)例分析的主要實(shí)驗(yàn)環(huán)境。另外由于設(shè)計(jì)的施工技術(shù)使用了BIM技術(shù)，因此需要在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中安裝BIM建模軟件，作為BIM技術(shù)的運(yùn)行支持。將目標(biāo)施工項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，并在BIM建模軟件中形成相應(yīng)的工程模型。

為了形成實(shí)驗(yàn)對(duì)比，除設(shè)計(jì)的施工技術(shù)外，還設(shè)置了文獻(xiàn)[2]提出的基于RFID的施工技術(shù)和文獻(xiàn)[3]中提出的基于綠色理念的建筑施工技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)的2個(gè)對(duì)比技術(shù)。為了保證實(shí)驗(yàn)變量的唯一性，3種施工技術(shù)的施工環(huán)境均相同。實(shí)驗(yàn)分別從施工質(zhì)量、進(jìn)度和成本3個(gè)方面進(jìn)行具體測(cè)試，其中施工質(zhì)量的量化測(cè)試綜合考慮到工程的開裂量、變形量等多個(gè)方面，施工進(jìn)度可以通過施工工期的統(tǒng)計(jì)直接得出，而施工成本需要軟裝飾工程施工完成后，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)與計(jì)算得出不同技術(shù)下的施工結(jié)果及性能量化對(duì)比數(shù)據(jù)，見表1。

表1 建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工技術(shù)性能測(cè)試結(jié)果

從表1中可以得出，3種施工技術(shù)的開裂量和變形量5組測(cè)試結(jié)果的平均數(shù)分別為：4.346 mm和4.316 mm，4.222 mm和4.256 mm，1.054 mm和1.068 mm，通過對(duì)比可以看出，相比于2個(gè)施工技術(shù)，在實(shí)際的施工技術(shù)下軟裝飾工程的開裂程度和變形程度更小，即施工質(zhì)量更優(yōu)。從施工進(jìn)度方面來看，應(yīng)用3種技術(shù)對(duì)應(yīng)的工程平均施工周期分別為31.9 d，31.1 d和25.0 d，平均施工開銷對(duì)應(yīng)的是35.24萬元，34.66萬元和32.34萬元。由此可見，設(shè)計(jì)的基于BIM技術(shù)的建筑室內(nèi)軟裝飾工程施工技術(shù)的施工進(jìn)度更快、施工成本更低。

3 結(jié)語

綜上所述，在建筑室內(nèi)軟裝飾工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)于工程最終的施工質(zhì)量、成本及進(jìn)度的優(yōu)化具有重要意義。然而軟裝飾工程施工技術(shù)未涉及對(duì)施工過程中安全性能的考慮，因此需要在今后的研究中進(jìn)一步完善。