BIM在建筑裝飾工程中的應(yīng)用探究

馮 瑾 中鐵建工集團(tuán)建筑安裝有限公司工程師

裝飾施工作為建筑項(xiàng)目的有機(jī)組成部分，對(duì)于建筑功能的完善、空間的優(yōu)化有著深遠(yuǎn)影響。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019 年國(guó)內(nèi)建筑裝飾行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到4.6 萬億元，同比增長(zhǎng)9.12%。巨大的市場(chǎng)規(guī)模既推動(dòng)了裝飾施工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，又增加了行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度[1]。為應(yīng)對(duì)這種局面，在裝飾工程規(guī)劃與施工過程中，越來越多的施工企業(yè)嘗試將BIM 技術(shù)引入項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及管理等領(lǐng)域，旨在提升裝飾工程的可控性。

1 BIM 技術(shù)概述

對(duì)BIM 的技術(shù)原理和技術(shù)特性進(jìn)行全面梳理，技術(shù)人員可以在整體上形成正確的觀念認(rèn)知，加速觀念認(rèn)知的有效轉(zhuǎn)變，為后續(xù)開展相關(guān)研究活動(dòng)提供方向性引導(dǎo)。

BIM 技術(shù)是工程設(shè)計(jì)、建設(shè)以及管理的數(shù)字化平臺(tái)，以建筑結(jié)構(gòu)為主體，以數(shù)據(jù)信息為核心，以三維模型為載體，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成化處理，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建多維模型。依托多維模型，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及施工人員可以精準(zhǔn)掌握建筑工程的物理特征與功能分布，將建筑設(shè)計(jì)與施工諸多環(huán)節(jié)借助數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來。相關(guān)人員著眼各類要素，評(píng)估分析多維模型，保證了項(xiàng)目的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量等。

BIM 技術(shù)在建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑信息的全面集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及管理等不同環(huán)節(jié)的全面覆蓋，將各類信息整合起來，形成動(dòng)態(tài)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。

2 BIM 技術(shù)在建筑裝飾工程中應(yīng)用的必要性

2015年，BIM發(fā)展被寫入我國(guó)的“十一五”發(fā)展綱要；2019 年，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布8 份關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型的文件；2020 年，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部要求建筑行業(yè)BIM 項(xiàng)目率須達(dá)到90%，表明BIM 在建筑行業(yè)已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和通用語言，更是建筑工程項(xiàng)目的必備要求。

與傳統(tǒng)的建筑裝飾工程設(shè)計(jì)方式相比，BIM 技術(shù)提升了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間的交互能力，形成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)人員在考量各類因素的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)模型中的相關(guān)參數(shù)做出針對(duì)性的調(diào)整[3]。BIM 技術(shù)在建筑裝飾工程中的應(yīng)用不僅提升了項(xiàng)目施工的數(shù)字化與信息化水平，還形成了垂直化項(xiàng)目管理機(jī)制，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及日常管理等環(huán)節(jié)具有提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期的重要作用。

2.1 設(shè)計(jì)方案三維動(dòng)態(tài)可視

2.1.1 方案研討

BIM 技術(shù)基于原有二維設(shè)計(jì)，為參與裝飾工程設(shè)計(jì)的各方搭建了可視化平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員依托BIM 技術(shù)提供了信息交互渠道，業(yè)主根據(jù)提供的裝飾工程設(shè)計(jì)模型，結(jié)合自身的需求提出設(shè)計(jì)方案的修改意見，實(shí)現(xiàn)裝飾設(shè)計(jì)方案可行性與美觀性的全面兼顧。

2.1.2 方案優(yōu)化

利用BIM 模型可以對(duì)設(shè)計(jì)方案各專業(yè)信息模型進(jìn)行綜合檢測(cè)，根據(jù)碰撞檢查情況不斷完善空間布置，減少出錯(cuò)率，降低成本，以達(dá)到最合理的綜合排布效果，實(shí)現(xiàn)空間配置的最優(yōu)化。例如凈空分析，在三維空間布局里，確定裝飾面層的可布置高度和行走通道的寬度，可以通過模擬行走路線使整體方案更加直觀，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。

2.2 為建筑裝飾工程的進(jìn)度管理提供了技術(shù)支持

裝飾工程中涉及不同類型的施工內(nèi)容，往往涉及不同的材料、設(shè)備以及人員等，施工現(xiàn)場(chǎng)管理難度持續(xù)增加。BIM 技術(shù)通過可視化的4D 模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工模擬，將與裝飾施工有關(guān)的機(jī)電、幕墻等各環(huán)節(jié)施工任務(wù)開展情況進(jìn)行全面整合，綜合分析施工任務(wù)進(jìn)度。施工部門不僅可以采取更為靈活的手段對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，還可以加強(qiáng)與其他部門之間的配合力度。施工人員通過與設(shè)計(jì)人員之間的聯(lián)動(dòng)，可靈活調(diào)整或變更設(shè)計(jì)方案，輔助完成對(duì)計(jì)劃偏差的糾正，真正意義上實(shí)現(xiàn)推動(dòng)施工進(jìn)度管理的可視化。

2.3 保證成本管理的科學(xué)性

BIM 技術(shù)形成的三維模型將每個(gè)施工環(huán)節(jié)的工程量直觀地呈現(xiàn)出來，便于施工企業(yè)開展成本管理[4]。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，建筑裝飾工程的工程量、材料價(jià)格與項(xiàng)目成本具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，基于這種內(nèi)在聯(lián)系，管理人員在成本管理環(huán)節(jié)需要有針對(duì)性地做好相應(yīng)的工程量核算等系列工作。在此過程中，能夠控制建筑裝飾工程中工程量的變化幅度，減少各類因素對(duì)工程量的影響，避免出現(xiàn)工程量隨意變更導(dǎo)致成本管理難度增加等情況。

3 建筑裝飾工程中BIM 技術(shù)應(yīng)用的路徑與方法

BIM 技術(shù)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的綜合應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了建筑裝飾工程的數(shù)字化處理，還實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)難度的有效控制，降低了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的出現(xiàn)差錯(cuò)的概率，有效促進(jìn)后續(xù)裝飾施工技術(shù)應(yīng)用、進(jìn)度管理以及成本控制等系列工作的開展。

3.1 BIM 技術(shù)在裝飾工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑裝飾工程在設(shè)計(jì)過程中，需要充分利用BIM 技術(shù)，完成設(shè)計(jì)方案的論證與模型的打造，持續(xù)提升裝飾工程設(shè)計(jì)結(jié)果的有效性與精準(zhǔn)性，確保設(shè)計(jì)方案達(dá)到預(yù)期要求。

3.1.1 模型設(shè)立

設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書初步建立BIM模型，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)和要求，形成相對(duì)完備的裝飾建筑模型。模型中涵蓋了室內(nèi)裝飾的主要構(gòu)件與空間內(nèi)含物等多種要素，逐步模擬出空間狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的直觀化。

例如，鄭州南站候車大廳超大跨度室內(nèi)吊頂由7 380 塊菱形單元吊頂板組成，自吊頂中間向兩側(cè)延伸，從單曲面逐漸變化為雙曲面。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手法極易出現(xiàn)錯(cuò)漏、磕碰以及設(shè)計(jì)變更，最終施工方采用BIM 相關(guān)軟件進(jìn)行整體建模定位，并在三維模型上標(biāo)注翹起角度及空間定位高度，最終形成如黃河波浪起伏般的造型。

3.1.2 綜合評(píng)估

BIM 技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)方案的物理屬性作出評(píng)估，通過分析空間內(nèi)采光、通風(fēng)、聲學(xué)以及色彩等要素，根據(jù)分析結(jié)果不斷調(diào)整設(shè)計(jì)方案，在保證設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的前提下壓縮設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)方案變更的概率，為控制項(xiàng)目工程量提供便利條件。

例如，在安慶西站中運(yùn)用BIM 模型組織結(jié)構(gòu)、裝飾、幕墻以及機(jī)電等專業(yè)人員，全方位開展方案創(chuàng)新、設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工圖二次設(shè)計(jì)，同時(shí)綜合運(yùn)用“光、電、色、影”進(jìn)行模擬，融匯圓潤(rùn)、流暢的曲面裝飾造型，營(yíng)造出一個(gè)自然與建筑對(duì)話、歷史與現(xiàn)實(shí)交融的現(xiàn)代空間，全方位踐行經(jīng)濟(jì)藝術(shù)的建設(shè)方針。

3.1.3 碰撞檢查

在完成設(shè)計(jì)方案確定后，需根據(jù)相關(guān)要求依序做好綜合碰撞檢查。碰撞檢查過程中，設(shè)計(jì)人員需要確立綜合化的評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)裝飾工程的不同要素開展針對(duì)性調(diào)整。調(diào)整環(huán)節(jié)中應(yīng)注重記錄特殊結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的參數(shù)化處理。

例如，在玉磨鐵路站房項(xiàng)目中，項(xiàng)目部對(duì)施工各階段的施工平面布置圖進(jìn)行三維建模，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)和臨建設(shè)施進(jìn)行三維立體規(guī)劃。通過各專業(yè)模型碰撞檢測(cè)，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范自行消化1/3，并在施工過程利用BIM技術(shù)具有的三維可視化和動(dòng)態(tài)模擬功能進(jìn)行重點(diǎn)研究，解決剩余問題，全方位提高裝飾工程的施工質(zhì)量和精度。

3.1.4 施工圖紙生成

各項(xiàng)綜合碰撞檢查工作完成后，生成二維裝飾施工圖，在這一過程中充分利用Revit軟件組建相應(yīng)的施工模型。這種施工模型與BIM 裝飾施工圖紙有著較強(qiáng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，當(dāng)設(shè)計(jì)人員根據(jù)施工要求調(diào)整Revit 模型關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)后，可動(dòng)態(tài)調(diào)整制圖模型，從而縮小中間環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工作效率的穩(wěn)步提升[5]。同時(shí)BIM技術(shù)與Revit 軟件聯(lián)合使用，支持手工圖形繪制操作，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需要在圖紙的相關(guān)位置標(biāo)注文字注釋或者相關(guān)說明，以更好地提升設(shè)計(jì)方案的可行性，推動(dòng)建筑裝飾工程后續(xù)活動(dòng)的順利開展。

3.2 BIM 技術(shù)在裝飾工程管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在建筑裝飾工程管理工作中可以持續(xù)提升項(xiàng)目管理工作的精細(xì)化管理水平，形成系統(tǒng)化、全面化的項(xiàng)目管理模式。例如，在施工進(jìn)度管理過程中，管理部門組織人員利用BIM 技術(shù)可以實(shí)時(shí)掌握項(xiàng)目的進(jìn)展情況，將施工進(jìn)展與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，判定施工進(jìn)度是否達(dá)到預(yù)期。

3.2.1 施工進(jìn)度管理

對(duì)于施工進(jìn)度較慢的建設(shè)項(xiàng)目，施工企業(yè)可以實(shí)地掌握施工區(qū)域人員、設(shè)備以及材料的管理情況。通過綜合性評(píng)估，明確施工現(xiàn)場(chǎng)管理過程中暴露出的相關(guān)問題，以問題為導(dǎo)向，以需求為牽引，綜合考量各類因素，在BIM技術(shù)框架下有針對(duì)性地開展裝飾工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作。

例如，在雄安容東片區(qū)D1 組團(tuán)安置房項(xiàng)目中，面對(duì)項(xiàng)目規(guī)模大、要求高以及時(shí)間緊等突出問題，利用BIM 模型對(duì)建設(shè)全過程進(jìn)行管理和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了模型面積與設(shè)計(jì)指標(biāo)最小誤差接近0。項(xiàng)目引入智慧工地及信息化管理平臺(tái)，對(duì)項(xiàng)目環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全管理以及工程進(jìn)度等進(jìn)行24 h 管控，以確保工程施工建設(shè)安全有序推進(jìn)。

3.2.2 施工管理難點(diǎn)梳理

針對(duì)部分施工體量較大、施工難度較高的裝飾工程，施工人員可以充分借助BIM技術(shù)，測(cè)試模擬施工流程的可行性，論證施工流程。在保障施工質(zhì)量的前提下，壓縮施工周期，保證施工進(jìn)度。

例如，在西安站改擴(kuò)建工程站房項(xiàng)目中，全程利用BIM 技術(shù)進(jìn)行4D 施工模擬，通過設(shè)計(jì)變更與綜合碰撞等三維可視化方式進(jìn)行交底，為裝飾工程施工穩(wěn)步推進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。最終，這座在古城守候多年的“長(zhǎng)安之門”得以華麗轉(zhuǎn)身，以嶄新的面貌向世界發(fā)出現(xiàn)代與歷史的邀請(qǐng)。

3.2.3 施工過程科學(xué)把控

施工過程中利用BIM 技術(shù)持續(xù)記錄建筑工程項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過管理重點(diǎn)的科學(xué)把控，使得施工企業(yè)在物料選型、購(gòu)買以及管理等環(huán)節(jié)可以更好銜接，實(shí)現(xiàn)裝飾工程質(zhì)量的科學(xué)管理，確保裝飾工程的施工任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成施工任務(wù)。

例如，在濟(jì)青高鐵青島機(jī)場(chǎng)站項(xiàng)目中，BIM 技術(shù)伴隨著建筑的全生命周期，通過BIM建模結(jié)合VR 虛擬漫游技術(shù)，立體可視化審查碰撞點(diǎn)，大幅度提高施工質(zhì)量。在裝飾裝修施工階段模擬施工工序，革新石材加工交底方式，為每塊石材單獨(dú)編號(hào)，實(shí)現(xiàn)地面石材的“對(duì)號(hào)入座”，迅速安裝。

3.2.4 施工成本管控

將BIM 技術(shù)引入到施工成本管理各個(gè)環(huán)節(jié)，旨在借助BIM 技術(shù)對(duì)項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)進(jìn)行匯總與分析，以實(shí)現(xiàn)成本管理的信息化和全程化。為提升造價(jià)控制水平，施工企業(yè)在運(yùn)行過程中可以將BIM 技術(shù)與裝飾工程成本預(yù)測(cè)、成本決策、成本計(jì)劃、成本控制以及成本核算等工作結(jié)合起來，加強(qiáng)成本管理工作的全面聯(lián)動(dòng)，形成完善的造價(jià)控制體系。

3.3 BIM 技術(shù)在裝飾工程檢測(cè)中的應(yīng)用

在裝飾工程檢測(cè)中應(yīng)用BIM 技術(shù)在裝飾工程檢測(cè)中應(yīng)用可以最大程度地發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案、施工模式以及管理體系中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，逐步在裝飾工程內(nèi)部形成閉環(huán)機(jī)制，有效解決過往裝飾工程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)控不明和施工方案不科學(xué)等系統(tǒng)問題。通過這種方式，增強(qiáng)裝飾工程的可操作性，避免不同裝飾工程環(huán)節(jié)之間出現(xiàn)碰撞，影響最終的施工成效，對(duì)后續(xù)裝飾工程管理與調(diào)控等相關(guān)活動(dòng)的開展產(chǎn)生了積極作用。

4 結(jié)語

BIM 技術(shù)與建筑裝飾工程的結(jié)合對(duì)于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及管理等環(huán)節(jié)有著較強(qiáng)的管理作用，是提高建筑裝飾工程運(yùn)行能力的重要舉措。文章嘗試從多個(gè)角度出發(fā)，積極探討B(tài)IM技術(shù)在建筑裝飾施工中的應(yīng)用策略與主要方法，通過這種方式提高對(duì)干擾因素的應(yīng)對(duì)能力，以滿足現(xiàn)階段裝飾工程的各項(xiàng)施工要求。