BIM深化设计在扬州金鹰三期装饰工程中的应用

摘要：以扬州金鹰新城中心装饰工程项目为例，探讨BIM技术在装饰工程中的应用，阐述了“项目设计-施工-竣工-后期运维”全过程中BIM技术的具体实施。结果表明，BIM技术的应用节约了项目成本，缩短了工期，美化了工程装饰效果。BIM技术在装饰工程应用中具有良好的发展前景。
关键词：BIM 装饰工程；可视化；多元化设计；设计空间；预制化加工

0 引言
BIM（Building Information Modeling） 建筑信息模型是以建筑工程的各项数据为基础进行建筑模型的创建，通过建筑模型的各项数据进行模拟各种建筑工程中的真实信息。凭借其自身的可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点并结合模型数据，BIM技术可在信息化平台中对设计、施工和物业管理等应用进行指导。装饰工程由于设计性、可变性、多样性、协调性等特点，更加需要BIM技术的应用。BIM在装饰装修项目可以处理的事情根本就不只是标高，BIM技术真正要处理的问题就是设计师在设计时就可以提前处理好水电管线的安装和防止碰撞等问题，以及处理好各个装饰成活面之间的矛盾[1]。BIM技术在装饰工程中的应用，能够很好的解决在施工过程中出现的设计的不合理性、专业的不协调性、方案的变动性、方案的各种分析性和数量的统计性等问题，可从项目的立项、方案的对比、专业的协调、性能的分析、施工的优化、数量的统计和后期的运维等方面对整个装饰工程进行优化和改进。近年来BIM技术广泛应用于土建和机电工程中，装饰类BIM技术研究也只限于一些大型的装饰公司，且仅停留在设计阶段，未应用到具体装饰类工程项目。本文以某具体工程为例，探讨BIM在装饰施工过程中的具体应用。
1项目概况
扬州金鹰新城市中心项目位于扬州市江都区，东至龙川南路，北至文昌东路，西至广州路，南临328国道，为江广融合核心区域。项目总面积约72.69万平方米，其中1号地块商业一期（1#楼）装饰工程西半部分由我司承建，该1#楼为一栋多层商业综合体，地上共四层，为商业，建筑面积15.3万平方米，建筑高度23.95米，合同工期为180天。
2 BIM在项目方案设计中的应用
2.1 项目前期BIM方案策划和准备
在前期BIM方案中确认了小组各成员的分工及责任，明确项目BIM应用“五化一目标”的实施（现场设计修改BIM化、装饰等专业间碰撞调整BIM化、工程量统计BIM化以及场外加工BIM化进行论证及施工可视化指导BIM化、模型精度目标达到LOD450）。确定项目BIM全过程设计、模型BIM精度、场外加工及可视化管理等方向的策划报告的制定，然后由项目的BIM实施团队根据项目情况制定BIM全过程设计方案应用体系、BIM全过程应用模型标准体系、场外加工标准化体系以及施工现场管理BIM化体系方案，最后由集团BIM中心进行确认备案后交由BIM现场实施经理进行实施。
2.2 项目 BIM标准 化模型应用标准的制作
依据BIM中心16版公司级BIM《建筑工程信息模型应用统一标准》进行改进，针对装饰工程及本项目的特点进行装饰化BIM标准的修改，制作了《扬州金鹰新城中心装饰工程BIM应用统一标准》，主要针对装饰的设计方案的对比、方案存储、族库的完善、材质颜色、工程量统计、专业协调等方面进行了完善。
2.3 BIM族库的完善
作为公司首例装饰类BIM应用项目，很多应用族无法找到，须根据项目要求建立项目级族库，并且按照《扬州金鹰新城中心装饰工程BIM应用统一标准》的要求分级进行族库的分类和整理如图1所示。族库的分类标准为公司族库-项目族库-族类型。族的创建标准也是参照我司的16版BIM《建筑工程信息模型应用统一标准》中族制作要求中高级族（可变尺寸、材质、厂家、生产日期、保修期等）进行。项目截止到竣工共新建族565个，集团族库完善2986个。



2.4 BIM材质库的统一
依据项目应用规范，在项目模型创建前建立项目级的材质库，由专业工程师进行图纸材质的统计，将所有本工程应用到的材质依据楼层、区域、设备属性等分类标准进行整理，然后统一材质参数的命名、图片尺寸、图片格式以及材质版本，现场BIM总负责确认无误后存入项目部主机电脑中心如图2所示路径。在模型的创建和使用中，统一使用本项目族库，防止模型材质的缺失。



2.5 项目各方案BIM模型的创建
目前市场上没有一款装饰类BIM轻量化的建模软件，本项目使用了AUTODESK公司Revit软件进行模型的创建，依据本项目建模标准和设计图纸进行模型的翻模。在施工应用过程中，针对工程变更部位，分别创建了变更前和变更后精度达到LOD450的模型，并将模型进行存储和应用，如图3所展示项目2F机电模型、2F装饰模型以及2F装饰和机电整合局部立面。





2.6BIM装饰设计方案的对比及选定
传统CAD展示功能较差，模型主要集中于立体显示，缺少强大的逼真动画漫游展示功能，并且由于没有“数据信息模型”的支持，无法进行碰撞检查等优化设计[2]。传统的装饰方案的展示借助于部分图片和PPT，模型建立基础上的进一步完善，是对建筑功能与每一个空间功能要求的把握与转化，把“文书要求”转化为“形象再现”，借用BIM的可视化则方便快捷[3]。在Revit利用不同工作集在同一项目文件中进行方案的模型创建，只要一键切换工作集显示就可展示不同方案的模型，并展示出相对模型的工程量、性能分析等。 如图4所示，原始设计方案设计的是柱子为黄色石材，模型创建后BIM设计师发现黄色石材和现场其他装饰不协调，然后将黄色石材修改成米白色石材，经过两种模型方案三维呈现对比后甲方最终选择了更为协调的米白色石材。



2.7BIM装饰设计出图
本项目在Revit创建模型的基础上经过Navisworks优化模型后依据我司16版BIM《建筑工程信息模型应用统一标准》中图纸创建的标准进行出图，将模型按照楼层、专业、局面等进行分类出图与整理如图5所示，然后对图纸进行创建版本、日期、创建者、图纸详细信息等信息进行添加，最后图纸导出后经BIM项目经理确认后进行图纸的归档，图纸创建完成后由BIM施工总承包方召集甲方、设计院、机电等专业进行模型图纸更改的确认并签字，然后召开现场班长会议，将确认后的图纸和模型进行交底，施工现场我司不仅仅为现场施工人员提供施工图纸而且还提供BIM装饰模型，让现场施工人员可以在施工过程中查看图纸的同时也可以查看模型进行施工。



3 BIM在项目装饰施工中的应用
3.1BIM装饰施工中的可视化指导
BIM 提供了可视化的思路，将以往的线条式构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们面前[4]，为确保施工和模型的一致性，项目部在当天任务区域、施工现场，以及后期验收时，均进行模型展示、交底、对比，。即在会议室利用BIM软件在投影仪中展示各楼层及机房三维效果模型,并对关键部位重点展示，进行可视化交底；在施工现场，将模型从navisworks中分层导入Ipad中，采用BIM360Glue进行浏览。BIM在装饰施工中的可视化指导，为项目指导、过程控制、现场校验提供了便利。
3.2 吊顶净高分析
空间功能的设计也可能会影响到建立模型的修改[5]，本工程装饰造型独特，吊顶内的空间非常有限。运用BIM技术将装饰模型和土建、机电模型进行施工前的预布置，通过Revit和Fuzor软件结合合理调整计算空间分析如图6所示，对机电和装饰模型进行合理的调整，尽可能满足相应的高度要求。



3.3 全过程虚拟现实渲染
BIM技术可将三维模型导入手机或Ipad，全过程呈现出虚拟现实渲染效果。实现渲染的方式主要有两种，即运用Revit软件进行全过程现实虚拟渲染（图7a）；导入Fuzor软件中实时渲染（图7b）。在装饰工程施工中运用该技术，有助于施工技术人员借助真实模型效果，更好地判断和理解施工图纸，从而提高施工的合理性和准确度。软件3DS MAX、Navis woks、Light scape、Accurender、Artlantis 进行模型渲染和动画漫游[6]。



3.4BIM装饰施工中各专业碰撞和协调
在装饰施工应用中，BIM项目经常出现的问题就是装饰和建筑、机电设计的碰撞如图8所示装饰与机电中吊筋与电缆桥架碰撞,然后经过与机电BIM小组的协调将电缆桥架右移避开吊筋位置，避免施工时才发现问题出现的返工成本，在本项目应用过程中由于机电和装饰先后交叉施工的顺序，机电和装饰进行模型的对接和协调，并且通过模型的交流，最终确定碰撞改进方向和协调，确认各专业方案，然后项目部按照方案后意见进行施工。



3.5部分构件构件场外预制化加工
由于本项目吊顶复杂，很多吊顶扣板的弧度较大，并且现场机电、钢结构、装饰等专业交叉施工，若不采用场外预制加工进行现场拼装，将造成延长工期、增加返工、浪费材料、增加项目成本等问题，所以必须采取场外预制、现场组装的施工方法。充分利用BIM技术，在Revit模型中对这部分扣板进行分割处理并标注尺寸，然后导出CAD图纸如图9所示，结合机械化生产软件进行机械化生产，进行场外预制化加工，最后运送现场进行组装。



3.6BIM装饰施工中工程量统计
BIM装饰模型创建过程中依据项目应用标准从建模精度把控，避免构件间的重复，通过Revit 精细化建模 ，可统计出各楼层及区域的各种零部件数量。在装饰工程中细小部件较多，依据精确度达LOD400的BIM标准，可精确统计出灯具、瓷砖、扣板、钢管、吊筋及螺栓等工程量。BIM技术对工程进行工作分析，更多的运用于施工预算过程，即通过分析各个层次、时间段、专业、系统等的工作量，为材料计划、场外加工、堆放材料的场地大小、人材机进出场顺序等计划做出指导性规划。
4 BIM在项目装饰施工后期运维中的应用
项目建筑面积大，图纸变更版本多，采用Revit作为模型搭建平台，将最终的竣工装饰模型进行整合，并且将模型中的族的信息添加厂家、生产日期等信息，有效地将施工阶段和设计阶段的各类变更和资料信息进行了归拢和整合，将竣工装饰模型、建筑模型、机电模型进行统一归纳。由于目前没有物业管理平台，只能借助Naviswork进行模型管理，同时将二维码技术运用在设备管理上，便于后期运维管理。
5.结论与展望
本项目从项目的立项、方案的设计变更、施工全过程、后期运维等全过程使用了BIM技术，节约了成本、缩短了工期、提高了效率。BIM技术不应只限制在土建、机电和钢结构中的运用，其在装饰工程中的应用也能获得良好的效果。
由于技术软硬件的限制，本项目仅应用了BIM的部分技术，还有很多的BIM技术尚未尝试。 BIM的轻量化设计建模、轻量化现场平台管理、轻量化 运维平台 ，以及在施工应用中将模型自动化放样、自动化生产、自动化收集现场进度及资料等，值得进一步研究。