管昌生，毛延宗，譚獻良, ，盧藝偉

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BIM技術在建筑裝修工程中的應用研究

管昌生1，毛延宗1，譚獻良1, 2，盧藝偉2

（1.武漢理工大學，湖北武漢 430070；2.湖南城市學院，湖南益陽 413000）

本文研究了裝修工程設計與施工全過程BIM管理模式，在設計階段根據(jù)客戶需求，基于BIM技術建立裝修初步設計和水暖電設計方案，實現(xiàn)客戶可視化展現(xiàn)與交流，及模型調整與方案修正。在施工階段，應用BIM三維模型，實現(xiàn)施工模擬，消除裝修施工的管線與建筑結構碰撞問題。

裝修工程；BIM技術；設計；施工管理

建筑工程模型（BIM）技術以其凸顯的優(yōu)勢，已在建筑領域得到越來越廣泛的認可。在我國一些重大工程項目中，基于BIM技術及管理方法，已經(jīng)在管線碰撞檢測、工程施工模擬等方面實現(xiàn)了良好應用。但在建筑工程裝飾裝修領域，目前國內的應用尚屬少見，尤其是考慮裝修全過程管理的應用，還缺乏實際工程應用分析。建筑工程裝修是房屋建筑工程建設的重要環(huán)節(jié)，也是建筑施工轉讓建筑運營過程的關鍵節(jié)點。因此，開展建筑工程裝修設計與施工BIM技術的應用研究，能夠高效完成建筑裝修工程，保障后續(xù)房屋運維。

1 住宅裝修信息化國內外研究現(xiàn)狀

國際上，如美國、日本、瑞典、法國、丹麥等國的住宅建筑發(fā)展已經(jīng)比較完善，裝配式裝修模式已經(jīng)發(fā)展成熟。在一些發(fā)達國家中沒有“毛坯房”的概念，裝修是房屋建筑設計的一個附屬部分，一體化裝修房占到了開發(fā)量的80%以上。美國和日本是裝配式住宅體系發(fā)展最為完善的國家[1]，美國的住宅建筑市場已經(jīng)發(fā)育比較完善，住宅用構件和部品的標準化、系列化，及其專業(yè)化、商品化、社會化程度很高，幾乎達到100%。其住宅的特點是用戶按照提供的樣本或自己的設計方案，采用標準化、系列化的構件部品，在現(xiàn)場進行裝配施工[2]。

目前，我國的裝修產業(yè)還普遍采用毛坯房二次裝修模式，這種分散、無序以及不規(guī)范的二次裝修，經(jīng)常導致裝修過程中問題較多。如擅自拆裝承重墻體、更改給排水管線等行為影響建筑的正常使用壽命；施工不規(guī)范導致裝修質量得不到保障及長期無序的施工作業(yè)造成的擾民等，已經(jīng)嚴重滯后了我國裝修產業(yè)的發(fā)展[3]。1999年原建設部《關于推進住宅產業(yè)化現(xiàn)代化提高住宅質量的若干意見》（國發(fā)辦（1999）72號文）首次以政府文件的形式提出要“加強住宅裝修的管理，積極推廣一次性裝修或菜單式裝修模式，避免二次裝修造成的結構破壞，浪費和擾民等現(xiàn)象。至此，住宅一次裝修到位提上我國住宅產業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展日程[4]。

國內外學者對于裝修模式的探索開展了一系列的課題研究。E.F. Fursova研究了西伯利亞民間藝術：俄羅斯北部和烏拉爾的特別裝飾的傳統(tǒng);[5]Weilin Shen、Qiping Shen研究了以BIM技術為基礎的用戶活動的模擬和評價方法;[6]胡沈健針對目前我國現(xiàn)有的各種裝修模式分別論述了其實施策略[7]；蔡大衛(wèi)從設計、選材及施工管理方面分析了我國建筑裝修工程中存在的問題，探討了未來裝修工程的發(fā)展方向[8]；曾超探索了利用BIM技術建立數(shù)據(jù)庫，同網(wǎng)絡技術進行結合，形成一個裝修網(wǎng)絡設計與采購體系，使客戶能夠直觀了解到裝飾裝修工程中任意構件的顏色，材質及價格等信息[9]；王廷魁探索了利用BIM技術與AR技術的結合，為買賣雙方提供溝通平臺，充分滿足購房者個性需求，促進全裝修房推廣[10]。

2 在裝修工程中BIM技術的應用

2.1 BIM技術在裝修工程中的優(yōu)勢

應用BIM軟件進行室內裝修，可以快速建立內裝模型，表現(xiàn)設計意圖，并形象的展示給客戶，根據(jù)客戶深入要求，做出修改，減少溝通成本，更快的完成方案設計。

2.1.1參數(shù)化設計

參數(shù)化設計是BIM技術最大的特點。室內裝修設計中運用BIM技術，可以詳細記錄裝修工程中的各項工序，及其內部構造和材質。在完成室內三維模型的同時，也生成了各專業(yè)詳細的施工圖紙，并且可以快速的通過明細表功能進行工程量統(tǒng)計。

2.1.2協(xié)同化設計

通過建立工作集，各專業(yè)人員可以同時進行協(xié)同設計。1.可以協(xié)助各專業(yè)設計人員更好的完成設計，通過在一個工作集上進行協(xié)同設計，各專業(yè)設計人員能夠更加清楚直觀的理解每一個構件的空間幾何尺寸和邏輯關系，提高設計效率。2.可以解決各專業(yè)之間的碰撞問題，各專業(yè)設計師在進行設計時通過定時向服務器同步自己所設計的內容可以及時發(fā)現(xiàn)專業(yè)之間不協(xié)調及出現(xiàn)碰撞的地方，并及時解決。

圖1 參數(shù)化設計

圖2 協(xié)同化設計

2.1.3精細化施工

利用BIM技術可以進行裝修工業(yè)化，建筑工業(yè)化是指工廠預制和現(xiàn)場施工相結合的建造方式。BIM技術中，模型中所有構件都是由單一構件組成，其中有些構件可以在工廠進行數(shù)字化加工，準確的完成裝修中構件的預制。例如在鋪設地板之前可以通過BIM技術模擬出最優(yōu)的鋪設樣式，提前預定各種規(guī)格大小的材料，這樣能夠避免在施工現(xiàn)場進行切割材料，減少施工現(xiàn)場的噪音污染、環(huán)境污染，提供工作效率。

2.1.4優(yōu)化施工方案

在裝修施工階段中，利用BIM技術可以對項目進行虛擬施工，模擬施工方案、分析和優(yōu)化，通過模擬發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，在施工之前提前解決這些問題，直到模擬出最佳的施工方案，盡最大可能實現(xiàn)“零碰撞、零沖突、零返工”，從而大大降低返工成本，減少資源浪費與沖突及安全問題，指導真實的施工。

2.1.5輔助功能分析

通過建立的BIM信息模型可以導入到相關的軟件中進行分析，例如可以將BIM模型轉換成GBXML格式導入到Autodest Ecotect軟件中，進行室內溫度分析、采光分析、噪音分析等。為客戶提供一個更加舒適裝修方案。

圖3 地磚平面布置圖

圖4 地磚精細化明細表

2.2 BIM技術在裝修工程設計階段應用

利用BIM技術進行裝修方案設計，通過其可視化功能及時將設計方案反饋給客戶，同客戶進行溝通交流，使設計方案更加高效合理。

（1）產品定位，了解客戶對于裝修的大體要求包括功能要求、風格、布局、以及裝修預算費用等信息。

（2）建立初始結構模型，結構設計人員根據(jù)已有的圖紙建立初始結構模型，模型的精度要符合本工程BIM項目標準。

（3）設計初裝修方案，設計人員根據(jù)用戶的需求進行初始方案的設計。主要包括房屋的平面布局，功能分區(qū)，墻體的改造等，利用BIM技術的可視化功能，及時同用戶進行溝通交流，完成初裝修方案。

（4）設計硬裝修方案，主要包括水暖電設計方案、門窗的安裝、地板的鋪設樣式、櫥柜衣柜的樣式以及吊頂?shù)臉邮剑肂IM技術協(xié)同性，各專業(yè)人員同時進行設計。通過BIM技術的可視化功能，及時反應出設計真實效果，以及設計進度。

（5）進行輔助功能分析，主要包括能耗分析、房間舒適度分析、工程量清單統(tǒng)計等。

（6）保存模型數(shù)據(jù)，完成最終裝修設計。

2.3 BIM技術在裝修工程施工階段的應用

利用BIM技術所建立的三維信息模型，可在裝修施工的各階段進行施工動畫模擬，提前安排好最佳的施工方案，高效的指導施工。

墻體改造工程，按照BIM模型中的拆墻砌墻的范圍，進行施工模擬，選擇施工順序和材料的進場順序以及堆放位置等平面布置。

水電安裝工程，根據(jù)BIM技術相關軟件出的施工圖紙，結合三維立體圖對管線進行精確的定位，避免出現(xiàn)碰撞，對于一些特殊的部位可以通過提前模擬，三維漫游等功能指導水電安裝施工，節(jié)省施工工期。

硬裝修工程，主要包括對于墻體的粉刷，地板的鋪設、門窗的安裝、櫥柜衣柜等木制品加工，吊頂?shù)陌惭b等工程，通過已建立好的BIM模型效果圖，以及漫游技術，能夠更好指導施工。

3 工程案例分析

3.1 項目簡介

本文以永興和住宅樓J戶型裝修工程項目為例研究了BIM技術在裝飾裝修工程中的應用。該項目的建筑面積為65.74㎡，裝修規(guī)格為家庭普通精裝修樣板房。裝修內容包括墻頂?shù)籽b修、內門窗、廚具、潔具、各設備系統(tǒng)的布線圖，櫥柜設計圖、材料樣板等。裝修總預算費用為8萬元。

3.2 建立初始結構模型

3.2.1工作集的建立

本項目采用工作集建模，由項目總工程師建立統(tǒng)一的中心文件，各專業(yè)的設計人員領取各自的工作權限，同時進行建模。工作之前，必須要載入最新的工作集，確定工作權限是本人，工作完成之后也必須進行同步保存，同時保留對工作集的權限，禁止他人對工作集的訪問權限。圖5為本項目所建立的工作集。

3.2.2建立初始結構模型

結構設計人員首先應從服務器中下載本項目的中心文件，然后從本地打開該項目文件，在選項卡菜單中選擇常規(guī)選項卡子菜單，將系統(tǒng)默認的用戶名修改為自己的名字，點擊協(xié)作菜單下的工作集命令，在工作集菜單中找到結構設計項，將其改為可編輯狀態(tài)。

圖5 本工程所建立的工作集

圖6 本工程建立的原始結構模型

拿到工作權限以后就可以進行結構建模，建模完成以后要及時進行同步保存。此模型要求與設計圖紙一致，并且建模的標準要符合本項目的建模標準。圖6為原始結構模型。

3.3 完成初步方案設計

室內設計師根據(jù)客戶的需要進行平面的初步布置，確定功能分區(qū)，結構設計師在項目工作集中結合原始結構模型，可以快速了解到結構的受力體系，在不影響結構安全的情況下，對墻體進行合理改造，包括對墻體的拆除、重建及圍護體系的建立，利用BIM技術的可視化功能進行精確定位。下圖7表示墻體改造平面圖。

圖7本工程墻體改造平面圖

圖8本工程墻體改造完成圖

3.4 完成水暖電安裝設計

水暖電專業(yè)設計師在項目工作集中進行水暖電安裝方案設計，并且按時向服務器同步設計內容。設計師在設計的時候需要考慮到安裝施工過程中的預留尺寸，墻體開槽的模擬等。對于設計圖紙上存在的重大碰撞問題要及時跟業(yè)主進行溝通，妥善處理碰撞問題，完善水暖電專業(yè)的設計。本項目的建模精度要求與實際施工一致，水暖電設計所使用的材料要符合規(guī)范中的最低標準。圖9為本項目完成水電安裝的示意圖。

3.5 完成硬裝方案設計

墻體改造階段和水電安裝階段的設計完成后，根據(jù)客戶的需求進行硬裝設計，主要包括墻體的粉刷，地板的鋪設、門窗的安裝、櫥柜衣柜等木制品加工以及吊頂?shù)陌惭b等工程。在設計完成以后將模型導入到Lumion 6.0進行動畫渲染及輸出,讓客戶能更加直觀了解裝修后的的效果，并且同客戶進行溝通,進一步優(yōu)化設計方案。圖10為完成硬裝階段的效果圖。

圖9完成水電安裝效果圖

圖10 完成硬裝方案效果圖

3.6 裝修完成后對于工程量的統(tǒng)計

在完成墻體改造、水電安裝及硬裝設計階段后，利用Revit軟件中的明細表功能可以快速的對本項目的工程量進行統(tǒng)計，形成統(tǒng)一的用料單據(jù)?？蛻艨梢愿鶕?jù)用料單據(jù)，選擇不同的材料，以便更好地控制成本。圖11為通過Revit明細表中所統(tǒng)計墻體工程量明細表。

圖11 本工程墻體工程量明細表

在進行BIM建模時，通常會對項目中的每一個構件進行項目編碼，在完成建模時，通過Revit明細表功能可以快速篩選出所需要的構件工程量。由于BIM建模是以族的形式建立的模型，即整個房屋模型都是通過相應的構件族來累加起來的，所以由BIM所建立的模型幾乎可以完全模擬出真實的建筑。因此，通過BIM模型所生成的工程量也更加接近真實建筑的工程量。當對模型進行修改時，其相對應的工程量也自動修改，能夠保證BIM模型中的所有階段工程量的準確性。

4 結論

本文研究了BIM技術在裝修工程中的應用，分析了BIM技術應用于裝修工程的一些優(yōu)勢，以及在裝修工程全階段的應用模式。為當前的裝修模式提供了一種新的方法。BIM技術應用于裝修，能夠實現(xiàn)參數(shù)化建模，協(xié)同化設計、及精確的工程量統(tǒng)計。利用其三維可視化模型能夠很好的解決規(guī)?；c個性化的良好結合，但是由于BIM技術是一種新型技術，在中國還沒有普及,所以BIM技術在裝修應用時也有一些不足的地方，例如，族群的缺乏，使得在裝修過程中，需要花費大量的時間去建立一些特殊的裝修族模型，在裝修施工過程中，利用BIM模型進行施工模擬所產生的的經(jīng)濟效益還有待更深的研究。

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The application of BIM in the Building Decoration Engineering

GUAN Chang-sheng, MAO Yan-zong, TAN Xian-liang, LU Yi-wei

(1 Wuhan University of Technology ,Wuhan Hubei 430070; 2 Hunan City University, Yiyang Hunan 413000)

The article researches BIM management model applied to the whole process of decoration and construction , in the design phase, according to customer's demand, Build the preliminary decoration design and water,heating, electricity design plan, then customer visualization display and communication, model adjustment and plan correction can be realized. in the construction phase, apply BIM three-dimensional model, realize the simulation of construction, eliminate collision problem of the decorate construction pipeline and building structure .

Decoration; BIM Technology; Design; Construction management

（責任編輯：廖建勇）

TU767

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.001

1672–7304(2016)06–0001–04

湖南省科技計劃項目(項目編號：2015GK3031)；湖南省住房和城鄉(xiāng)建設廳科學技術項目(項目編號：KY201418) 。

管昌生（1957-），男，江西廣豐人，教授，博士，研究方向：結構設計。