顧曼 翟勝增
近兩三年來,BIM技術開始應用于建筑裝飾行業,本文從建筑裝飾行業BIM的應用現狀著手,介紹了當前BIM應用的進展和案例;然后分析了BIM技術在建筑裝飾工程中的應用意義,將給建筑裝飾行業帶來一場深刻變革;最后研究了BIM在建筑裝飾工程中的應用范圍,對BIM技術的推廣應用起到一定的理論指導作用。
建筑裝飾行業BIM應用現狀
BIM,英語全稱是Building Information Modeling,即建筑信息模型,是由美國喬治亞理工大學的Chuck Eastman教授于1975年提出,是將建設項目的物理特性、功能特性及管理要素等相關信息進行參數模型的創建,為項目策劃到項目建成使用直至拆除的整個全生命周期過程中提供準確的信息,使項目設計人員、施工人員、管理人員等根據各種信息模型做出正確的判斷,以應對項目在設計、施工、使用過程中出現的各種問題,為項目各參建方以及建成后的使用者提供協同工作平臺,不僅能夠提高工作效率、縮短工期,還能夠節約大量的建筑資源。
在西方國家,由于BIM起步較早,現在已經廣泛地應用于建筑工程的全生命周期,并且制定了相應的標準。基于國內建筑市場的需求,我國約從2004年開始進行BIM的應用推廣,與國外BIM應用對比而言,我國BIM應用仍大多停留在碰撞檢測和施工初步模擬等比較基礎的施工前圖紙檢測的應用層次;建筑裝飾裝修作為建筑工程產品制造的最后一道工序,更是用之甚少。
隨著我國建筑業向信息化和工業化轉型升級,近兩三年BIM技術應用進入快速推廣階段,越來越多的建筑施工企業對BIM技術有了一定的認識并積極開展實踐,特別是BIM技術在一些大型復雜的超高層項目中得到了成功應用,涌現了一大批BIM技術應用的標桿項目。如蘇州金螳螂裝飾2016年3月完工的上海中心三個標段內裝和南京青奧中心,浙江亞廈裝飾2016年5月完工的上海迪士尼樂園內裝,中建三局東方裝飾2015年8月完工的上海中海油大廈1-9層內裝。
在行業標準方面,在中國建筑裝飾協會統部署下,由中建三局東方裝飾設計工程有限公司會同湖北工業大學等18家單位從2014年7月開始編制《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》,在首次編制工作會議中對BIM進行了明確定位:在未來五年內BIM技術將在建筑裝飾重點工程及以及裝飾企業中普及應用。在各方共同努力下,2016年6月,《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》完成征求意見稿,標志著此標準基本完成,這將對我國建筑裝飾行業BIM的應用提供科學的實踐指導。
BIM在建筑裝飾工程中應用的意義
在建筑裝飾工程項目中,不僅工種較多,施工流程、工藝復雜,而且在施工的過程中和其他專業有很多交叉,更是加大了施工難度。另外,各種原因導致趕工也會使工程施工質量下降、產生資源浪費等現象。BIM技術的應用和發展,能夠使建筑物全生命周期各項指標得到充分把控,所以BIM技術在建筑裝飾領域中的研究和應用具有深遠意義。與傳統的建筑裝飾項目設計與施工管理模式相比,BIM具有以下優點:
1.BIM技術的應用改變了傳統建筑裝飾項目的工作模式。在BIM工作系統中,與項目相關的所有信息都被綜合在同個信息模型中,此模型既包含了項目的物理特性和功能特性,同時也有相關的管理要素,與其說它是一個綜合信息模型,不如說它是個信息平臺,可以使不同地區、不同專業的人員通過BIM信息平臺開展協同工作。各專業依據建筑物基本數據進行分析、設計、施工,從而提高各專業設計方案的可行性。從建筑物的策劃到設計、施工、使用乃至拆除,BIM技術的使用貫穿其全生命周期,將給裝飾行業帶來深刻變革。
2.BIM技術改變了傳統建筑裝飾項目的管理模式。目前的裝飾工程項目管理基本還是分專業、分工種、模塊化管理,一個復雜的項目由整到分,分成若干不同的模塊,各模塊之間通過協調、溝通,由分到整,達到技術上、外觀的一致。這種管理模式往往由于溝通不及時、級別不對等、各自為政等情況,導致施工效率低下,施工質量差,造成返工不斷,浪費了資源造成了一定的經濟損失。而BIM技術能對施工環節進行模擬,特別是難以把握的新材料、新工藝,通過模擬之后在進行實際施工,把握關鍵技術環節,將質量隱患降至最低。同時,使用BIM技術還可以對工程進度、質量、成本等方面進行控制,提高管理效率和資源利用率。
3.BIM技術改變了傳統建筑裝飾項目的溝通方式。在建筑裝飾項目中,以往設計師大量的設計工作還是要使用平、立、剖等二維圖形來表達和展現自己的設計成果。由于二維圖紙的自身局限性,并不是所有的人都能看懂,這就增加了溝通的難度,容易出現問題,使用傳統的圖紙交底方式很難達到預期效果。BIM的使用可以將二維圖紙變成可視化模型,使交底變得簡潔明了。可視化的交底不僅能讓技術人員清楚施工構造及施工做法,也能讓業主隨時掌握施工的效果。在BIM建筑信息模型中,不僅可以用于效果圖展示及報表的生成,更重要的是項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。
BIM在建筑裝飾工程中應用
根據建筑裝飾工程工作進程,BIM技術的運用具體可分為四個階段,分別是策劃階段、設計階段、施工階段、運行維護階段。
1.策劃階段
在建筑裝飾項目的策劃階段主要任務是與業主進行充分交流,了解建筑的基本情況、業主的意圖和要求,擬定設計任務書,簽訂設計合同,或者根據標書要求參加投標。由于我國土建施工和建筑裝飾施工一般分開進行,設計團隊通過對BIM信息的追溯,從而獲得建筑物的基本物理信息,通過對這些信息的分析進行設計策劃和定位。比如空間的構成、光照、通風等信息,科學地確定設計內容。同時,BIM還能將策劃階段的成果和業主的要求進行對比,查看是否符合業主要求,是否滿足建筑空間的基本情況。
2.設計階段
根據在策劃階段制定的設計任務書建立BIM模型,包括創建室內裝飾構件和室內空間內含物,模擬現實的空間狀態。使用BIM不僅能夠檢驗設計方案的物理特性,如采光、照度、通風、聲學、色彩等;還可以借助BIM平臺確定最終設計方案。使業主的需求得到最直觀的展示,業主在比較短的時間內確定設計方案,這就大大縮短了設計時間。同時,由于在設計方案上已經達成共識,后續的設計變更也會相應地減少。
在確定設計方案之后,要進行綜合碰撞檢查。傳統的建筑裝飾項目從設計到施工完成,往往由于各專業的分工進行,碰撞檢查主要是在CAD軟件中通過把已完成的不同專業圖紙的復制疊加、對比來進行,再把有沖突的部分進行調整。這種工作方式不僅效率低下,經常會出現漏調、調錨的情況,還會影響裝飾裝修的美觀性。隨著建筑結構技術的不斷突破,現代室內空間的的空間規模和設計的復雜程度不斷增加,設計、施工的難度也越來越大。因此,無論設計方還是施工方甚至是業主對協同工作要求越來越高。現在,我們可以利用BIM技術,通過建立各專業的BIM模型,利用其參數化的特點記錄構件的詳細信息;并進行三維空間的管線碰撞檢查,根據重疊圖形來調整優化設計方案,從而大大提高了工作效率。
各專業綜合碰撞檢查并修改調整完畢后,即可生成二維裝飾施工圖。如使用Revil軟件創建的模型,可以完全基于模型文件生成圖紙,圖紙是和模型文件相關聯,當模型有改動時,圖紙也進行相應變更。相比傳統的制圖方法,大大縮短了制圖時間,提高了工作效率。同時,在Revil軟件中也可以使用二維線進行手工圖形繪制,在進行文字標注加以說明。
3.施工階段
在傳統的裝飾工程中,工程量清單需要依靠人工根據圖紙進行算量和統計,或者使用專門的造價軟件進行計算。人工算量不僅需要消耗大量的工作量,而且經常出現錯算、漏算;而使用軟件算量雖然比人工算量更準確、方便,但設計變更導致的工程量變化則需要不斷進行調整數據,否則算出來的工程量也不能反映真實的工程情況。而BIM匯聚了工程的所有信息,借助這些信息,能自動生成詳細的工程量明細表;而且當BIM模型出現變更,工程量明細也會自動進行調整。相比人工算量和軟件算量,不僅節省了人工,而且降低了錯誤率,使工程量清單能夠準確反應項目的實際情況。業主可以通過工程量明細表對不同設計方案的施工成本、工期等進行比較,并做出快速決定。
在傳統的裝飾項目施工過程中,由于施工過程復雜,管理難度大,可視化程度低,施工進度和施工質量比較難以把控。當前建筑裝飾工程項目管理中經常使用橫道圖和網絡計劃圖,由于專業性強,業主很難參與到施工管理中。通過BIM技術可以有效地對施工過程進行管理,通過可視化模型,制定合理的施工計劃,精確地把控整個項目的施工過程。以減少窩工、返工現象,提高施工質量和施工效率。通過BIM可以對項目的在新材料、新工藝或重點、難點部位進行施工模擬,直觀地了解整個施工安裝環節的時間節點和安裝工序,并清晰把握在安裝過程中的難點和要點,不斷優化施工方案,提高計劃的可行性和安全性。業主也能通過可視化模型直觀地把握施工進度、施工質量和施工后的效果,真正參與到施工管理中,實現施工透明化及利益最大化。
4.竣工驗收階段
在傳統建筑裝飾工程中,業主大多是行業外人士,在工程竣工驗收時,由于沒有驗收參照標準和相關專業知識,很難發現施工中存在的質量問題和安全隱患。因此,業主往往需要花錢委托其他機構進行工程驗收。而在BIM信息平臺中,其模型即可成為竣工驗收的標準參照。業主自己就可以將BIM模型與實際施工效果進行對比,從而找出實際效果和BIM模型的差異,并要求施工方及時解決。
5.運行維護階段
在建筑物裝飾工程完成之后,即進入運行階段。在使用期問,建筑結構和裝飾構造以及設備設施難免會出現些問題,因此它們需要進行一定的養護和維修。在復雜的建筑空間中,需要準確地找到維修點和相應參數。BIM模型結合運營維護管理系統可以充分發揮空間定位和數據記錄的優勢,合理制定維護計劃,分配專人專項維護工作,以降低建筑物在使用過程中出現突發狀況的概率。
結語
隨著BIM技術在裝飾行業的應用推廣,《建筑裝飾裝修工程BIM實施標準》征求意見稿也已經完成,BIM技術在建筑裝飾領域必然會得到廣泛應用。從建筑裝飾項目的策劃、設計、施工到運行維護,BIM技術會貫穿整個周期,并提供高效的管理工作。BIM技術的應用使未來的裝飾行業正在發生著革命性的變化,對項目的各參與方均提出了更高的要求。
(第一作者單位:中國礦業大學徐海學院
第二作者單位:江蘇建筑職業技術學院)
作者簡介:顧曼(1990-),女,中國礦業大學徐海學院助教,一級注冊建造師。主要研究方向:建筑工程項目管理、BIM技術應用。
翟勝增(1988-),男,江蘇建筑職業技術學院講師。主要研究方向:建筑裝飾設計及施工。