BIM技術在異形結構裝飾工程施工中的應用流程初探

李享+賀嘉+吳海輝+危勇

摘 要：異形結構裝飾工程具有構件制作及加工難度高、施工放線及節點處理難度較大等特點，通過對異形裝飾項目建立BIM模型，完成復雜節點及構件模擬、發現圖紙問題、進行可視化溝通，指導材料下料及安裝，不僅能提高項目的協作性，而且能顯著提高工作效率，取得良好的工程效益。利用BIM技術輔助異形結構裝飾工程施工形成了一套較完整的應用流程。

關鍵詞：BIM；異形結構；裝飾施工；應用流程

1 引言

1.1 研究背景

現階段綠色建筑興起，可實現建筑全壽命周期管理的BIM 技術得到了推廣，這對裝飾行業的BIM 施工技術發展提出了新要求。裝飾工程是工程建設中的重要一環，分部與分項工程較多，工序復雜，并涉及到交叉作業、成品保護等，極容易造成趕工期、三邊工程等現象。而BIM 技術能很好地解決這些問題，因此在裝飾工程中使用BIM 技術將成為實現綠色建筑的必由之路[1]。

BIM 技術是一個項目的共同參與方利用建筑信息模型的工作過程，BIM（Building Information Modeling）國內翻譯為“建筑信息模型”，2002 年12 月由美國的Jerry Laiserin 提出，其概念是一個建設項目的物理和功能特性的數字表達、共享知識資源，是一個有關分享這個項目的信息，為該項目從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。BIM 技術首先出現在美國，現在在歐美日韓等發達國家BIM 應用水平已經比較高。美國、日本、韓國、新加坡等國先后出臺了BIM 標準或指南，或者已經將BIM 技術標準上升到政府推進層面。在我國，BIM 技術的應用已經有了一些應用案例，并且相關法律標準規范已經頒布。使用BIM 技術在我國已成為大趨勢[1]。

在國內，BIM 技術在建筑設計、施工行業已經應用得越來越廣泛，但由于裝飾項目的特殊性及復雜性，裝飾工程使用BIM 技術目前很少。

2 異形結構裝飾工程施工難點

（1）制作及加工難度高

為了達到美觀、個性化的藝術效果，裝飾工程往往設計成異形構造，存在很多復雜的構造，如曲面形狀的天花板、雙曲線性質的龍骨等。面材及龍骨在設計成曲面彎曲形狀后使得某些裝飾構件的制作及加工難度顯著提升。由于裝飾工程注重細節的特點，這些異形構件的安裝精度要求也很高，這些特性造成在施工過程中很難進行精確地下料。

（2）施工放線難度大

對于異形裝飾項目，建筑形狀也為異形形狀，而非普通意義上的規則形狀，且這種異形形狀通常是曲面形狀，甚至可能呈現出雙曲面的形式，構件安裝時需要在三維空間當中進行定位處理，施工定點放線作業的難度比較大。

（3）節點處理難度較大

為了達到裝飾效果，面層與龍骨、龍骨與龍骨之間的連接就是一個很大問題，這些節點的處理難度較大。異形裝飾結構不但在平面上有著一定程度的誤差，同時在三維空間上也有著相當大的誤差，節點應當如何針對三維空間誤差進行調整是整個工程施工的關鍵所在。

3 應用流程

BIM技術在異形結構裝飾工程施工中的應用流程如下圖所示：

3.1 現場三維掃描

三維激光掃描技術是國際上近年來發展的一項高新技術。該技術通過高速激光測距原理，瞬時測得空間三維坐標值，獲取的空間點云數據和傳統測繪技術相比，三維掃描技術最大的特點是更快速，更精確，更真實地還原被測對象的原形原貌，對進行后續環節的工作開展提供了準確翔實的數據支撐，能顯著提高后續工作的效率[2]。

三維掃描建模技術的應用，保證建筑全生命

周期中能夠得到尺寸精確的數字模型、建筑的現狀數據完整的采集和歸檔，為設計、施工提供真實的基礎數據，用于設計和施工協同、設計詳圖繪制、施工現場管理[2]。

利用三維激光掃描儀對現場施工范圍內的已完成結構進行三維掃描，得到點云模型，在通過Geomagic Studio軟件對點云模型進行逆向建模，得到施工現場模型，并導出為DWG格式文件。

3.2 三維模型建立

將三維掃描模型導入到Revit軟件中，在三維掃描模型的基礎上根據圖紙內容及設計要求建立裝飾施工項目三維模型。模型精細度需達到施工圖模型深度（LOD400）標準。

3.3 圖紙問題發現

傳統的二維圖紙的設計設計方式難免會出現很多圖紙問題，在圖紙會審時，完全是靠工程技術人員的經驗來判斷在施工過程中是否會出現問題，一旦某個問題被遺漏或疏忽，在后期的施工中可能就會造成很大的影響，從而影響到施工進度及成本。通過BIM技術將二維圖紙轉換成三維模型，再通過NavisWorks軟件的漫游功能就能很直觀的查看設計圖紙是否有問題，讓大部分問題在施工前就能被提出來并解決，對節省工期及成本是有很大幫助的[3]。

3.4 工程量統計及提料加工

在裝飾模型經過優化之后，進行工程量統計及提料加工，對項目的主材料和輔材料進行量的統計。BIM技術具有工程量自動統計功能，在建模時，工程人員只需設置好構件的命名及分類。

在 BIM中可以直接以報表的形式生成項目工程量統計表，參數化模型能保證統計表與模型量之間的高度統一；也能在不同篩選條件下分批分類地提料便于造價預算，材料的用量以及構件形式、尺寸、質量等參數化信息都可以報表的形式輸出，相比于傳統的人工統計方式要便捷高效。工廠加工階段，經過BIM 深化設計的信息模型使得工廠加工難度降低。

3.5 圖紙制作

在建立完成BIM模型后，可以輸出平面圖及立面圖，通過Revit軟件的剖面功能，可以出任意角度的剖面圖，并通過后期的處理，可以制作成符合施工要求的圖紙，方便施工，廠家也可以按照生成的構件的圖紙進行加工，減少浪費。endprint

3.6 可視化交底

裝飾工程的組合性的特點決定了其擁有大量復雜的構件，且如果遇到新工藝、新方法的時候，如何給工人交底就成了一大難題，傳統的通過二維圖紙的方式給工人或工程技術人員交底很難達到預期效果，但BIM技術可以實現可視化交底。運用BIM技術可以先建立施工節點的三維模型及施工工藝流程的動畫，直接用三維模型或動畫就可以很好地實現交底的任務，從而提高管理工作的效率[3]。

4 BIM在工程應用中的優勢分析

BIM 技術在異形結構裝飾工程施工中的應用，展現出其在處理復雜吊頂項目中的獨特優勢。

1）協同作業，高效便捷

Revit軟件支持多人同時建模，然后整合到一起。軟件具有自動化更新功能，模型的某一處改動，與其相關的構件也會發生相應改動，相對于傳統的二維深化設計，敏捷性更好，能極大地縮短工程時間。

2）直觀易懂，模擬精確

三維信息模型相對于傳統的平面模式來說，能更好地展現項目關鍵部位的構造，也能夠更好地便于施工人員的溝通。同時，借助于BIM技術的4D模擬技術，可以對交錯復雜的工序及構件進行模擬施工，確保施工方案的順利執行，避免施工現場構件無法安裝等情況。

3）信息共享，管理優化

通過BIM模型對工程進行預先建造，可以完全展現出設計想表達的方案效果，而且建立的過程中可以對圖紙中不完善的地方進行優化，將整個裝飾項目按照效果最好的方式建立模型，提前發現碰撞問題，避免施工中有沖突，檢查出來的問題可以自動形成碰撞檢查報告，方便與其他單位進行溝通，減少返工。

4）成本節約，效益可觀

通過建立的BIM模型可以提前知道現場實際材料用量，將現場實際材料用量與投標工程量進行對比，從而有效的實現施工材料管控和成本控制。

5 結語

異形結構裝飾工程施工項目運用 BIM 技術的特性與優勢，過程中不僅可以解決復雜空間構造的材料下料及安裝的難點，保障項目進行的穩定性，而且能促進項目信息共享，增強工廠加工準確性與便捷度；既能提高項目的整體工作效率，又避免因圖紙問題引起的現場返工，保證約定工期，節約綜合成本。

參考文獻

[1]羅蘭，趙靜雅.裝飾工程BIM應用流程初探——基于Revit的裝飾模型建立和應用流程.土木建筑工程信息技術[J]，2013（6）：81-88.

[2]安津冬，朱蓉蓉，袁文岑.BIM技術在歐洲古建修復工程中的應用.施工技術[J]，2016（15）：50-54.

[3]李享.BIM技術在裝飾施工過程中的應用初探[J].成都航空職業技術學院學報，2015，（4）：48-50.

作者簡介

李享（1989-），男，漢族，四川渠縣，成都航空職業技術學院，初級，碩士研究生，研究方向：BIM技術。endprint