BIM技術(shù)在現(xiàn)代全裝修住宅項(xiàng)目中的研究與應(yīng)用

柴美娟，鄭夏翊，趙搏凱，吳書忠

（1.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310057；2.杭州建研科技有限公司，浙江 杭州 310000；3.百合盛華建筑科技有限公司，浙江 寧波 315000）

1 全裝修住宅發(fā)展現(xiàn)狀分析

全裝修住宅是指在房屋交付前，所有功能空間的固定面全部鋪裝粉刷完成，廚房與衛(wèi)生間的基本設(shè)備全部安裝完成，其最大的特點(diǎn)是以一體化設(shè)計(jì)、集成采購、集中施工的方式來完成工程項(xiàng)目的裝修，從而在成本節(jié)約、減少社會總支出、建筑節(jié)能等方面都具有很大的優(yōu)勢。我國在2002年首次提出住宅“全裝修”的概念，2008年建設(shè)部下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)住宅裝修管理的通知》，要求各地制定出相關(guān)政策，引導(dǎo)和鼓勵新建商品住宅一次裝修到位或菜單式裝修模式，各地需根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)規(guī)劃、分步實(shí)施、逐步達(dá)到取消毛坯房的目標(biāo)。2014以來，北京、上海、浙江等多地陸續(xù)推出鼓勵住宅全裝修相關(guān)政策，后續(xù)又出臺了許多相關(guān)補(bǔ)充規(guī)定，有力的促進(jìn)全裝修健康發(fā)展，全裝修住宅已成為住宅建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。

2 全裝修住宅發(fā)展中存在的問題

全裝修住宅政策的實(shí)施給建筑產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇，但在全裝修住宅快速推進(jìn)的同時(shí)，也面臨著經(jīng)驗(yàn)不足、管理不到位等導(dǎo)致質(zhì)量有缺陷、建材不符合要求等問題，最后產(chǎn)生精裝修住宅用戶認(rèn)可度較低，質(zhì)量糾紛多，首次產(chǎn)房率低等情況。究其原因主要有以下5個方面：①未能真正發(fā)揮全裝修一體化設(shè)計(jì)、集成采購、集中施工的優(yōu)勢，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，建筑、機(jī)電、裝修各方協(xié)同工作困難。②缺乏裝修施工標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，不同施工班組施工人員完成的施工項(xiàng)目質(zhì)量差異大。③對裝修構(gòu)件供應(yīng)鏈管理不足，導(dǎo)致建材標(biāo)注不規(guī)范、部件不統(tǒng)一、材料質(zhì)量有偏差等問題。④存在對進(jìn)度控制不到位，后期趕工較多，導(dǎo)致施工工序不規(guī)范，引發(fā)質(zhì)量問題。⑤成本管理困難，由于裝修建材品種繁多，價(jià)格差異大，裝修報(bào)價(jià)與實(shí)際裝修價(jià)格有出入等問題。

3 BIM技術(shù)在全裝修未來發(fā)展中的作用

要實(shí)現(xiàn)全裝修的健康快速發(fā)展，需要加強(qiáng)全裝修住宅的全過程管控，完善規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，積極化解矛盾糾紛，推廣裝配式建筑與裝配式裝修的融合，有效實(shí)現(xiàn)建筑、機(jī)電、裝修設(shè)計(jì)、施工、構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)維各方的信息傳遞和協(xié)同工作，加強(qiáng)全裝修住宅的全生命周期管理，采取有效的技術(shù)和措施加強(qiáng)項(xiàng)目成本、質(zhì)量、進(jìn)度、材料管理，才能真正開發(fā)出購房者滿意的精裝修住宅，BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效解決以上的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。

4 BIM技術(shù)在住宅全裝修領(lǐng)域應(yīng)用研究現(xiàn)狀分析

BIM技術(shù)通過建立建筑工程三維模型，為項(xiàng)目各參與方提供一個完整的工程信息交換與共享平臺，以促進(jìn)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、構(gòu)件生產(chǎn)商、運(yùn)維等各方人員進(jìn)行協(xié)同工作，提高工作效率、降低成本、保障質(zhì)量與進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。近年來，國內(nèi)學(xué)者開展將BIM技術(shù)應(yīng)用到全裝修領(lǐng)域的研究。王遷魁提出將BIM技術(shù)引入全裝修的設(shè)計(jì)階段，通過協(xié)同設(shè)計(jì)，建立全裝修三維模型，來滿足全裝修個性化設(shè)計(jì)的可行性[1]。向小玲從建筑設(shè)計(jì)與裝修設(shè)計(jì)的一體化角度分析了BIM技術(shù)功能優(yōu)勢，為全裝修發(fā)展提供思路[2]。曾超等提出了基于BIM的商品住宅全裝修網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與采購體系研究來節(jié)約時(shí)間和資金[3]。劉學(xué)賢等提出了將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式裝修工程，建立健全一體化模式，統(tǒng)一裝配式裝修標(biāo)準(zhǔn)[4]。可見將BIM技術(shù)應(yīng)用于住宅全裝修領(lǐng)域已有較好的可行性，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，卻出現(xiàn)BIM模型未發(fā)揮其應(yīng)有的作用，無法真正用于實(shí)際項(xiàng)目管理的情況。其主要原因是，BIM精裝修的正向設(shè)計(jì)未能實(shí)現(xiàn)普及與推廣，無論在總承包單位或者是建筑施工和裝飾施工單位，由于施工管理人員、施工班組對CAD軟件應(yīng)用比較熟練，因此，大多數(shù)企業(yè)還在使用CAD軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和建模，從而阻礙了BIM模型的推廣使用。有些使用了BIM模型的企業(yè)，在施工過程中缺少對BIM模型進(jìn)行動態(tài)更新和管理應(yīng)用，這樣也未發(fā)揮BIM模型本應(yīng)發(fā)揮的作用，反而由于建模工作加重了總體工作量。另一個方面是裝修BIM相對土建和機(jī)電BIM精度要求更高，如所建模型未達(dá)到精度要求，也會失去BIM對施工的指導(dǎo)作用。因此，加強(qiáng)BIM技術(shù)在全裝修項(xiàng)目中協(xié)同設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工、構(gòu)件加工生產(chǎn)、運(yùn)維全過程生命周期等方面的應(yīng)用流程、關(guān)鍵點(diǎn)和技術(shù)解決方案的研究，能有效的推動BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目中落地使用，促進(jìn)全裝修項(xiàng)目質(zhì)量、進(jìn)度、成本管控，提高精裝修項(xiàng)目用戶滿意度和交房率，進(jìn)一步推動全裝修住宅的步伐，促進(jìn)其健康發(fā)展。

5 BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目中的全過程應(yīng)用流程分析

傳統(tǒng)白坯房裝修設(shè)計(jì)方式一般以先建筑后裝修的方式進(jìn)行，很難做到建筑、安裝、裝修的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在后期裝修時(shí)需要進(jìn)行較多的改造，造成大量材料、人工浪費(fèi)。全裝修住宅則要求建筑設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)計(jì)與裝修設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，以解決相互之間的碰撞沖突等問題，提前做好預(yù)留孔洞、預(yù)埋管件等設(shè)計(jì)，以節(jié)約材料、人工，提高效率等。因此BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目中的應(yīng)用需要從工程總承包的協(xié)同設(shè)計(jì)開始，在完成協(xié)同設(shè)計(jì)以后再選取項(xiàng)目中的各標(biāo)準(zhǔn)戶型進(jìn)行精裝修施工深化設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)好的BIM模型有效應(yīng)用于裝配式構(gòu)件生產(chǎn)，裝修項(xiàng)目施工管理和運(yùn)行維護(hù)中。在每個階段，BIM模型所需關(guān)注和解決的問題也會不在此過程中不斷細(xì)化，不斷更新，形成一個有效的、完整的信息數(shù)據(jù)中心，如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目中的全過程應(yīng)用流程

6 BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目各階段應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)分析

住宅全裝修項(xiàng)目整個施工和管理過程可以分為協(xié)同設(shè)計(jì)、裝修深化設(shè)計(jì)、構(gòu)建加工和裝修施工管理、運(yùn)營維護(hù)等幾個階段，BIM模型在各個環(huán)節(jié)的使用，可以有效提高設(shè)計(jì)效率、施工質(zhì)量管理。

6.1 協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)階段的BIM技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用

全裝修住宅要求在設(shè)計(jì)階段協(xié)同考慮建筑、機(jī)電、裝修設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際戶型，結(jié)合用戶需求，科學(xué)合理地布置水電暖通管理和點(diǎn)位，并將機(jī)電和裝飾設(shè)計(jì)內(nèi)容反饋項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)計(jì)中，預(yù)留相應(yīng)洞口、套管、預(yù)埋管件等。BIM的三維綜合模型可將建筑、結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、電氣、智能化、給排水、通風(fēng)空調(diào)、燃?xì)狻⒀b飾等房屋建筑工程的專業(yè)BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合，并通過碰撞檢測功能，進(jìn)行碰撞檢測和管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理預(yù)留洞口，預(yù)埋套管理等。

此階段的BIM裝修建模對各飾面的精度要求不高，關(guān)鍵在于整個戶型的整體設(shè)計(jì)，確定每個房間的用途和家具衛(wèi)浴布置，并根據(jù)家電及用水設(shè)備的益，明確與后期精裝修一致的水電暖通點(diǎn)位和管道路徑，并結(jié)合土建結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)和裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)精確預(yù)留相應(yīng)的洞口、套管、管道、線盒等預(yù)埋件，盡量避免裝修時(shí)二次改造。BIM建模軟件可有效實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)工程、建筑設(shè)計(jì)、MEP工程設(shè)計(jì)等專業(yè)的綜合設(shè)計(jì)，碰撞檢測優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能，可較好的滿足此階段的整體建筑正向設(shè)計(jì)建模工作；同時(shí)，還可以采用基于Revit平臺的快整建模輔助軟件，如品茗Hibim、橄欖山快模等軟件輔助開展碰撞檢查、近高分析、套管、支架布置、出量、標(biāo)準(zhǔn)化出圖等，能有效提高效果。通過本階段建模的主要輸出成果為三維BIM正向設(shè)計(jì)模型與標(biāo)準(zhǔn)出圖圖集、碰撞檢測報(bào)告等。

此階段應(yīng)用的另一個關(guān)鍵點(diǎn)是由于裝配式建筑與住宅全裝修的深度融合，在裝配式構(gòu)件（PC構(gòu)件）深化設(shè)計(jì)階段，必須充分考慮精裝修預(yù)留管道、點(diǎn)位等情況，并將相應(yīng)裝修設(shè)計(jì)反映到裝配式構(gòu)件深化設(shè)計(jì)中，完成對各類構(gòu)件預(yù)留洞口，預(yù)埋線盒、套管、止水節(jié)等，并生成構(gòu)件詳圖，用于指導(dǎo)構(gòu)件生產(chǎn)與安裝。目前，市場嗡嗡科技基于Revit二次開發(fā)的BeePC軟件，能較高效完成PC裝配式構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，并能生成規(guī)范的施工圖紙。

6.2 裝修施工深化設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用

本階段的BIM模型需滿足對下一階段裝修施工管理和裝修構(gòu)件下單生產(chǎn)的需求，因此需要達(dá)到較高的精度，可在原有BIM模型的基礎(chǔ)上，選擇某一標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)戶型進(jìn)行精細(xì)化的精裝修BIM模型建模。該模型需完成與實(shí)際裝修施工一致的BIM精裝修模型正向設(shè)計(jì)，對墻飾面、地飾面、棚飾面以及各類門窗側(cè)口、門檻石、窗臺板、吊板、窗簾盒設(shè)計(jì)與創(chuàng)建，設(shè)置各構(gòu)件的材質(zhì)、顏色等屬性，以最大程度展示建筑裝修后的真實(shí)情況。通過BIM模型并結(jié)合VR技術(shù)創(chuàng)建虛擬樣板房，供業(yè)務(wù)參觀體驗(yàn)和裝修套餐選擇。

本階段的另一個BIM應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)是裝飾深化設(shè)計(jì)，通過BIM技術(shù)對室內(nèi)各空間的地面及墻面按材料的規(guī)格、花色、鋪貼方式、起鋪點(diǎn)、鋪貼方向、縫寬等進(jìn)行排磚設(shè)計(jì)，對加固龍骨、墻體龍骨等進(jìn)行排布設(shè)計(jì)，完成各房間內(nèi)立面、地坪的創(chuàng)建，并可通過標(biāo)準(zhǔn)出圖、物料單提取功能快速統(tǒng)計(jì)出各種規(guī)格材料的用量，用于指導(dǎo)后期裝修材料加工和現(xiàn)場施工。

同時(shí)可基于常見電氣布置規(guī)則創(chuàng)建管路線，基于協(xié)同設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建的水暖電點(diǎn)位創(chuàng)建照明回路點(diǎn)位線，生成照明回路，各類立管、水平干管、進(jìn)行設(shè)備路由連接等；并基于裝配式裝修的管道分離理念創(chuàng)建各類管道及配件，布置線管過橋彎等，最后完成快速標(biāo)注、標(biāo)記、生成各類管道、管件、管路附件清單，用于指導(dǎo)室內(nèi)水暖電材料加工和現(xiàn)場施工。

在BIM精裝修的渲染展示工作中，可選用Lumion、Fuzor等3D可視化工具，將已建Revit模型導(dǎo)入，再配合Lumion、Fuzor的素材庫和渲染漫游功能，可達(dá)到很好的樣板房展示功能，同時(shí)Fuzor還可連接VR設(shè)備，客戶可以通過這種方式，進(jìn)入虛擬空間去查看的BIM模型，還可以對BIM成果進(jìn)行標(biāo)注，這些標(biāo)注信息可以傳遞給BIM深化設(shè)計(jì)師。

裝修施工深化設(shè)計(jì)階段BIM建模工具可在Revit軟件的基礎(chǔ)，選用基于Revit二次開發(fā)的精裝修輔助建模軟件，如橄欖山精裝修建模模塊、畢馬裝飾BIM等軟件，來輔助快速建模、出圖、算量等。

6.3 裝修施工階段BIM技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用

將已建的BIM模型用于精裝修項(xiàng)目的施工，促進(jìn)項(xiàng)目的成本、質(zhì)量、進(jìn)度控制，促進(jìn)現(xiàn)代住宅全裝修產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

6.3.1BIM正向出圖和模型動態(tài)更新中應(yīng)用研究

BIM模型要在施工管理中發(fā)揮作用，不僅利用其三維模型，還必須從BIM深化設(shè)計(jì)階段的三維模型輸出標(biāo)準(zhǔn)化的平立面精裝修施工圖紙，完成規(guī)范化的標(biāo)注標(biāo)記，才能用于指導(dǎo)施工。BIM模型對施工圖紙具有更好的三維聯(lián)動性，即對于模型的任何動態(tài)更新，都會聯(lián)動反饋到對應(yīng)的平面、立面和三維視圖中。在施工的過程中，也可向BIM模型中加入構(gòu)件廠家等信息，對BIM數(shù)據(jù)中進(jìn)行動態(tài)更新，以保持模型與實(shí)際工程的一致。

6.3.2BIM模型在精裝修項(xiàng)目技術(shù)交底、質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究

通過三維裝修建模，將裝修施工工藝用三維模型直觀表達(dá)，對施工班組進(jìn)行可視化技術(shù)交底，使施工管理更規(guī)范，有效保證施工質(zhì)量。將易產(chǎn)生質(zhì)量通病的部位進(jìn)行三維建模與展示，結(jié)合質(zhì)量通病預(yù)防措施對管理人員和作業(yè)班組進(jìn)行形象交底。如可針對衛(wèi)生間漏水的常見問題，可將衛(wèi)生間防水施工的細(xì)部節(jié)點(diǎn)做法、衛(wèi)生間門檻石防水做法制作成BIM模型，以直觀的方式將防水R角等做法進(jìn)行展示，并用fuzor等軟件依據(jù)施工工序制作施工模型動畫，通過動態(tài)施工模擬動畫，用于施工技術(shù)交底，有效預(yù)防因施工人員施工經(jīng)驗(yàn)不足等原因造成的質(zhì)量問題。

6.3.3BIM模型在精裝修項(xiàng)目算量和成本控制中的應(yīng)用研究

通過三模裝修建模將石材、瓷磚、地板等材料依據(jù)大板規(guī)格進(jìn)行排板優(yōu)化，進(jìn)行用料用量統(tǒng)計(jì)和材料下單，形成基于BIM構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，提高材料生產(chǎn)商的生產(chǎn)效率和實(shí)現(xiàn)模數(shù)化、批量化規(guī)模生產(chǎn)，降低材料損耗，從而降低裝修施工成本。

6.3.4BIM模型在精裝修項(xiàng)目進(jìn)度控制中的應(yīng)用研究

通過使用BIM軟件中的Revit平臺，結(jié)合Navisworks、Fuzor等軟件進(jìn)行施工模擬、進(jìn)度管理和成本控制，也可使用如品茗、廣聯(lián)達(dá)等BIM5D管理平臺實(shí)現(xiàn)管理。將BIM模型關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃形成施工工序模擬，在模型中查看構(gòu)件的狀態(tài)信息，并在狀態(tài)對話框中調(diào)整構(gòu)件的時(shí)間參數(shù)，可根據(jù)時(shí)間點(diǎn)，準(zhǔn)確快速統(tǒng)計(jì)構(gòu)件量。在實(shí)際施工過程中，可將實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對比，對進(jìn)度提前和滯后情況進(jìn)行標(biāo)注，輔助項(xiàng)目管理者及時(shí)調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃。

6.4 在運(yùn)營維護(hù)階段BIM技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用

BIM在全住宅裝修項(xiàng)目運(yùn)維階段中的應(yīng)用領(lǐng)域主要通過隱蔽工程管理和運(yùn)維信息管理等幫助業(yè)主進(jìn)行二次改造和后期維護(hù)。

由于業(yè)主的個性化需求，業(yè)主在房屋交付驗(yàn)收后會有部分的二次改造，BIM模型可以三維的形式向業(yè)主展示展示房屋結(jié)構(gòu)，展示原建承重墻、管線路由等各類隱蔽工程情況，為業(yè)主二次改造提供參考，避免因二次改造對房子結(jié)構(gòu)等造成破壞，產(chǎn)生安全隱患。

基于BIM模型運(yùn)維管理是另一個重要作用。通過三維模型可獲取各系統(tǒng)和設(shè)備空間位置信息，把原來編號或文字表示變成三維圖形位置，可直觀方便地查找定位，從模型中獲取和調(diào)用相關(guān)施工方、供貨方等各類數(shù)據(jù)和信息，便于維護(hù)，同時(shí)物業(yè)還可將運(yùn)維信息也記錄到模型數(shù)據(jù)中，通過運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)累積，分析目前存在的問題和隱患，也可以通過數(shù)據(jù)來優(yōu)化和完善現(xiàn)行管理。

7 結(jié)語

通過BIM裝修模型正向設(shè)計(jì)，梳理BIM技術(shù)在全裝修項(xiàng)目從協(xié)同設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維全過程生命周期中的應(yīng)用流程，分別探討各階段BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)和技術(shù)解決方案，以實(shí)現(xiàn)將BIM技術(shù)在全裝修住宅項(xiàng)目中落地使用。通過BIM技術(shù)在各階段的落地使用可有效解決全裝修住宅項(xiàng)目的建筑、機(jī)電、裝修、開發(fā)商、用戶等各方的協(xié)同問題，提高全裝修住宅項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化管理，促進(jìn)全裝修項(xiàng)目質(zhì)量、進(jìn)度、成本管控，提高裝修質(zhì)量、節(jié)約成本、確保進(jìn)度，并為業(yè)主二次個性化裝修提供支持服務(wù)，從而提高全裝修住宅項(xiàng)目業(yè)主滿意度和交房率，有效的促進(jìn)全裝修住宅項(xiàng)目的健康發(fā)展。