建筑裝配化裝修工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略研究

鄭錦豐

裝配化裝修是綠色建筑理念在裝修裝飾行業(yè)的一種體現(xiàn)。這種裝修模式能夠?qū)崿F(xiàn)集成化裝修，能夠縮減裝修工期、減少裝修噪音，因此得到了國(guó)家的大力支持。作為建筑工程項(xiàng)目的重要組成部分，建筑裝配化裝修工程同樣需要實(shí)現(xiàn)信息化，尤其是在設(shè)計(jì)和施工2 個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要通過(guò)信息化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及施工效果的提升，BIM 技術(shù)是當(dāng)前建筑信息化的重要技術(shù)手段，通過(guò)BIM技術(shù)，可將裝配化裝修工程的設(shè)計(jì)效果圖優(yōu)化，同時(shí)借助BIM 技術(shù)的可視化特點(diǎn)，能夠減少設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的紕漏，從而避免設(shè)計(jì)變更，為施工環(huán)節(jié)提供可靠支持[1]。若要體現(xiàn)BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程中的優(yōu)勢(shì)，仍需采取合理有效的應(yīng)用策略，使BIM 技術(shù)能夠有效應(yīng)用于建筑裝配化裝修工程之中，這對(duì)于建筑裝配化裝修工程信息化水平的提升具有重要意義。

1 建筑裝配化裝修工程與BIM技術(shù)概述

1.1 建筑裝配化裝修工程概述

建筑裝配化裝修是通過(guò)設(shè)計(jì)人員在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期階段對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)，然后將設(shè)計(jì)成果和產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)內(nèi)容交由工廠對(duì)部件進(jìn)行批量化生產(chǎn)，再通過(guò)物流將生產(chǎn)好的部件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝的一種新型裝修方式。具體內(nèi)容包括地面、樓面、管線、集成廚衛(wèi)等。這種裝修模式能夠?qū)崿F(xiàn)集成化、批量化、定制化，更加便于裝配和交付。

裝配化裝修在建筑領(lǐng)域中的出現(xiàn)得到了人們的廣泛關(guān)注，這種裝修模式是一種新型裝修工藝，傳統(tǒng)裝修主要是通過(guò)濕法施工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而裝配化裝修則采用干法施工工藝，能夠減少污染、浪費(fèi)，使開(kāi)發(fā)周期得以縮短，保證裝修工程工期達(dá)到要求[2]。此外，采用裝配化裝修更加方便單一模塊的組裝和拆卸，對(duì)于后期開(kāi)展維護(hù)升級(jí)工作更加方便，干法裝修還能夠減少涂料對(duì)人體造成的危害。因此，這種裝修模式獲得了國(guó)家的大力支持。

1.2 BIM 技術(shù)概述

BIM 在我國(guó)被稱為“建筑信息模型”，可應(yīng)用于項(xiàng)目的全過(guò)程之中。設(shè)計(jì)人員可通過(guò)BIM 技術(shù)構(gòu)建三維模型，將所有項(xiàng)目相關(guān)的信息記錄到模型之中，并將該模型通過(guò)協(xié)同平臺(tái)分享給各參與方，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行協(xié)調(diào)和反饋，使專業(yè)之間出現(xiàn)的施工沖突減少，有效降低設(shè)計(jì)變更發(fā)生率，同時(shí)還能夠提升設(shè)計(jì)效率和施工管理效率，使工程項(xiàng)目高效、安全、節(jié)約、按時(shí)完成[3]。目前，BIM 技術(shù)大多數(shù)情況下應(yīng)用于大型建筑工程、橋梁工程，裝配化裝修層面的應(yīng)用尚處于起步階段，因此，本文重點(diǎn)對(duì)BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程中的應(yīng)用策略進(jìn)行研究。

2 BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程中的適用性

BIM 技術(shù)適用于整個(gè)建筑工程，而建筑裝配化裝修工程屬于建筑工程的重要組成部分，因此，BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑裝配化裝修工程中。具備一定的適用性，具體體現(xiàn)在以下5 點(diǎn)。

2.1 可提升裝配化裝修工程的精準(zhǔn)效果

BIM 技術(shù)下可形成裝配化裝修設(shè)計(jì)的三維模型，該三維模型集聚了裝修裝飾設(shè)計(jì)相關(guān)的所有數(shù)據(jù)信息。在裝配化裝修設(shè)計(jì)階段，采用BIM 技術(shù)三維模型，能夠使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)直觀了解各種設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案展開(kāi)論證和比選，還可在設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，使裝修設(shè)計(jì)內(nèi)容更加符合實(shí)際。BIM 技術(shù)的可視化使設(shè)計(jì)的精度能夠得到提升，并且有利于后期精準(zhǔn)施工。因此，BIM 技術(shù)能夠有效提升裝配化裝修工程的精準(zhǔn)效果。

2.2 可提升裝配化裝修工程的質(zhì)效

在BIM 技術(shù)的支撐下，可以提升裝配化裝修工程的精準(zhǔn)效果，從而促進(jìn)裝配化裝修工程質(zhì)量得到提升。同時(shí)，BIM技術(shù)還能夠提升裝配化裝修工程開(kāi)展的效率。在裝修設(shè)計(jì)方面，BIM 技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為三維立體設(shè)計(jì)，僅需將裝修設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)之中，便能夠更新三維模型，節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間[4]；在裝修施工方面，通過(guò)BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息化管理，將BIM技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能夠構(gòu)建裝修施工管理模擬系統(tǒng)，可為復(fù)雜的裝修工程提供高效的可視化管理體系，從而提升管理質(zhì)效，使裝配化裝修工程的施工效率得到提升。

2.3 可節(jié)約裝配化裝修工程的成本

裝配化裝修工程的規(guī)模一般比較大，故工程成本也大。因此，在開(kāi)展裝配化裝修時(shí)，成本管理是極為重要的管理內(nèi)容，若對(duì)復(fù)雜的大型裝配化裝修工程采取傳統(tǒng)核算方法，則很難準(zhǔn)確核算，導(dǎo)致資金風(fēng)險(xiǎn)防控的難度相對(duì)較大。而在成本管理中采取BIM 技術(shù)，會(huì)在施工管理模擬系統(tǒng)的輔助下完成成本管理，通過(guò)資金曲線對(duì)裝修工程各階段資金使用量進(jìn)行分析，做好資金準(zhǔn)備工作，避免出現(xiàn)資金風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于控制裝配化裝修工程成本也能發(fā)揮重要作用。

2.4 BIM 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)裝配化裝修工程安全施工

BIM 技術(shù)可以按照設(shè)計(jì)方案，通過(guò)模型模擬裝配化裝修工程的整個(gè)施工流程。一方面，能夠保證裝配化裝修工程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展施工，使裝配化裝修施工與設(shè)計(jì)方案相對(duì)應(yīng)，從而保證施工質(zhì)量，避免返工、重新設(shè)計(jì)等問(wèn)題發(fā)生。另一方面，通過(guò)BIM 模型的可視化功能以及BIM 技術(shù)的數(shù)字化模擬，能夠在模擬施工中發(fā)現(xiàn)施工操作的關(guān)鍵安全節(jié)點(diǎn)，提示施工人員在該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，盡量安全防范，從而為裝配化裝修工程的施工安全提供重要保障。

2.5 可保障裝配化裝修工程的工期進(jìn)度

BIM 技術(shù)可對(duì)裝配化裝修工程施工開(kāi)展進(jìn)度管理，使用BIM 技術(shù)可降低失敗成本以及重置施工，對(duì)時(shí)間成本和人力成本進(jìn)行控制，從而在施工之前做好相關(guān)防護(hù)工作，使裝修工程施工進(jìn)度可被實(shí)時(shí)掌控。在開(kāi)展裝配化裝修工程施工中，引入BIM 技術(shù)還可對(duì)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦施工實(shí)際進(jìn)度落后于計(jì)劃進(jìn)度，基于BIM 技術(shù)的信息管理系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出預(yù)警，提示裝修施工管理人員及時(shí)跟進(jìn)進(jìn)度情況，重新調(diào)整裝修工程工期。此外，在制定施工進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，還可以利用BIM 技術(shù)了解裝修工程的整體工程量、現(xiàn)有資源量，從而為合理制定施工進(jìn)度計(jì)劃提供重要依據(jù)。

3 BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程中的應(yīng)用策略

建筑裝配化裝修工程開(kāi)展的關(guān)鍵階段為設(shè)計(jì)階段和施工階段，本文在研究BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程中的應(yīng)用策略時(shí)，主要從這2 個(gè)階段展開(kāi)。

3.1 BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用策略

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑裝配化裝修工程設(shè)計(jì)階段，并非簡(jiǎn)單的線性流程，而是在信息化三維模型的基礎(chǔ)上開(kāi)展數(shù)據(jù)處理工作，并綜合運(yùn)用模型開(kāi)展裝配化裝修工程施工準(zhǔn)備。從當(dāng)前BIM 技術(shù)在裝配化裝修工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用情況來(lái)看，主要的應(yīng)用策略如下。

3.1.1 數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)是當(dāng)前開(kāi)展信息化、數(shù)據(jù)化測(cè)量的一種高新技術(shù)，在建筑裝配化裝修工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)開(kāi)展數(shù)字化三維掃描工作。主要是通過(guò)數(shù)字化測(cè)量來(lái)完成掃描工作，該技術(shù)采用的移動(dòng)掃描儀與常規(guī)站點(diǎn)掃描儀相比，更加精準(zhǔn)、高效。獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后，通過(guò)一定處理便會(huì)形成點(diǎn)云模型，從而使建筑主體結(jié)構(gòu)能夠以最快速度進(jìn)行逆向建模，從而有利于裝配化裝修所用構(gòu)件的制造生產(chǎn)。通過(guò)逆向建模能夠獲取BIM 模型，以此模型為基礎(chǔ)，可以開(kāi)展裝修設(shè)計(jì)工作和施工操作，從而為裝配化裝修設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持[5]。

3.1.2 項(xiàng)目整體的數(shù)字化設(shè)計(jì)

利用BIM 技術(shù)進(jìn)行裝配化裝修項(xiàng)目整體數(shù)字化設(shè)計(jì)，是在確定總規(guī)劃目標(biāo)之后，構(gòu)建虛擬BIM 三維模型，然后與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建建筑工程數(shù)據(jù)信息庫(kù)，形成一個(gè)信息數(shù)據(jù)高度集成的平臺(tái)。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行裝配化裝修工程項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)時(shí)，便能對(duì)項(xiàng)目的各專業(yè)開(kāi)展整體分析、評(píng)估和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)裝配化裝修項(xiàng)目的數(shù)字化集成管理。例如，某會(huì)展場(chǎng)館項(xiàng)目在改造中，需要將大面積原裝飾面、加固結(jié)構(gòu)、機(jī)電裝飾配套、主體結(jié)構(gòu)等進(jìn)行改造，采用數(shù)字化技術(shù)將各專業(yè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，從而對(duì)各類工況進(jìn)行預(yù)判，從而針對(duì)施工開(kāi)展統(tǒng)籌管理。首先，需要對(duì)該項(xiàng)目開(kāi)展拆除方案設(shè)計(jì)，在保證數(shù)字化模型準(zhǔn)確無(wú)誤的基礎(chǔ)上，對(duì)拆改界面進(jìn)行劃分，實(shí)施精確拆除。其次，開(kāi)展加固設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)字化模型對(duì)支架裝飾、機(jī)電裝飾等方案進(jìn)行綜合考慮，獲取設(shè)備空間及結(jié)構(gòu)空間，減少施工材料浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3.1.3 設(shè)計(jì)方案比選以及優(yōu)化

通過(guò)BIM 技術(shù)能夠?qū)ρb配化裝修項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的內(nèi)容涵蓋色彩、布局、規(guī)范和安全等方面，采取數(shù)據(jù)對(duì)比以及模型分析的方法來(lái)選擇解決方案。進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比選時(shí)，先開(kāi)展設(shè)計(jì)及深化討論可選擇裝修相關(guān)的若干關(guān)鍵因素開(kāi)展模擬操作，通過(guò)模擬找出方案中的不足，通過(guò)方案來(lái)優(yōu)化裝飾工程的設(shè)計(jì)效果。

3.1.4 裝飾工程節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

既往裝飾工程的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝飾進(jìn)行部品設(shè)計(jì)，缺乏個(gè)性化，現(xiàn)場(chǎng)施工會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件無(wú)法正常拼裝的問(wèn)題，這種情況下只能返廠重新生產(chǎn)，導(dǎo)致工期延誤，還造成材料浪費(fèi)問(wèn)題。而B(niǎo)IM技術(shù)可以通過(guò)構(gòu)建參數(shù)化模型實(shí)現(xiàn)裝飾節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，可按照裝配式施工的具體要求對(duì)板塊進(jìn)行拆分，還可以通過(guò)BIM 模型定制特殊掛件和構(gòu)件，使裝配式施工獲得有效支持。同時(shí)，由于裝配化裝修所使用的構(gòu)件可以拆除，所以很多構(gòu)件可以在日后重復(fù)使用。因此，在拆除設(shè)計(jì)中，可以在安裝方案設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)拆除節(jié)點(diǎn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)二次安裝方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠有效節(jié)省裝修裝飾成本。

3.2 BIM 技術(shù)在建筑裝配化裝修工程施工階段的應(yīng)用策略

建筑裝配化裝修工程的施工階段也可通過(guò)BIM 技術(shù)提升施工質(zhì)量效果和效率，BIM 技術(shù)在此類工程施工階段的具體應(yīng)用方向主要為數(shù)字化模擬、數(shù)字化管理、裝配施工器材研發(fā)和應(yīng)用等方面。

3.2.1 數(shù)字化模擬

傳統(tǒng)裝飾工程在開(kāi)展施工時(shí)，技術(shù)人員會(huì)采取口述或者是會(huì)議的方式，將專項(xiàng)方案、圖紙等文件內(nèi)容向施工人員交底，很多技術(shù)內(nèi)容因抽象化，導(dǎo)致技術(shù)交底的效果并不理想。而通過(guò)BIM 技術(shù)開(kāi)展數(shù)字化模擬，則能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到仿真結(jié)果，通過(guò)施工作業(yè)層次對(duì)裝飾工程的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行展現(xiàn)，通過(guò)數(shù)字化模擬對(duì)整個(gè)裝配化裝修工程施工進(jìn)行4D 模擬，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工流程的可視化。例如，在開(kāi)展裝配式模塊施工中，當(dāng)數(shù)字化設(shè)計(jì)以及裝配式模塊構(gòu)件加工完畢之后，可以采用BIM 模型對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行劃分，同時(shí)還可對(duì)裝飾工程的吊頂、墻面等部位模塊進(jìn)行整合分析，從而使裝配化裝修工程施工的效率提升。還可以應(yīng)用BIM 技術(shù)對(duì)裝配化裝飾工程的施工進(jìn)度進(jìn)行4D 演示，通過(guò)演示結(jié)果對(duì)施工進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)施工信息的同步，從而實(shí)現(xiàn)可視化輸出，實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況，對(duì)后續(xù)的施工方案進(jìn)行預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工的精細(xì)化，同時(shí)也能夠與其他專業(yè)之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。

3.2.2 數(shù)字化管理

裝配化裝修工程施工開(kāi)展數(shù)字化管理需要將BIM模型作為管理的基礎(chǔ)條件，根據(jù)施工效率以及工程量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，同時(shí)還能夠?qū)⒐こ坛杀尽⒐こ踢M(jìn)度等內(nèi)容準(zhǔn)確的算出，能夠?qū)崿F(xiàn)施工管理的可視化。此外，通過(guò)BIM 模型還可構(gòu)件數(shù)字化施工管理系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)能夠?qū)ρb配化裝修構(gòu)件進(jìn)行追蹤，對(duì)BIM 模型進(jìn)行管理，還可對(duì)成本、勞動(dòng)力、生產(chǎn)進(jìn)度等進(jìn)行精準(zhǔn)管理。

3.2.3 裝配施工器材研發(fā)和應(yīng)用

通常來(lái)講，裝配化裝修工程的安裝模式比較簡(jiǎn)單，且標(biāo)準(zhǔn)化程度比較高，但是由于裝配化裝修工程項(xiàng)目存在一些特殊情況，例如缺少適當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)運(yùn)輸和安裝一些超大模板，在這種情況下便需要滿足裝配化裝修工程項(xiàng)目的個(gè)性化需求，專門為裝配式裝修工程施工研發(fā)工具器材。

例如，上海某展館主場(chǎng)館項(xiàng)目在開(kāi)展墻面鋁模板的安裝時(shí)，鋁模板的尺寸為2 300 mm×10 400 mm，但厚度較薄為2 mm，導(dǎo)致這一超大模板在運(yùn)輸以及安裝操作時(shí)難度較大。為了采用BIM 模型與編程控制技術(shù)相結(jié)合的方法，研發(fā)了半自動(dòng)模板安裝機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了該模板自動(dòng)化安裝，并且安裝的精確度能夠達(dá)到毫米級(jí)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)不僅能夠在建筑主體結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用，而且還能應(yīng)用于建筑裝配化裝修工程之中。本文結(jié)合建筑裝配化裝修工程設(shè)計(jì)和施工2 個(gè)關(guān)鍵階段，對(duì)BIM 技術(shù)在此類裝修工程中的應(yīng)用策略進(jìn)行了探討。通過(guò)實(shí)踐分析得出，BIM 技術(shù)在此類工程的設(shè)計(jì)階段可進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量、數(shù)字化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方案比選、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等方面工作；在施工階段可應(yīng)用于數(shù)字化模擬、數(shù)字化管理、裝配施工器材研發(fā)和應(yīng)用等方面，可見(jiàn)BIM 技術(shù)通過(guò)有效的應(yīng)用策略可提升裝配化裝修工程實(shí)施的質(zhì)效，有利于成本控制和進(jìn)度控制，從而實(shí)現(xiàn)此類工程的效益提升。