BIM 技術在綠色裝飾施工中的應用研究

閆 亮

BIM 技術以建筑信息技術為基礎，將各類應用相結合，將建筑三維模擬信息與建筑開放式標準信息系統(tǒng)等綜合運用于建筑計劃階段、設計階段、施工階段、管理階段以及運維階段的全生命周期，提高施工效率和管理水平。

BIM 技術具有直觀、自適應、模擬和可成圖等特點。BIM 技術在建筑領域的運用符合“全生命周期”理念要求，彰顯“綠色施工”的思想。建筑裝飾工程是綠色施工的重要組成部分，在建筑裝飾工程設計、施工和管理中，需運用BIM 技術對建筑裝飾工程進行全生命周期的高效管理。

1 BIM 技術基礎理論

BIM 的全稱是建筑信息模型，從目前建筑業(yè)的發(fā)展情況來看，BIM 技術在施工管理、施工設計和工程設計數字化等各個層面都能起到重要的輔助作用。從實質上講，BIM 技術的應用是以三維立體圖為基礎，并以具體的事物為依據，利用計算機進行建筑輔助建模[1]。BIM 是一種數字化的設計輔助模式，其核心是概念仿真、信息處理和數據分享，能夠在一定的過程中對信息進行修改、更新、提取和插入等操作，為建筑項目的各個施工階段提供支持，同時也能更直觀地體現實際的工作狀況。圖1 展示了BIM技術應用于建筑施工的流程。

圖1 BIM 技術應用于建筑施工的流程圖（來源：作者自繪）

2 BIM 技術在綠色裝飾施工中的應用優(yōu)勢

2.1 能夠使裝飾方案更為直觀生動

BIM 使裝修方案更直觀生動主要表現在：第1，在進行設計工作的過程中，設計人員可以在三維空間中直接完成設計工作。通過BIM 技術，設計人員可以在部件設計過程中建立具有反饋和交互功能的直觀模型，從而實現部件間的可視化。該方法基于可視化和多主體協(xié)同設計的思想，實現了全過程三維建模。第2，在傳統(tǒng)的施工過程中，技術人員、施工人員均以二維（Two Dimensional，2D）平面影像為基礎進行工作，這需要相關人員具備較高的專業(yè)知識和識圖能力。利用BIM 技術生成的三維（Three Dimensions，3D）影像，有關人員可迅速了解設計意圖，理解工藝規(guī)范，并對出現的問題進行有效分析，與有關部門共同解決。第3，設計人員可以借助富有表現力的精細建造模型，使得室內裝飾設計方案更為直觀、精確。第4，將BIM 技術應用于綠色裝飾施工中，工作人員可以積極地參與到裝飾產品的設計中，創(chuàng)造專業(yè)化與個性化的裝飾產品。通過BIM 技術的可視化特征，結合具體的環(huán)境和用戶需求，生成直觀、交互式的模型。通過這種方法，可使設計意圖得到進一步加強，關鍵數據也能得到清晰展示，且能使設計、施工、技術、監(jiān)理、造價等部門人員對圖片和數據進行實時的評價、分析與討論，更好地保證工程整體決策的準確性與科學性。

2.2 能夠提供仿真技術

BIM 技術是以計算機軟件為基礎，對工程施工的全過程進行仿真。該仿真程序既可采用數值仿真，也可以采用可視化的3D 圖形仿真，其主要目標是使工程人員能更好地理解設計方案，確保施工方案的合理性[2]。在設計階段，要注重運用模擬仿真技術，獲取各類關鍵參數，并與相關設計要求、行業(yè)規(guī)范、政策制度等相比較，不斷地修正和完善設計方案。在工程招標和施工過程中，采用四維（Four Dimensional，4D）和五維（Five Dimensional，5D）仿真技術，對施工過程進行線性仿真，從而得到造價控制所需的相關資料。此外，也可以在工程開始前，通過計算機對事故進行仿真，從而實現對人員的安全疏散，并進行合理的路徑選擇。

3 綠色裝飾施工中的BIM 技術應用現狀

當前，我國建筑業(yè)存在產業(yè)結構分散、信息交流不暢、項目管理粗放、建設費用過高等問題。同時，全球對可持續(xù)發(fā)展的需求也在不斷提高，這就要求建筑業(yè)需不斷進行技術創(chuàng)新，以達到更加精細、科學的設計目的。2004 年起我國已在大力推廣BIM 技術。但目前BIM 技術還處在推廣應用的初級階段，只有極少數的施工企業(yè)開始應用和研究BIM 技術。建筑裝飾工程可以分為住宅裝飾工程、公共建筑裝飾工程、幕墻工程、配套陳設工程4 類，這是因為裝飾產業(yè)各有特色，所以BIM 技術在綠色裝飾施工中的應用也各不相同。由于住宅裝飾工程的規(guī)模小，專業(yè)性要求較低，BIM 技術在精裝飾工程中的運用，主要表現為快速測量、模型繪制、方案選擇、施工管理等。家居裝飾企業(yè)通過網絡技術，將設計師、裝飾公司、材料供應商和業(yè)主連接在一起，實現設計、施工、訂貨等多環(huán)節(jié)的協(xié)同共享。

4 BIM 技術在綠色裝飾施工中的應用路徑

4.1 應用信息化模型

在綠色裝飾施工中，要充分發(fā)揮信息化模型的功能，更多地與BIM 技術相結合。例如，綠色裝飾設計需要用到大量的建筑材料，這就構成了一個復雜的綠色裝飾數據系統(tǒng)，而BIM技術能夠對這些數據信息進行合理的管理。比如，每種材料都有相應的生產廠家、規(guī)格、市場價格等參數，利用BIM 技術將其輸入信息系統(tǒng)，并對記錄的數據進行統(tǒng)計和分析，從而形成對綠色裝飾材料的全面認知，提高綠色裝飾設計的科學水平（圖2）。一套完整的綠色裝飾設計系統(tǒng)要經歷多個環(huán)節(jié)，其中裝飾設計工作量的計算是一個難點。BIM 模型化的思路能夠有效地利用各種參數，實現對各階段工程量的求解，體現BIM 模型的應有價值[3]。在綠色裝飾設計中，成本核算是一個非常關鍵的環(huán)節(jié)，利用BIM 技術構建的模型系統(tǒng)，可以實現對項目全過程、作業(yè)路徑的仿真，提高成本計算的準確性，為項目業(yè)主提供更高質量的成本控制方案，同時確保綠色建筑裝飾設計和建造的一致性，為以后的工作打下良好的基礎。

圖2 BIM 信息化模型（來源：網絡）

4.2 加強材料使用控制

在材料模型數量統(tǒng)計方面，BIM技術的建模優(yōu)勢體現較明顯。傳統(tǒng)設計體系中，需要花費較多時間處理模型數量的統(tǒng)計工作，但應用BIM 技術能夠確定綠色建筑裝飾設計活動中需要使用的模型數量，確保制訂出來的裝飾材料使用方案有較強的應用價值，同時保證材料使用配置的可行性。在綠色建筑裝飾設計中，最重要的一環(huán)就是墻體結構，要注意各種因素的影響。運用BIM 技術，需要對墻體結構設計中的有關技術需求和關鍵元素進行全面分析，同時也要考慮到對裝飾材料的特殊需求，使建筑材料的價值最大化，并有效發(fā)現建筑設計中出現的材料浪費問題，采取相應措施加以解決。建材消耗是衡量裝飾工程品質的一個重要指標，BIM 技術的運用可以有效地減少裝飾設計過程中的物料污染，并能更好地抑制廢棄物的產生。

4.3 明確施工階段的具體布置

在綠色建筑裝飾設計的施工階段，需要運用BIM 技術對室內裝飾設計的全流程進行整體規(guī)劃，在各個環(huán)節(jié)中明確具體布置，提高施工場地布置的合理性，具體為：第1，在設計時，應充分考慮其空間特性，并確保其有序進行。將BIM 技術引入空間布置環(huán)節(jié)，提高空間布局的科學性和規(guī)范性，并將其他影響綠色建筑裝飾空間布置的因素納入考量，最大限度降低其他因素對裝飾建造的影響，確保綠色建筑裝飾建造與環(huán)境的融合。第2，BIM技術最大的優(yōu)點是可視化，在正式施工前，可通過可視化的方式實現預覽，對材料、場地、人員在施工階段的分布有一個全面的了解，提高綠色裝飾工程施工的科學性與合理性。第3，綠色裝飾系統(tǒng)是比較復雜的系統(tǒng)，運用BIM 技術可讓相關人員對綠色裝飾項目有更深入的了解，確保施工活動的針對性。比如，在建筑施工前，可運用BIM 技術對施工過程中的每個環(huán)節(jié)進行仿真。第4，BIM 技術的另一個優(yōu)點是可用3D 建模的方法擬建施工現場環(huán)境。綠色裝飾施工過程中，不可避免地會出現各種意外情況，可利用BIM 技術對其進行仿真，有效預防和控制綠色裝飾中出現的問題。實際施工過程中，通過3D 模型的構建，可以讓設計過程中的各項要求得到更好的落實，不僅能夠保證綠色建筑裝飾施工的標準性，還能為綠色建筑裝飾施工提供保障。

4.4 將BIM技術引入竣工驗收階段

將BIM 技術引入竣工驗收中，可以為裝飾工程的綠色驗收工作提供更加有力的支持。項目在竣工驗收階段，將會對海量的裝飾資料進行充分使用，而BIM 技術的應用，可以增強裝飾資料的使用價值，讓業(yè)主更好地了解裝飾現狀。驗收階段的一個重要功能就是判斷綠色裝飾是否存在質量問題，運用BIM 技術能夠將綠色建筑裝飾工程自身和每一個施工階段結合起來，確保工程驗收階段的完整性，提高驗收工作的準確性和有效性。綠色建筑裝飾完成并不意味著完工，在以后的使用中會產生很多問題，涉及建筑材料、設備建造等諸多領域，且與海量的綠色裝飾數據緊密關聯(lián)。BIM 技術的運用可以有效地減少維護作業(yè)所需的時間，使維護人員能夠更快地找到所需的資料，在精確定位的基礎上，制訂相應的維護計劃，對維護期間可能出現的問題進行全面分析，確保綠色建筑裝飾維護工作的穩(wěn)定開展。

4.5 將BIM技術應用于評價工作

在進行綠色裝飾施工BIM 評價指標設計時，既要注意各類資源的節(jié)約利用效應，又要考慮材料的重復利用效應。同時研究如何在合理使用空間資源的前提下，提高綠化區(qū)域的空氣品質。在設計評價指標時，要遵循全面性的原則，涵蓋整個綠色建筑裝飾設計的各個階段，所使用的數據模型也應包括在內，為數據處理提供充足的數據支持（圖3）。在評價過程中，要符合規(guī)范性和客觀性的要求，評價的結果應該能夠公平地體現出綠色建筑的實際效果，保證綠色建筑元素能夠真正地融入最終的裝飾作品之中。

圖3 BIM 評價指標（來源：作者自繪）

評價體系的構建是評價工作開展的前提，而綠色裝飾施工評價體系的構建，則可更好地挖掘綠色施工數據的內在價值。相關人員可利用BIM 技術建立一個完備的基礎數據體系。在建筑裝飾設計中，使用了大量的工程類別、材料種類等數據，采用BIM 技術可將所有的信息進行集成，精確反映出建筑的構造、材料的使用等細節(jié)。將BIM 技術融入建筑設計中，可提高對建筑數據的分析和處理能力[4]。

開展綠色建筑裝飾設計評價工作前，需利用數據信息進行分析處理，BIM 技術可從廣闊的數據信息中獲取目標數據，并開展計算分析工作。因此，開展評價工作之前，需對目標數據進行收集和整理，需根據已有的相關資料進行計算分析。通過對環(huán)境數據的抽取與分析，構建出綠色建筑裝飾的空間布局，為各環(huán)節(jié)的建材使用和節(jié)能理念的貫徹提供依據，實現綠色建筑裝飾設計[5]。分析處理離不開專業(yè)化的數據支持，在充分利用專業(yè)數據的基礎上構建綠色建筑模型，將綠色建筑裝飾設計中有關綠色的要求融入。通常情況下包括采光、通風及能耗規(guī)模等多項指標，針對上述指標進行定量分析，提高綠色建筑裝飾設計的具體效果。

5 結語

當前我國綠色建筑發(fā)展迅速。BIM 技術模型的建立，充分獲取綠色裝飾施工的有效信息數據，對于大幅度提高建筑設計領域的工作質效具有重要現實意義。如何更好地結合BIM技術，滿足綠色裝飾施工的要求，是目前建筑業(yè)亟待深入研究和探討的熱門問題。本文從BIM 技術的基礎理論分析入手，結合綠色裝飾施工的材料選用與數量控制、竣工驗收、裝飾維護等階段，對BIM 技術的應用提出一定的建議，以期為建筑設計領域研究提供參考，促進了綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。