某项目装饰工程基于Revit 的BIM 技术应用研究

罗 兰 王 芳

(1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300;2.北京丽贝亚建筑装饰工程有限公司，北京 100043)

1 引言

1.1 研究背景

BIM(Building Information Modeling)技术由美国人提出，一些发达国家的BIM 技术应用水平已较高。在我国，BIM 技术应用还处于初级发展阶段，但业界普遍认为应用BIM 技术是未来发展趋势［1］。

目前，BIM 技术应用于装饰工程处在摸索阶段。在国内外，BIM 技术应用习惯把建筑装饰工程从属于建筑工程而没有单独进行研究。在BIM 技术应用成果中，提及装饰专业很少，精装修工程的BIM技术应用仍处于研究阶段。

BIM 技术的推广对装饰行业的BIM 施工技术发展提出了新要求。装饰工程分部、分项工程较多，工序复杂，设计、施工与其他专业交叉作业多，经常发生赶工期导致工程质量等问题。应用BIM技术成为解决这些问题可选的重要途径，因此在装饰工程中研究和应用BIM 技术具有重要意义。

1.2 研究现状

本文作者通过装饰业、建筑业业内人士访谈、文献查阅、网络搜索等方法了解到，到目前为止，装饰工程的BIM 技术应用相关记载还很少，在网络上已有一些以Revit 为核心建模软件的装饰工程BIM技术应用的专题讨论，国内有个别装饰施工及设计企业已经尝试在装饰工程中应用BIM 技术。

在国内，有装饰工程BIM 技术的论文［2］［3］论述了对BIM 技术在室内设计中的应用所带来的重大变化;近几年BIM 书目中有涉及项目不同参与方和不同阶段的BIM 应用，但其中没有提及装饰工程［4］［5］［6］。更多的软件学习书目都是针对设计应用的［7］，作者还没有查到专门针对装饰工程BIM 技术应用的书籍。还有文献中提到个别小型装饰工程项目在应用BIM 技术［8］。另外，有对装饰工程的Revit 模型建立及其应用流程提出见解［9］。国外的有关装饰BIM 技术应用的研究有对历史建筑的保护［10］和利用BIM 软件进行室内设计课程的教学设计方法［11］。另外还有提出室内环境中建立竣工BIM 模型的方法［12］。

1.3 问题的提出

BIM 的主流建模软件较少考虑装饰工程功能需求，应用于装饰工程耗时耗力成本较高，因此均处于摸索阶段。到目前为止，从装饰设计到装饰施工一体化的BIM 技术应用研究的文献仍很少见到。

2 项目简介与数据集成方案

2.1 项目简介

某项目的装饰工程BIM 技术应用方案中，本文作者选取了在五个具有代表性且功能不同的重点空间，分别是:报告厅(600m2，层高5.7m)、门厅(800m2，层高8.9m)、贵宾室(60m2，层高5.7m)、2#楼梯间(280m2，总高34.5m)、2#卫生间(30m2，层高4.5m)，利用Revit 及相关软件进行了装饰工程BIM技术应用的研究实践。

2.2 以Revit 为核心的数据集成方案

本方案中应用BIM 软件包括:Revit、3Ds Max、Lumion、Navisworks 等。其中除了3Ds Max，这些软件都不是装饰行业常用软件。

(1)Revit:该项目中，利用Revit 完成了建立设计、深化设计及施工装饰BIM 模型，制作了装饰效果图、漫游动画、进行了碰撞检测和修正、制作了装饰施工图、导出了物料表。

(2)3Ds Max :利用欧特克Building Design Suit工作流或导为fbx 格式到3Ds Max，对装饰模型进行效果图渲染。

(3)Lumion:导入reivt 模型进行漫游动画制作。

(4)Navisworks:是BIM 协作工具，该项目将装饰BIM 模型及其他专业BIM 模型以NWC 格式模型分专业导入到Navisworks 内整合并做碰撞检测及浏览，检查是否存在冲突，共享信息并进行沟通;同时，还制作了施工模拟动画。

Revit 系列软件BIM 的系统性较强，应用于建筑、结构、机电的设计和施工功能比较全面，但装饰工程方面的模块目前基本上没有被开发出来，装饰工程的很多功能尚无法快速实现，还有待使用者总结经验。所以在目前的装饰工程的BIM 应用中只能利用现有条件进行实践。

3 各阶段模型细度

3.1 BIM 的各应用阶段

装饰工程在BIM 应用流程中主要有设计、深化设计、施工、竣工、运维等几个阶段。

3.2 各应用阶段模型细度

模型细度即模型的详细程度。

方案设计BIM 模型细度:模型应包含大致的数量、大小、形状、位置、方向、材质、色彩，用于效果表现、管线综合、主要材料统计、系统分析、性能分析、估算和概算等。

深化设计BIM 模型细度:模型应包含精确的数量、大小、形状、位置、方向、材质、色彩，用于效果表现、管线综合、铺装镶贴材料排布、系统分析、性能分析、设计变更、施工协调、概算和预算等。

施工BIM 模型细度:在深化设计模型的基础上，应有模型产品的厂家及其联系方式、价格、型号，再加上精确的各施工阶段的施工时间。用于效果表现、管线综合、材料、系统分析、性能分析、设计变更、施工整合、进度、质量、安全管理、成本控制、结算决算。

4 装饰工程BIM 技术应用

4.1 装饰BIM 模型的创建

(1)方案设计BIM 模型:在修整好的上游BIM模型基础上，把握、控制和运用各专业信息已经形成的空间形态，进行装饰设计，建立装饰模型并设置模型的材质等。根据上游模型的设置，制定项目软件环境、命名规则、材料列表、出图标准、参数标准、协同工作标准。制定好工作流程、定制装饰设计样板及标准族库，配置合适的平台环境。然后按照室内的不同部位分别建立墙体装饰面、地板装饰面、吊顶、门窗装饰、栏杆扶手、家具、陈设等(图1)。

图1 装饰方案设计BIM 模型

方案BIM 模型的创建时需注意:要对既有的结构、钢结构、建筑、机电等专业进行全面审核和修改合格，否则容易错上加错影响效率;要利用建筑模型样板创建装饰样板，对模型创建环境事先做好设置，否则易造成标准不统一，信息不易获得;模型的细度适宜，便于快速建模和渲染;模型的分区要适宜，便于深化设计及施工模型的利用。

另外，在应用Revit 的管理中的设计选项功能时，可制作多个造型方案进行比对，但该功能更适用于造型设计，对材质多方案功能考虑尚不全面;有些功能与其他软件相比，操作步骤较多，如Revit 材质贴图、复制移动时受限制条件影响的操作等;在制作楼梯扶手时，扶手模型在转弯处还不能实现准确自动连接，只能通过创建自适应族完成模型制作。

(2)深化设计BIM 模型:在方案设计BIM 模型的基础上，增加装饰工程的隐蔽部分和需细化部分，各种固定装饰构件及设备的内部构造中需现场安装制作的构件，完善装修细部和构造做法，装修细部以能导出施工节点详图为标准，如吊顶内的龙骨吊挂件系统，轻质墙体内部龙骨等构件，地面铺装的垫层等;对模型及贴图的墙面地面等材料利用零件功能做详细的分割，便于进行块料面层的排布指导及材料统计(图2)。

图2 装饰深化设计BIM 模型

深化设计BIM 模型创建时需注意:必须与各专业协同做碰撞检测和消除碰撞;对一些大量使用的构造系统可花时间制作参数化族，否则效率会极低;及时收集建筑材料和部品的信息极为重要;不同空间使用相同构件要共用同一模型，但要加上空间命名，便于检索材料部品;如有提高效率及减少模型数据量的考虑，小于50* 50* 50 的模型可免制作。

另外，零件功能虽然能实现块料面层排版功能，但比较琐碎费时，还需进一步完善为智能化参数化的排布方式。

(3)施工BIM 模型:在深化设计BIM 模型的基础上，对发生设计变更的部分修改，细化模型，并增加用于施工管理的时间进度、建筑材料部品的价格、厂家、联系方式、型号等其他要素。最终形成可交付的竣工模型，形成运营维护模型的基础。

施工BIM 模型制作时需注意:注意进度计划及计划变更信息的收集并及时反映到施工模型中，及时更新设计变更部分的模型，在更新时要与各专业协同制作，有交叉碰撞部分要重新进行检测和消除碰撞。

4.2 装饰BIM 模型效果图

利用Revit 软件可以利用图形显示选项设置和渲染功能制作不同风格的效果图(图3)。另外利用suite 工作流，或将选定的BIM 模型导成FBX 通用格式模型在3Ds Max 中渲染(图4)。

图3 装饰BIM 模型透视图(Revit)

图4 装饰BIM 模型效果图(3DsMAX)

制作效果图时需注意:材质贴图的UV 坐标调整还需时间适应，Revit 渲染噪点比较多，灯光参数不好控制，获得参数调整经验很重要;为了获得好的效果，必要时要增加灯光点数;Revit 渲染与3Ds Max 渲染相比速度慢，导入3Ds Max 的某些有多种材质的模型需重新调整材质;还有需注意的是，Revit 模型在渲染和导入Lumion 时普遍出现了无法获得砖缝效果的问题(图5)，究其原因是使用贴图、零件分割的墙地面块料面层没有设置凹凸或缝隙。

图5 无砖缝的效果图(Revit)

另外，与其他渲染软件和渲染器相比，Revit 软件的渲染效果、渲染速度等还需要进一步提升。

4.3 装饰BIM 模型漫游动画

Revit 制作漫游动画时，预先设置图形显示选项设定好显示风格，利用三维视图中的漫游功能设置漫游路线，创建模型动画的三维漫游(图6)。

利用Lumion 制作漫游动画，首先需要在Revit 里面材质分别设定好，利用ColladaExporter 插件，将Revit模型导为dae 格式再导入Lumion，在场景中添加内容库中的动态集成模型，设置关键帧，导出漫游动画。

制作漫游动画时需注意:Revit 的不同风格显示选项决定了文件的大小，真实显示的漫游动画文件数据量会较大;Lumion 用于室外装饰表现效果好，但用于室内效果较灰暗;另外，导入Lumion 的模型材质有丢失现象，需重新处理;在Revit 模型中导出dae 格式前，三维视图里要点选3D 视图并选择细线表现。采用ColladaExporter 插件导出的模型有些曲面接口会消失，另外该插件的版本2014 对于数据量过大的模型不适用。

图6 装饰BIM 模型漫游动画(Revit)

4.4 物料表生成

项目通过利用Revit 的明细表统计功能导出工料统计明细表，明细表以表格形式显示信息，这些信息从项目中的图元属性中提取，实现对装饰工程的物料统计、工程造价管理(图7)。

生成物料表时注意:为便于加工统计，明细表要列出图元类型的每个实例，或根据成组标准将多个实例压缩;材料部品的命名极为关键，随意的命名容易出现统计失误;项目的图元属性在制作模型时就要准确加入;另外统计出的材料量为模型实际量，没有考虑工程损耗量，亦与定额不相符。

图7 装饰BIM 模型物料表(Revit)

4.5 多专业错漏碰缺检测

Revit 的装饰BIM 模型与其他专业BIM 模型整合后，可利用自身的碰撞检测功能分别与各专业进行碰撞检测;也可将Revit 的各专业深化设计BIM模型转为nwc 格式模型后，导入Navisworks(图8)设定碰撞检测规则进行碰撞检测，发现错误在Revit中修改。通过碰撞检测，调整各专业支管、支吊架、设备末端等的各自位置，做到每个专业与其他专业的空间位置的软碰撞及硬碰撞都不冲突，并能为其他专业考虑预留施工操作空间。

碰撞检测时需注意:由于Revit 默认紧密相邻的构件为碰撞，所以利用Revit 的碰撞检测功能时，要合理设置碰撞对象;利用Navisworks 碰撞检测时，设定合适的碰撞检测距离，以免合理的碰撞数过多。

在碰撞检测结果出来后，必须协同工作，各专业分别消除碰撞，并再次检测，直到没有碰撞为止。在模型碰撞检查过程中，发生碰撞的构件全部需手动调整极为耗时耗力;当仅用链接形式整合模型时，尤其在碰撞检测完毕需修正时，其他专业为外部参照不能直接修改，大大影响了效率;由于本项目模型专业分得比较细，必须所有专业模型分别导为nwc 格式再导入Navisworks，过程显得繁琐耗时;链接的土建装饰专业与其他专业发生合理碰撞后不能自动开孔洞;另外，按合同和专业划分模型时，由于机电专业模型必须建立在土建和装饰模型上，因此有部分模型如吊顶、机电末端在两个专业模型文件中重复制作，在碰撞检测中易被检测出来还需删除。因此链接的方式虽然比较稳定，但效率较低;另一方面，采用工作集的方式虽然能提高效率，但一个较大模型中的多个土建、装饰合同工作界面也容易分不清而造成统计物料的错误，同时造成文件数据量过于庞大计算机运行缓慢。

图8 碰撞检测报告(Navisworks)

图9 施工图(Revit)

在本项目的碰撞检测实践中，装饰深化模型做了隐蔽工程的吊挂件连接件等，但机电专业目前为止很少有把设备支吊架等全部做好的，因此，碰撞检测尚不全面。

4.6 施工图生成

将各专业碰撞检查并修改调整完毕后，制作装饰施工图(图9)，Revit 生成二维图纸有三种方式:一是完全基于模型文件生成的图纸。这类图纸是从模型里直接切出并和模型文件相互关联的，即模型修改同时图纸相应修改并关联;二是基于模型文件切出主体轮廓，后期用2D 线样式，填充样式，文字注释等加以说明;如果模型修改，主体轮廓会相应改变，但是后期的2D 制作需要手动调整以保证和模型一致。三是与模型文件毫无关联的图纸，用REVIT 里面自带的绘图工具绘制二维图纸，如2D 线，填充样式，文字说明等;另外可从外部导入DWG 文件，可以直接套用，也可以根据需要后期加工。

制作装饰施工图需要注意:其难点在于视图样板的设置，需要花一些时间熟悉设置方式;为提高效率某些细节部分可以利用CAD 进行补充处理。

通过施工图制作环节，我们发现施工图与实际施工存在一些误差，用Revit 进行施工图制作耗费时间比较多。

4.7 施工模拟动画及项目管理

Revit 的BIM 模型的可在项目管理中可得到充分应用，利用Revit、Navisworks 都可以进行专业协作和施工交底，在Navisworks 中可制作施工方案模拟动画(图10)，其特点是能展示详细的施工过程。因此在施工前，模拟动画起到了明确的施工指导作用，还可导出进度计划表，利用这种功能管理工程进度。

施工模拟动画制作需注意:Revit 的模型在导入Navisworks 后有某些材质有问题，还需重新赋材质;施工模拟一般装饰构件较多，在做细节模拟时，应由施工经验丰富的BIM 工程师操作或指导，准确表达各种构件的位置和施工工序。

通过项目实践可知，Navisworks 制作的动画效果灰暗，材质真实感较差，可选材质少，构件库构件较少、显示效果和风格也逊于3DS Max、Lumion 等软件。

利用BIM 技术的项目管理有多个研究方向，本项目中主要利用施工图、施工模拟动画、导出进度计划、导出物料表等尝试进行了施工指导、进度管理、物料管理和成本管理。

图10 施工模拟动画(Navisworks)

4.8 运维阶段应用

建筑物在其50 -70 年的或更长的生命期内，装修改造不可避免。因此，在运维阶段，装饰BIM 模型的利用价值依然存在。这方面的应用研究目前很少有人提及，这将成为未来的一个重点。

5 结语与未来发展

在本项目装饰工程的BIM 技术应用研究中，作者尝试组织装饰、土建、MEP 等专业联合建模，充分考虑装饰工程各阶段对BIM 模型的合理需求，研究应用Revit 作为核心建模工具，建立装饰BIM 模型，实现了装饰设计和施工BIM 模型数据连接，同时探索装饰工程的BIM 建模及应用流程，为装饰业的BIM 技术应用积累了经验。我们认为，未来在设计变更、工程合同及造价、采购及材料、工程质量、安全及文明施工、劳务、施工协调、竣工、运维等管理应用方面做更多的研究，有利于BIM 技术在装饰工程项目中的深入使用。

通过本项目，作者注意到:(1)Revit 的族库装饰构件欠缺，还需BIM 工程师花费大量时间制作，成为装饰BIM 模型制作提高效率的一大障碍;(2)Revit 软件普及程度不够，还需对BIM 工程师进行培训;(3)Revit 软件的装饰专业功能还不够完善，软件开发商还需进一步开发。

近几年，国内外一些BIM 模型产品库在网络上出现，提供了良好的BIM 技术应用环境。我们相信，随着装饰行业从业人员认识的提高、软件功能的进一步提升、硬件的发展、云技术的实施，在未来，BIM 技术将一定是建筑装饰行业必须应用的技术。

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