基于SketchUp的装饰工程BIM技术应用研究

罗 兰 钟 凡

(1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300； 2.广州乾讯建筑咨询有限公司，广州 510000)

基于SketchUp的装饰工程BIM技术应用研究

罗 兰1钟 凡2

(1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300； 2.广州乾讯建筑咨询有限公司，广州 510000)

BIM核心建模软件较少考虑装饰工程需求，装饰工程作为建筑施工重要环节BIM应用仍处摸索阶段，难以完成建筑工程全过程BIM应用。作者尝试选择装饰业普及度极高的SketchUp作为BIM核心建模软件，进行建模方法和应用方法的探索，实现了装饰设计和施工阶段BIM模型数据的无缝连接，同时利用专门开发的基于SketchUp的BIM应用插件5D BIM for SketchUp，实现物料统计和读取其信息，控制工程进度、成本。总之，本研究找到一种低成本的适合我国装饰业的BIM技术应用模式，并给出了实际应用案例。

装饰工程；信息模型；建模方法；插件；SketchUp

1 引言

1.1 研究背景

BIM(Building Information Modeling)技术首先出现在美国，欧美韩日等国家的应用水平已较高。在我国，BIM技术已经有了一些应用案例，建筑工程应用BIM技术被认为是未来发展趋势[1]。

目前，装饰工程中应用BIM技术处于摸索阶段。在国外，建筑装饰工程属于建筑工程的一部分。在国内的BIM技术应用也基本根据国外的习惯，将建筑装饰部分作为建筑的附属部分，少有单独研究。国内的BIM技术应用，很少有把装饰工程与其他专业一起完整应用的案例。

建筑业BIM技术的推广影响着装饰行业的BIM施工技术发展。装饰工程设计、施工与土建、机电等专业交叉作业多，分部、分项工程较多，工序复杂，经常要赶工期而导致三边工程。应用BIM技术可成为解决这些问题的重要途径之一，且装饰工程应用可以达到建筑工程完整应用BIM技术的目标，因此在装饰工程中研究和应用BIM技术意义重大。

1.2 研究现状

通过文献查阅、访谈、搜索等方法我们了解到，在国内，我们已知的涉及装饰工程BIM技术应用的论文[2-3]阐述了对BIM技术在室内设计中的应用所带来的革命性变化；近年BIM书目中有提及项目不同参与方和不同阶段的BIM应用，但其中少有提到装饰工程[4-5]。有关SketchUp软件学习的书籍出版了不少，但都是在设计中的应用技术，没有涉及BIM技术整体应用。2013年有专门针对室内设计的BIM软件Revit学习书目[6]出版。个别文献中提及小型装饰工程项目中应用了BIM技术[7]。另外，有对装饰工程的Revit模型建立及其应用流程的研究[8]。国外有对建筑表皮装饰丰富的历史建筑的档案的建立和保护[9]和在大学引入BIM软件教学的设计方法[10]。另外还有在高大室内环境中建立竣工模型时提高工作效率的方法和建议[11]到目前为止，装饰工程的BIM技术应用相关记载还很少，仅在网络上有一些关于装饰工程的BIM技术应用的专题讨论。少数装饰施工及设计企业尝试在装饰工程中应用BIM技术，但绝大部分都是以Revit、ArchiCAD为建模软件的装饰工程BIM应用案例，SketchUp作为建模软件装饰工程BIM应用案例很少。在国内，贵阳龙洞堡国际机场行政综合楼精装工程2012年使用SketchUp应用了BIM技术,但因缺少国产化BIM插件，应用功能有限。

1.3 问题的提出

(1)成本增加

装饰业内的企业开始使用BIM技术时，大多选择使用普及度不高的Revit、ArchiCAD作为核心建模软件，较少尝试利用装饰业已经广泛使用的方案建模软件SektchUp为BIM核心建模软件。Revit软件操作复杂、培训周期长，ArchiCAD虽然上手较快，但也需培训，两款软件售价都比较高，这样增加了企业和项目成本。

(2)BIM技术完整应用没有先例

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，因此很少有建筑项目拥有完整装饰工程内容的BIM模型。到目前为止，BIM技术应用鲜见从装饰设计到装饰施工一体化的研究记载，以SketchUp作为核心建模软件的BIM技术一体化应用作者还没有查到相关文献，尤其是深化设计过程中将机电支吊架、装饰专业的隐蔽工程构件全部完成的BIM应用尚未见到先例。

(3)SketchUp的BIM功能欠缺

SketchUp作为一款方案建模软件是全球使用最广泛的3D建模工具。具有免费版和专业版。但其作为BIM工具功能有欠缺，无法实现物料统计和读取其部分信息以及控制工程进度、成本。虽然国际上出现了一些适合欧美国情的SketchUp的BIM插件,但其BIM功能集中于建模，且零散不够完善，国内利用SketchUp的国产化BIM插件完成装饰工程BIM技术应用尚无记载。

2 项目简介与数据集成方案

2.1 项目简介

在某试验楼工程中，提出了在重点空间(报告厅，面积600m2，层高5.7m)装饰工程中应用BIM技术的需求，作者尝试组织装饰和机电专业联合建模，充分考虑装饰施工对设计BIM模型的合理需求，研究应用SektchUp作为核心建模工具，并利用广州乾讯建筑咨询有限公司专门研发的5D BIM for SketchUp BIM插件，在设计及施工中快速搭建装饰BIM模型，进行了装饰工程BIM技术应用的研究实践。

装饰工程项目BIM技术应用一般分为方案设计、初步设计、施工图设计、深化设计、施工、竣工、运维七个阶段，各阶段需要提交相应的模型成果。本文集中论述其中的方案设计、深化设计和施工阶段以及SektchUp的本地化BIM插件5D BIM for SketchUp的应用。

2.2 以SketchUp为核心的数据集成方案

本方案中应用BIM软件包括：SketchUp2014、BIM专用插件5D BIM for SketchUp、Layout2014、Tekla-BIMsight。

(1)SketchUp2014：本项目中，利用SketchUp2014完成了建立设计、深化设计及施工BIM装饰模型，制作了效果图、漫游动画、施工模拟动画；

(2)BIM专用插件5D BIM for SketchUp：SketchUp通过一些专用插件来实现BIM的功能。本项目国内首次利用专门开发的5D for SketchUp及相关功能模块，导出了物料表、进度计划表等；

(3)Layout：Layout是SketchUp的Pro专业版。本项目通过选取SketchUp的BIM模型各个角度的图片输出到LayOut进行排版，进行施工图制作；

(4)Tekla-BIMsight：BIM 协作工具Tekla-BIMsight，是施工项目协作中建造和设计沟通的工具，本项目将SketchUp BIM模型以IFC格式模型分图层分专业导入到Tekla-BIMsight内做碰撞检测及浏览，检查是否存在冲突，共享信息并进行沟通。

3 装饰工程BIM技术应用

3.1 装饰BIM模型的创建

(1)方案设计BIM模型：通过SketchUp软件操作界面获得3Dwarehouse模型库提供的构件库以及插件商店的众多插件，正确利用图层、组件、群组、以及SketchUp的函数功能和一些设置制作BIM模型，同时需要制作者自觉地遵守BIM模型建立的操作方式规则。建模时装饰专业单独建立图层，与原建筑、结构、机电专业模型的图层分开。装饰工程构件较多，可创建更多图层，并按各分部分项工程来区分。每一个构件都要做成群组、组件，组件的嵌套深度不得超过三级。组件命名对应具体实物，真实命名，名称统一，便于物料表的计算以及导出。圆形段数设成最小的8段，弧形设置成3-5段以利于减少模型的数据量。(见图1)

图1 装饰方案设计阶段BIM模型

图2 装饰深化设计阶段BIM模型

(2)深化设计BIM模型：在方案设计BIM模型的基础上，模型内容和细度都要增加，包括装饰工程的隐蔽部分和需细化部分。包括：吊顶、墙体、地面内的隐蔽部分、各种表面开孔；装饰面的细化内容包括块料面层的排布分割；幕墙包括石材、玻璃、金属等各种材料的幕墙，完善构造做法。模型制作细度以能导出施工节点详图为标准。地面部分用块料平铺功能的插件，选定面区域后，自动实现块料平铺及预留缝隙填充。吊顶类由选择面驱动通过不同的系列插件实现吊挂件龙骨的快速自动排布。墙面装饰构件要用到空间自动对位插件、石材挂板插件等制作，由选择面驱动实现(图2)。

(3)施工BIM模型：在深化设计模型的基础上，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。

3.2 装饰BIM模型效果图

利用SketchUp软件可以导出不同风格的效果图。另外众多软件开发商和爱好者推出了几十个名目繁多的渲染器，常用的如Artlantis、Vray for SketchUp、Render [in] 等等。另外可在在3ds Max中用SketchUp模型渲染，但需重新调整材质。这方面的应用方法装饰设计业已有很多成熟经验(图3)。

⑨顾海良:《高校绩效评价是对中国高校评估模式的积极探索——兼评〈高等学校绩效评价论〉》，《教育研究》2013年第3期。

图3 装饰BIM模型效果图

3.3 装饰BIM模型漫游动画

SketchUp制作漫游动画时，先设定好风格，按播放顺序增加不同的场景，设置好动画的场景关键帧暂停及过渡，利用场景管理器，在导出动画视频中选择合适的分辨率及帧速率，便可导出漫游动画(图4)。

图4 装饰BIM模型漫游动画(SketchUp)

Lumion与SketchUp的模型可以无缝对接，在SketchUp模型导入Lumion后，可以在场景中添加内容库中的集成模型的动态，通过设置位移特效参数，可以做出如人和动物、交通工具位移、建筑剖面、位移、组装、天气变幻、景深变化等等效果。Lumion录制动画的方法类似SketchUp漫游动画制作，使用内置的视频编辑器，可输出视频文件、打印高分辨率图像。但Lumion的画面效果稍显黯淡。

3.4 物料表生成

本项目通过广州乾讯开发的本地化工料统计插件5D for SketchUp导出Excel的工料统计表格，实现对装饰工程的物料统计、工程造价管理。(见图5-6)

图5 地面材料导出(5D for SketchUp)

图6 地面材料统计表(Excel)

图7 碰撞检测(Tekla-BIMsight)

图8 深化设计施工图(SketchUp-Layout)

3.5 多专业错漏碰缺检测

装饰深化设计BIM模型在制作过程中，要做各专业(尤其是机电专业深化设计模型)的整合后，再做碰撞调整。机电专业有一款国外开发的3skeng插件实现机电管道三维模型的创建。在国内，广州乾讯建筑咨询有限公司自主研发的MEP for SketchUp插件及信息模型库可实现SketchUp-BIM在机电管道设备方面的完整制作。实际操作过程中，模型管道设备的空间碰撞95%以上都是在SketchUp里面发现及时修正的。SketchUpBIM模型可转为IFC格式模型后，导入Tekla-BIMsight(图7)以及欧特克公司的碰撞检测软件Navisworks进行碰撞检测，发现的错误可在SketchUp中修改。

3.6 施工图生成

图9 深化设计施工图(SketchUp-Layout)

3.7 施工模拟动画及项目管理

SketchUp的BIM模型的可在项目管理中可得到充分应用。利用SketchUp、Tekla-BIMsight、Navisworks都可以进行专业协作和施工交底。另外利用SketchUp-BIM模型，在SketchUp中控制图层和组件、群组的先后显示，分别设置不同的场景，按次序导出动画可获得施工方案模拟动画(图10)。在工程整体施工前，BIM模型对各专业协同工作起到了明确的施工指导作用。SketchUp-BIM模型与设置好的Project进度计划相关联，可使用5D for SketchUp插件在每个时间节点可以显示当前进度、当前工程造价，导出进度计划表，利用这种功能管理工程进度和造价(图11)。

图10 施工模拟动画图

图11 施工进度计划及造价控制(5D for SketchUp)

3.8 运维阶段应用

由于建筑物使用寿命期一般为50-70年，在此期间由于年久、功能改变等原因在建筑全寿命期内的装修改造不可避免。因此，在运维阶段，装饰工程的BIM模型仍然会被继续利用。这方面的应用研究将成为一个重点。

4 结语与未来发展

本研究首选择装饰业普及度高的SketchUp作为BIM核心建模软件，进行了建模方法和应用方法的探索和总结，实现了装饰设计和施工阶段BIM模型数据的无缝连接，同时开发基于SketchUp的BIM应用插件5D BIM for SketchUp，利用其实现统计物料和读取其信息，控制工程进度、成本，创造出一种低成本的适合我国装饰业的BIM技术应用模式，并积累了应用经验。

作者注意到：一，SketchUp软件普及程度非常高，但应用于BIM技术的实践，还需对BIM工程师进行短期(一天)的BIM应用培训；二，SketchUp软件本身的BIM功能依赖于各种BIM插件，软件开发商还需将这些插件集成化；三，SketchUp的BIM功能的本地化亟需解决，使用户更方便地使用。

天宝官方提供的3Dwarehouse模型库、Extension Warehouse插件商店、开放的二次开发资源SketchUp RubyAPI的广泛应用；国内数联中国网上家居商城改版上线、SUAPP插件集的推广等在各方面进一步为广大SketchUp用户提供了良好的应用环境。我们相信，随着装饰行业从业人员认识的提高、软件功能的提升、硬件的发展、BIM云的建立，在未来，BIM技术将一定能成为建筑装饰行业必须应用的技术。

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An Application Study on the BIM Technology of An Decoration Project based on SketchUp Software

Luo Lan, Zhong Fan

(1.TechnicalCenterofChinaStateConstructionEngineeringCorp.LTD.,Beijing101300,China；2.GuangzhouMessage-SkyConstructionConsultingCO.,LTD.,Guangzhou510000,China)

Currently some popular BIM modeling softwares seldom take into account the requirements of decoration engineering. As an important part of architechture construction engineering, decoration engineering’s BIM application is still on the way of exploration, which directly results into the incomplete application of BIM in architechture construction. In this study, SketchUp, which is very popular in decoration engineering, is used as a modeling software to explore modeling methods and application motheds in a decoration project. As a result, the author realized a seamless smooth connection of BIM data produced in both decoration design stage and construction stage. At the same time, the author also uses the plug-in software 5D BIM for Sketchup, so that all the information concerning the materials could be read and calculated, and the construction scheduling as well as costs get controlled. In brief, the study disscusses a low cost BIM techonology application model which is applicable in China’s decoration engineering, and also presents an example of its application.

Decoration Engineering; BIM; SketchUp; The Fineness of the Model

罗兰(1970-)，女，硕士，中国建筑股份有限公司技术中心工程智能化研究所高级工程师，一级注册建造师，二级注册建筑师。主要研究方向：建筑与环境艺术设计、装饰工程施工技术、BIM技术应用。

TU767;TU712.3

A

1674-7461(2015)02-0037-06