基于BIM技术的装配式住宅装修一体化设计思路及实践

吕文堂

目前，大部分装配式住宅仍采用传统方式进行装修，导致完工后的主体结构在装修中存在大量的湿作业现象，无法满足快速建造需求。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的应用为装配式住宅装修一体化设计提供了良好的支撑，既能很好地衔接建筑设计、装修设计，又能有效改善传统装修中的材料浪费现象，充分发挥装配式住宅的优势。

1 基于BIM 技术的装配式住宅装修一体化设计思路

与传统装修设计相比，基于BIM 技术的装配式住宅装修一体化设计能同时进行装修设计和建筑施工2 项工作，不仅能够有效改善建筑施工在设计流程方面给装修设计带来的影响，而且能根据建筑施工的个性需求及反馈信息，灵活调整建筑施工方案，从而实现施工方案以及装修方案的有效落实。

基于BIM 技术的装配式住宅装修一体化设计思路如下。第一，构建BIM 模型和族库。在构建BIM 模型和族库的过程中，往往需要结合构件生产的具体情况来构建预制的构件参数族库，使得装配式住宅装修一体化能够在有序推进构件生产、施工流程以及串联设计的同时，有效解决预制构件的安装和定位问题。

第二，精细设计细部构造的节点。由于装配式住宅装修一体化设计中对部品设计、构件等精度的要求较高，因此运用BIM 技术能在实现精细设计的基础上提高内部装修质量。比如，整体卫浴的装修设计中，除需要完成顶棚、地面、部品以及墙面等设计，还需精确到具体的水电管线排布、点龙骨布置等细部构造，从而实现在提高配件精确度的同时，有效解决施工中存在的问题[1]。

2 基于BIM 技术的装配式住宅装修一体化设计实践

2.1 顶棚构造设计

2.1.1 悬吊式

在运用BIM 技术进行装配式住宅装修一体化设计的悬吊式顶棚构造设计中，包括无龙骨和有龙骨2 种吊顶体系。

第一，无龙骨吊顶体系。无龙骨吊顶适用于较狭长、面宽小的室内位置，比如走廊和阳台等，其安装方式较简单。首先在墙面的上端设置L 形角钢作为支点，并利用螺栓、气钉等方式来固定墙体和角钢；其次选择大于角钢宽度、小于墙面宽度的适宜板材，将其放到角钢上；最后用互卡构造来连接和固定板材。在完成安装后，如果有特殊视觉效果需求，可通过湿作业进行粉刷的方式，确保完整的装饰效果。

由于吊顶上部有额外净高要求，在安装板材时无法直接进行施工，需要旋转板材至吊顶的上方后才能安装到位，所以无龙骨吊顶方式存在一定的限制。就1 000 mm 宽洞口测算结果而言，若板材尺度为1 040 mm，那么吊顶净高约占用310 mm，需旋转25°，且数值会随板材长度的增长而呈现线性增长趋势，因此针对跨度大的吊顶，一般不会应用此种吊顶方式。

第二，有龙骨吊顶体系。有龙骨吊顶作为常用的吊顶方式，适用于大多数空间。其吊顶设计是选择轻钢龙骨作为吊顶的支撑体，并选用卡扣方式来固定饰面板材，具体如图1 所示。根据不同的功能和位置，可分为主龙骨、次龙骨、角龙骨以及边龙骨；根据不同的结构体系，可分为一级龙骨、二级龙骨；根据视觉效果，可分为平面、局部、跌级。

图1 轻钢龙骨示意图

2.1.2 直接式

基于BIM 技术的装配式住宅装修一体化直接式顶棚构造设计，是在吊顶装修设计的基础上形成的一种设计方案，其通过应用装配式手法有效避免了湿作业，同时通过构造设计对管线进行了有效隐蔽且减少了层高侵占。在运用直接式顶棚构造设计的过程中，可通过直接连接龙骨和吊杆来提高装配式住宅装修一体化设计效率。

其中，常用的龙骨包括三角形、卡扣形、T 形以及倒T 形等。倒T 形作为明架式龙骨，具有便于替换、施工快捷、安装简单等优势，已广泛应用在厨房的扣板吊顶中。卡扣形龙骨通过咬合方式连接板材和龙骨，其对板材要求较低，加之连接可靠、安装简单，已被用在多种材料的设计中。三角形龙骨可利用钢片摩擦力固定板材，但由于吊顶的自重过大，导致安装难度相对较高。因此，基于BIM技术选用直接式顶棚构造设计时，可根据装饰要求选择适宜的龙骨类型[2]。

2.2 装配吊顶

基于BIM 技术进行装配式住宅装修一体化装配吊顶设计时，应避开气钉、开槽等可能破坏建筑结构的方式，而选用结构胶、预埋件等方式来安装和固定构件。

首先，在建筑施工的方案设计中，应根据吊顶装配设计和构件选用情况对构件进行预埋设计。同时，为满足个性需求，预埋件设计应能够满足不同吊顶情况下的安装和使用。在安装装配式住宅装修一体化吊顶吊杆的过程中，预埋件能够在不破坏结构的前提下进行高效连接，从而降低施工的难度，在不对装饰效果产生影响的同时，实现吊顶拆除后的二次使用。

其次，膨胀螺栓是另一种装配式住宅装修一体化装配吊顶方式，其优势在于对界面的损害相对小且具有较高的自由度，但存在无法二次利用的劣势。

通过膨胀螺栓方式可对吊杆进行调节和设计，实现结构层和龙骨的平整。根据测算结果，膨胀螺栓调平范围约在50 mm，若超出50 mm，则需要进行特殊装配吊顶。

2.3 墙体构造设计

2.3.1 墙体与装配式墙体一体化设计

基于BIM 技术开展墙体与装配式墙体一体化设计的过程中，应确保墙体与装配式墙体的所有施工工作均遵循管线、墙体分离的原则，这样不仅有助于提高施工速度，而且能为后续开展检修和更新工作提供便利。就现阶段墙体与装配式墙体一体化设计而言，包括轻钢体系龙骨、树脂螺栓体系龙骨2 种。

第一，轻钢体系龙骨。在墙体与装配式墙体一体化设计装修中，龙骨是必要的支撑系统，管线层和装饰板的固定均需要借助龙骨完成。目前，轻钢龙骨和木龙骨是比较常见的两类龙骨，虽然木龙骨加工方便，但是存在强度太低、极易变形、构造设计复杂、防火性能差等劣势，因此在一体化设计中，轻钢龙骨往往是首选。

一般而言，轻钢龙骨在墙体与装配式墙体一体化设计流程中包括弹线、找平、龙骨安装、支撑龙骨安装、管线铺设、内保温安装及装饰板安装等过程。由于施工中不涉及湿作业，因此可在提高施工效率的同时，实现管线、墙体的完美分离。在安装轻钢龙骨的时候，应首先安装天地龙骨，这样不仅能加强龙骨的强度，而且有助于固定结构层。在安装竖龙骨的时候，一般按其模数进行均匀分布，在洞口、门窗外持续进行布置，从而提高洞口、墙体的稳定性和受力性[3]。在铺设内部管线的过程中，应紧贴龙骨，并通过龙骨来固定开关线盒，若存在已有龙骨无法固定线盒的现象，需要设计附加的龙骨进行专门固定。

第二，树脂螺栓体系龙骨。在常见的墙体与装配式墙体一体化施工设计中，树脂螺栓也是常用施工体系之一，其施工流程包括尺寸测量、弹线、螺栓粘结、调平、管线布置及装饰板安装6 个步骤。在正常情况下，树脂螺栓以450 mm 的间距进行阵列式排布，并根据外挂板材尺寸进行调节。就1 000 mm 木塑板而言，树脂螺栓间距可调整为333 mm 或者500 mm。在固定螺栓位置后，可应用粘结剂将其固定在墙面，树脂螺栓可充分发挥其高度调节功能来满足墙体的找平需求，并可有效微调不同厚度的装饰板。对于无法固定于树脂螺栓的管线系统，可应用黏贴的方式将其固定在墙体上，并在完成安装和固定后，直接安装装饰板。

2.3.2 墙面装饰构造设计

墙面装饰的种类较多，不同种类的安装方式也存在差异。基于BIM 技术开展墙面装饰构造设计是装配式住宅装修一体化设计的重要内容，其可在复合装饰板和支撑板的基础上开展安装工作，能够有效提高装配效率。

根据安装方法进行划分，墙面装饰构造设计包括水平排板、垂直排板2 种，其能很好地适应轻钢龙骨和点龙骨的支撑系统。竖龙骨是垂直排板的支撑，横龙骨是水平排板的支撑，在完成龙骨安装和连接件固定之后即可安装板材。在墙面一侧开始的垂直排板，可选用从左到右或者从右到左的方式进行安装，注意板材的两侧需留有接口，右边凹进左边凸出，从而实现完美结合的互锁安装。就从左到右的排版方式而言，左侧的第一块安装板材应在连接件作用下与龙骨实现固定。由于无法和其他板材实现互锁，因此可选择螺旋钉、结构胶等来深度固定。在确保板材牢固安装之后，将下块板材左侧的凸口水平式嵌入上块板材的右侧凹口内，并与龙骨连接件进行固定操作，以此完成墙面的整体拼接。这种安装方式能降低墙面损坏概率，是墙面装饰构造设计的主流方法。安装水平排板的方法类似于垂直排板，其安装顺序是从下到上，在板材的下部设计出凸口，而上部设计出凹口，通过重力作用对其固定[4]。

2.3.3 墙面系统优化设计

目前，轻钢体系龙骨已相对成熟，但其现场加工的工序仍然烦琐。为提高轻钢龙骨的适用性、简易性、装配化和标准化，应从两个方面进行优化。

首先，优化轻钢龙骨的可变长度性能。就卧室而言，可设计2 400 mm 长的固定龙骨、600 mm 长的弹性龙骨，该龙骨可适用于层高在2 400 ～2 900 mm 的空间。其次，优化轻钢龙骨的模数化性能。装配式住宅装修一体化设计的基础是具备良好的模数化性能，良好的轻钢龙骨模数化性能可以实现与其他部分的有效衔接。为有效提高墙面系统优化设计的效率，需要首先优化轻钢龙骨安装、施工的效率[5]。

2.4 装配式住宅楼地面构造设计

目前，我国装配式住宅的住宅楼地面构造设计有架空地面、传统铺设2 种方式。其中，传统铺设主要以毛坯房为基础，在地面进行开槽和管线布置，隔声效果较差。由于装配式住宅楼地面构造设计中的管线均布置在墙面、吊顶和地面，加之设计了地暖，因此基于BIM 技术架空地板也是常见的设计方式。一般而言，架空地板常采用树脂螺栓体系，其具有良好的层高找平调节、传声防碰撞等优势，能够有效减少噪音。在架空地板的施工流程中，包括螺栓安装、垫块架设、地暖承载基板安置、采暖系统铺设、面层承载基板安置、面层安装6 个方面。在安装过程中，若有特殊的隔音要求，可首先在楼地面铺设胶合板，然后在楼地面或者胶合板上安装树脂螺栓，调平后安装垫块和地暖承载基板。

此外，为防止地暖系统破坏而发生漏水现象，应更换架空地板的体系层级，在承载板下面设置地暖体系，并在地暖和承载板之间留出一定的空间，避免出现变形而造成压力过大的现象。同时，为避免顶部支撑对地暖安装产生影响，可设计出可拆卸的顶部支撑，并设计支撑固定口来固定板材，避免承重和摩擦等引起板材出现滑动现象[6]。

3 结语

装配式住宅具有环保、节能、高效等优势，但在目前的装配式住宅装修一体化设计中，由于在合理性和科学性等方面有更高的要求，装配式住宅难以充分发挥其优势。因此，施工单位应加大对装配式住宅装修一体化的研究力度，优化其各个层面，从而推动装配式住宅装修一体化设计的规范化、优质化发展。