BI M技术在建筑装配式装修工程中的运用研究

王雪峰

（北京精智互动图文设计有限公司，北京 100026）

1 引言

装配装修的特点是将预制构件统一运往现场并安装，具有信息化协同、标准化设计等特点，既能够降低施工对环境的污染，还可以解决资源被大量浪费的问题。 自2016 年以来，我国逐渐加大对装配式建筑的支持力度， 相关部门先后颁布多个文件，要求在装配式装修项目中应用新技术，以强化质量管理能力，降低施工成本。 现阶段，我国对建筑装配式装修的研究多集中于施工质量管理及BIM 技术在装配式装修中的应用价值方面。 本文以前期设计与施工阶段为切入点， 对BIM技术应用策略进行分析， 从而获得可提高施工质量及效率的全新施工方案，供相关人员参考。

2 将BI M应用于建筑装配装修的意义

2.1 提高管理有效性

BIM 是工程信息、全生命周期的集合，通常贯穿工程设计到退役的全过程。 近几年，BIM 已在建筑领域得到普及，在前期设计阶段， 施工方可利用BIM 技术对构件进行模拟安装，验证方案的可行性。 施工期间可根据项目情况研发相应的管理系统，实现精准管理目标。 技术人员可借助计算机、BIM 开发管理平台，在保证施工质量的前提下，通过全过程管理的方式加快施工速度[1]。

2.2 控制施工成本

建筑装配装修所涉及内容较多， 对成本进行管理的难度极大， 常规做法往往无法保证核算正确， 增加资金风险发生率。 引入BIM 技术可有效解决该问题，通过信息化管理的方式，生成与项目情况相符的资金曲线，对各环节预期成本进行可视化展示， 确保施工方可对资金使用情况具有系统且准确的了解，有效规避资金风险，为项目经济性提供有力保障。

2.3 做到技术可视

以往，项目方均要先对建筑进行设计和施工，再确定装修方案并完成装修， 各单位独立施工， 极易出现碰撞或其他问题，导致工程返工。 引入BIM 则能够有效解决该问题，通过协同建模、可视化设计的方式，使各部门成为一个整体，由此而带来的积极影响主要体现在两个方面：其一，设计阶段。 基于BIM 建立三维模型并模拟施工现场场景，可以为比选方案、优化设计等工作提供便利。 其二，将BIM 用于装配装修，还能够提高安装施工效率及安全性，确保项目如期竣工。

3 项目概况

项目为上海某展馆装配式装修，装修对象为2 个小展馆、5 个大展馆，项目具有施工难度大、工期紧、要求高等特点。 为确保装配式构件重复利用， 客户要求项目基层及装饰面实现可装卸、可更换、可运输。 鉴于此，施工方决定引入BIM 技术，在BIM 技术的辅助下高效开展数字化测量、 方案比选工作。当前，项目已顺利完成并投入使用，施工质量及效果均可满足客户要求。

4 建筑装配装修中BI M应用策略

4.1 前期测量

前期准备阶段， 施工人员选择利用移动扫描仪对建筑结构进行扫描， 该扫描仪单位时间内的扫描效率明显高于站点扫描仪，通常仅需2 h 即可对约1 500 m2的区域进行全方位扫描[2]。 随后，汇总扫描所得到的点云数据，通过去噪、拼接等方式形成相应模型，为加工构件等工作提供精准、翔实的参考数据。 以逆向建模所得到模型、设计图纸为依据，对建筑进行施工，实现装配式装修。 项目竣工后由专业人员对比竣工模型、点云模型，判断结构是否存在偏差，若偏差值超出允许范围应及时告知施工方， 由施工方委派技术人员对结构出现偏差的原因进行分析并予以解决。 与现场测量相比，数字化测量可使测量速度、精度大幅提升，为后续加工预制构件、施工管理等工作的开展提供帮助。

4.2 确定设计方案

4.2.1 隔墙设计

建筑采用装配式隔墙系统，包括穿孔木纹铝板、隔墙板块和移动隔断3 部分，主要负责分割内部各功能区域。 其中，板块规格为1 500 mm×10 000 mm。 在前期设计阶段，设计人员分别在结构底部、中部和顶部设置1 道钢梁，以便后续隔墙板块安装施工，如图1 所示。

图1 建筑钢结构模型

作为集成板块设计的重要一环， 墙面设计科学与否直接影响最终效果。 在本项目中，施工方计划以隔墙基层板块为载体，在其上方安装由轻钢龙骨和钢架组成的框架、火克板及岩棉，形成兼具隔烟防火和隔声吸声功能的组合板块，该板块具有装卸难度小、结构可靠稳定、反复利用等优势。 吊装施工结束后， 由施工人员利用螺栓对该板块和结构梁进行固定，随后，基于BIM 技术对该系统性能进行分析，确保该系统的防火性能及隔声效果满足客户要求。 考虑到基层板块以标准板块为主，施工方决定与工厂合作，由工厂提前按照设计方案标明的参数加工标准块，待标准块入场，由施工人员直接进行安装，在保证安装质量的前提下，最大限度地提高施工速度，使项目更具经济性。

4.2.2 吊顶设计

展馆吊顶分为弧形铝方通、弧形铝板两部分。 在前期准备阶段，设计人员利用既有软件进行建模，通过比选确定施工方案。 通过工业化加工使转换钢架、吊杆及铝方通成为整体，将其运送至施工区域，由现场人员操作起吊设备进行吊装。

4.2.3 节点设计

BIM 能够自动生成并输出节点图， 确保细节做法等信息得到直接展示，而常规图纸并不具备该功能，极易出现做法不完善、缺少细节等情况，导致施工难度大幅提高。 本项目性质较特殊， 展会结束后需快速拆除场馆并将装饰面板统一存储于指定区域， 确保日后举办同规模展会时可直接利用装饰面板搭建场馆。 因此，设计拆除节点时既要考虑首次安装的便捷性和可靠性，还要考虑二次安装效果。 具体工作流程为：第一步，按由上到下的顺序拆除装饰面板；第二步，确定可重复利用的面板并编号，将损坏部位标记在对应模型上，为后期加工提供参考；第三步，对螺栓和其他零配件进行报废处理。

4.2.4 结构设计

项目施工方依托BIM 技术对钢结构进行设计，在此基础上建立相应模型，为绘制图纸提供便利，进而大幅加快安装速度。 具体做法：建立外表皮模型，通过逆向推导的方式获得结构模型；对上述模型进行优化设计，由计算机按照预设指令模拟空间布设效果；分析结构匹配程度，调整相关参数，确定最终方案。

4.2.5 安装设计

论证方案时，施工方可借助BIM 技术评估不同方案的可行性，通过对比数据与模拟分析，确定最终方案。 以面板安装为例，设计方提供以下安装方案。

1）在钢架外侧搭设转换层，对接头进行转换。 该方案能最大限度地保证施工质量，但存在用钢量大、工期长等问题，故淘汰。

2）直接用螺栓固定连接件。 该方案的优点在于施工速度快、难度小，但工作量大、处理局部构件难度大、可供调节的余量相对较小，故淘汰。

3）利用通长杆件进行连接。 该方案施工难度小且成本可控，与本项目要求相符，最终决定采纳此方案。

4.3 项目施工

4.3.1 模拟施工

1）常规施工交底做法。 在前期准备阶段，由技术人员组织施工人员，结合技术方案、设计图纸进行技术交底。 该做法易流于形式，导致交底效果不理想。

2）模拟施工可确保施工方及时发现设计方案所存在不足并加以解决，降低项目返工的可能性；直观展示安装后板件配色、材质与周围环境的契合程度；实现可视化交底，确保施工人员对安装步骤、工艺和注意事项具有更深刻的印象，为施工质量提供有力保障。

在本项目中， 为确保及时发现并处理安装方案所存在的漏洞，故基于BIM 技术对施工过程、工艺进行模拟，具体做法为：以技术资料、设计图纸为依据，建立相应模型，并结合项目情况确定模型材质， 通过VR 与动画相结合的方式立体演示重点区域（见图2）、复杂区域的工艺和施工全过程[3]。

图2 装饰面板模拟安装

4.3.2 确定施工器材

装配式装修项目具有安装难度低、标准化水平高等优点，为保证其优点得到充分发挥， 施工方需提前结合项目情况及施工需求，对施工器材进行配置。 在本项目中，建筑西侧墙体安装的木纹墙面尺寸约为2 000 mm×10 000 mm，面板整体厚约2 mm，对其进行运输、安装的难度较大。为确保项目如期竣工，施工方决定购入半自动机器人（见图3），由专业人员根据现场情况编写相应控制程序， 将编程与BIM 定位相结合，对面板进行自动安装。 机器人底部装有机械轮，可将机械轮转向力实时转换成分力，使万向移动的设想成为现实。 该机器人的安装精度可精确到mm，最大限度地满足施工要求。

图3 半自动机器人

4.3.3 进行数字化管理

数字化管理强调以BIM 技术为依据， 结合施工效率、施工量，对施工所需时间进行计算，在此基础上生成相应的管理表格，确保施工成本、进度等数据均能实现可视化展示。 本项目依托BIM 建立相应的管理平台，以确保BIM 模型、施工成本和进度等要素均能得到实时且精准的管理。

5 结语

现阶段，BIM 已在诸多领域中得到推广与应用，将其用于装配式装修施工是大势所趋。 本文分析建筑装配式装修中BIM 的运用策略， 施工方在BIM 技术的协助下做好模拟施工、施工器材选择与数字化管理等工作，可有效提升项目施工进度，使装配装修工程施工效果达到预期。 研究结果表明，基于BIM 技术对建筑进行装配式装修施工，不仅能提高施工管理的有效性，还能降低施工成本。

未来，有关人员应深入分析BIM 技术的应用价值，结合项目装修施工情况，选择适宜的装修方案，以实现降本增效的管理目标。