王雪峰

（北京精智互動(dòng)圖文設(shè)計(jì)有限公司，北京 100026）

1 引言

裝配裝修的特點(diǎn)是將預(yù)制構(gòu)件統(tǒng)一運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)并安裝，具有信息化協(xié)同、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，既能夠降低施工對(duì)環(huán)境的污染，還可以解決資源被大量浪費(fèi)的問題。 自2016 年以來，我國(guó)逐漸加大對(duì)裝配式建筑的支持力度， 相關(guān)部門先后頒布多個(gè)文件，要求在裝配式裝修項(xiàng)目中應(yīng)用新技術(shù)，以強(qiáng)化質(zhì)量管理能力，降低施工成本。 現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)建筑裝配式裝修的研究多集中于施工質(zhì)量管理及BIM 技術(shù)在裝配式裝修中的應(yīng)用價(jià)值方面。 本文以前期設(shè)計(jì)與施工階段為切入點(diǎn)， 對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用策略進(jìn)行分析， 從而獲得可提高施工質(zhì)量及效率的全新施工方案，供相關(guān)人員參考。

2 將BI M應(yīng)用于建筑裝配裝修的意義

2.1 提高管理有效性

BIM 是工程信息、全生命周期的集合，通常貫穿工程設(shè)計(jì)到退役的全過程。 近幾年，BIM 已在建筑領(lǐng)域得到普及，在前期設(shè)計(jì)階段， 施工方可利用BIM 技術(shù)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行模擬安裝，驗(yàn)證方案的可行性。 施工期間可根據(jù)項(xiàng)目情況研發(fā)相應(yīng)的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理目標(biāo)。 技術(shù)人員可借助計(jì)算機(jī)、BIM 開發(fā)管理平臺(tái)，在保證施工質(zhì)量的前提下，通過全過程管理的方式加快施工速度[1]。

2.2 控制施工成本

建筑裝配裝修所涉及內(nèi)容較多， 對(duì)成本進(jìn)行管理的難度極大， 常規(guī)做法往往無法保證核算正確， 增加資金風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率。 引入BIM 技術(shù)可有效解決該問題，通過信息化管理的方式，生成與項(xiàng)目情況相符的資金曲線，對(duì)各環(huán)節(jié)預(yù)期成本進(jìn)行可視化展示， 確保施工方可對(duì)資金使用情況具有系統(tǒng)且準(zhǔn)確的了解，有效規(guī)避資金風(fēng)險(xiǎn)，為項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性提供有力保障。

2.3 做到技術(shù)可視

以往，項(xiàng)目方均要先對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，再確定裝修方案并完成裝修， 各單位獨(dú)立施工， 極易出現(xiàn)碰撞或其他問題，導(dǎo)致工程返工。 引入BIM 則能夠有效解決該問題，通過協(xié)同建模、可視化設(shè)計(jì)的方式，使各部門成為一個(gè)整體，由此而帶來的積極影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，設(shè)計(jì)階段。 基于BIM 建立三維模型并模擬施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，可以為比選方案、優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作提供便利。 其二，將BIM 用于裝配裝修，還能夠提高安裝施工效率及安全性，確保項(xiàng)目如期竣工。

3 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目為上海某展館裝配式裝修，裝修對(duì)象為2 個(gè)小展館、5 個(gè)大展館，項(xiàng)目具有施工難度大、工期緊、要求高等特點(diǎn)。 為確保裝配式構(gòu)件重復(fù)利用， 客戶要求項(xiàng)目基層及裝飾面實(shí)現(xiàn)可裝卸、可更換、可運(yùn)輸。 鑒于此，施工方?jīng)Q定引入BIM 技術(shù)，在BIM 技術(shù)的輔助下高效開展數(shù)字化測(cè)量、 方案比選工作。當(dāng)前，項(xiàng)目已順利完成并投入使用，施工質(zhì)量及效果均可滿足客戶要求。

4 建筑裝配裝修中BI M應(yīng)用策略

4.1 前期測(cè)量

前期準(zhǔn)備階段， 施工人員選擇利用移動(dòng)掃描儀對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描， 該掃描儀單位時(shí)間內(nèi)的掃描效率明顯高于站點(diǎn)掃描儀，通常僅需2 h 即可對(duì)約1 500 m2的區(qū)域進(jìn)行全方位掃描[2]。 隨后，匯總掃描所得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過去噪、拼接等方式形成相應(yīng)模型，為加工構(gòu)件等工作提供精準(zhǔn)、翔實(shí)的參考數(shù)據(jù)。 以逆向建模所得到模型、設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，對(duì)建筑進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)裝配式裝修。 項(xiàng)目竣工后由專業(yè)人員對(duì)比竣工模型、點(diǎn)云模型，判斷結(jié)構(gòu)是否存在偏差，若偏差值超出允許范圍應(yīng)及時(shí)告知施工方， 由施工方委派技術(shù)人員對(duì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏差的原因進(jìn)行分析并予以解決。 與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相比，數(shù)字化測(cè)量可使測(cè)量速度、精度大幅提升，為后續(xù)加工預(yù)制構(gòu)件、施工管理等工作的開展提供幫助。

4.2 確定設(shè)計(jì)方案

4.2.1 隔墻設(shè)計(jì)

建筑采用裝配式隔墻系統(tǒng)，包括穿孔木紋鋁板、隔墻板塊和移動(dòng)隔斷3 部分，主要負(fù)責(zé)分割內(nèi)部各功能區(qū)域。 其中，板塊規(guī)格為1 500 mm×10 000 mm。 在前期設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員分別在結(jié)構(gòu)底部、中部和頂部設(shè)置1 道鋼梁，以便后續(xù)隔墻板塊安裝施工，如圖1 所示。

圖1 建筑鋼結(jié)構(gòu)模型

作為集成板塊設(shè)計(jì)的重要一環(huán)， 墻面設(shè)計(jì)科學(xué)與否直接影響最終效果。 在本項(xiàng)目中，施工方計(jì)劃以隔墻基層板塊為載體，在其上方安裝由輕鋼龍骨和鋼架組成的框架、火克板及巖棉，形成兼具隔煙防火和隔聲吸聲功能的組合板塊，該板塊具有裝卸難度小、結(jié)構(gòu)可靠穩(wěn)定、反復(fù)利用等優(yōu)勢(shì)。 吊裝施工結(jié)束后， 由施工人員利用螺栓對(duì)該板塊和結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行固定，隨后，基于BIM 技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，確保該系統(tǒng)的防火性能及隔聲效果滿足客戶要求。 考慮到基層板塊以標(biāo)準(zhǔn)板塊為主，施工方?jīng)Q定與工廠合作，由工廠提前按照設(shè)計(jì)方案標(biāo)明的參數(shù)加工標(biāo)準(zhǔn)塊，待標(biāo)準(zhǔn)塊入場(chǎng)，由施工人員直接進(jìn)行安裝，在保證安裝質(zhì)量的前提下，最大限度地提高施工速度，使項(xiàng)目更具經(jīng)濟(jì)性。

4.2.2 吊頂設(shè)計(jì)

展館吊頂分為弧形鋁方通、弧形鋁板兩部分。 在前期準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)人員利用既有軟件進(jìn)行建模，通過比選確定施工方案。 通過工業(yè)化加工使轉(zhuǎn)換鋼架、吊桿及鋁方通成為整體，將其運(yùn)送至施工區(qū)域，由現(xiàn)場(chǎng)人員操作起吊設(shè)備進(jìn)行吊裝。

4.2.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

BIM 能夠自動(dòng)生成并輸出節(jié)點(diǎn)圖， 確保細(xì)節(jié)做法等信息得到直接展示，而常規(guī)圖紙并不具備該功能，極易出現(xiàn)做法不完善、缺少細(xì)節(jié)等情況，導(dǎo)致施工難度大幅提高。 本項(xiàng)目性質(zhì)較特殊， 展會(huì)結(jié)束后需快速拆除場(chǎng)館并將裝飾面板統(tǒng)一存儲(chǔ)于指定區(qū)域， 確保日后舉辦同規(guī)模展會(huì)時(shí)可直接利用裝飾面板搭建場(chǎng)館。 因此，設(shè)計(jì)拆除節(jié)點(diǎn)時(shí)既要考慮首次安裝的便捷性和可靠性，還要考慮二次安裝效果。 具體工作流程為：第一步，按由上到下的順序拆除裝飾面板；第二步，確定可重復(fù)利用的面板并編號(hào)，將損壞部位標(biāo)記在對(duì)應(yīng)模型上，為后期加工提供參考；第三步，對(duì)螺栓和其他零配件進(jìn)行報(bào)廢處理。

4.2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目施工方依托BIM 技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)模型，為繪制圖紙?zhí)峁┍憷?，進(jìn)而大幅加快安裝速度。 具體做法：建立外表皮模型，通過逆向推導(dǎo)的方式獲得結(jié)構(gòu)模型；對(duì)上述模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，由計(jì)算機(jī)按照預(yù)設(shè)指令模擬空間布設(shè)效果；分析結(jié)構(gòu)匹配程度，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，確定最終方案。

4.2.5 安裝設(shè)計(jì)

論證方案時(shí)，施工方可借助BIM 技術(shù)評(píng)估不同方案的可行性，通過對(duì)比數(shù)據(jù)與模擬分析，確定最終方案。 以面板安裝為例，設(shè)計(jì)方提供以下安裝方案。

1）在鋼架外側(cè)搭設(shè)轉(zhuǎn)換層，對(duì)接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 該方案能最大限度地保證施工質(zhì)量，但存在用鋼量大、工期長(zhǎng)等問題，故淘汰。

2）直接用螺栓固定連接件。 該方案的優(yōu)點(diǎn)在于施工速度快、難度小，但工作量大、處理局部構(gòu)件難度大、可供調(diào)節(jié)的余量相對(duì)較小，故淘汰。

3）利用通長(zhǎng)桿件進(jìn)行連接。 該方案施工難度小且成本可控，與本項(xiàng)目要求相符，最終決定采納此方案。

4.3 項(xiàng)目施工

4.3.1 模擬施工

1）常規(guī)施工交底做法。 在前期準(zhǔn)備階段，由技術(shù)人員組織施工人員，結(jié)合技術(shù)方案、設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行技術(shù)交底。 該做法易流于形式，導(dǎo)致交底效果不理想。

2）模擬施工可確保施工方及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案所存在不足并加以解決，降低項(xiàng)目返工的可能性；直觀展示安裝后板件配色、材質(zhì)與周圍環(huán)境的契合程度；實(shí)現(xiàn)可視化交底，確保施工人員對(duì)安裝步驟、工藝和注意事項(xiàng)具有更深刻的印象，為施工質(zhì)量提供有力保障。

在本項(xiàng)目中， 為確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理安裝方案所存在的漏洞，故基于BIM 技術(shù)對(duì)施工過程、工藝進(jìn)行模擬，具體做法為：以技術(shù)資料、設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，建立相應(yīng)模型，并結(jié)合項(xiàng)目情況確定模型材質(zhì)， 通過VR 與動(dòng)畫相結(jié)合的方式立體演示重點(diǎn)區(qū)域（見圖2）、復(fù)雜區(qū)域的工藝和施工全過程[3]。

圖2 裝飾面板模擬安裝

4.3.2 確定施工器材

裝配式裝修項(xiàng)目具有安裝難度低、標(biāo)準(zhǔn)化水平高等優(yōu)點(diǎn)，為保證其優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮， 施工方需提前結(jié)合項(xiàng)目情況及施工需求，對(duì)施工器材進(jìn)行配置。 在本項(xiàng)目中，建筑西側(cè)墻體安裝的木紋墻面尺寸約為2 000 mm×10 000 mm，面板整體厚約2 mm，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸、安裝的難度較大。為確保項(xiàng)目如期竣工，施工方?jīng)Q定購(gòu)入半自動(dòng)機(jī)器人（見圖3），由專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況編寫相應(yīng)控制程序， 將編程與BIM 定位相結(jié)合，對(duì)面板進(jìn)行自動(dòng)安裝。 機(jī)器人底部裝有機(jī)械輪，可將機(jī)械輪轉(zhuǎn)向力實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成分力，使萬向移動(dòng)的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。 該機(jī)器人的安裝精度可精確到mm，最大限度地滿足施工要求。

圖3 半自動(dòng)機(jī)器人

4.3.3 進(jìn)行數(shù)字化管理

數(shù)字化管理強(qiáng)調(diào)以BIM 技術(shù)為依據(jù)， 結(jié)合施工效率、施工量，對(duì)施工所需時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，在此基礎(chǔ)上生成相應(yīng)的管理表格，確保施工成本、進(jìn)度等數(shù)據(jù)均能實(shí)現(xiàn)可視化展示。 本項(xiàng)目依托BIM 建立相應(yīng)的管理平臺(tái)，以確保BIM 模型、施工成本和進(jìn)度等要素均能得到實(shí)時(shí)且精準(zhǔn)的管理。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，BIM 已在諸多領(lǐng)域中得到推廣與應(yīng)用，將其用于裝配式裝修施工是大勢(shì)所趨。 本文分析建筑裝配式裝修中BIM 的運(yùn)用策略， 施工方在BIM 技術(shù)的協(xié)助下做好模擬施工、施工器材選擇與數(shù)字化管理等工作，可有效提升項(xiàng)目施工進(jìn)度，使裝配裝修工程施工效果達(dá)到預(yù)期。 研究結(jié)果表明，基于BIM 技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行裝配式裝修施工，不僅能提高施工管理的有效性，還能降低施工成本。

未來，有關(guān)人員應(yīng)深入分析BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合項(xiàng)目裝修施工情況，選擇適宜的裝修方案，以實(shí)現(xiàn)降本增效的管理目標(biāo)。