作者：唐大(dà)爲(wéi / wèi)，易 鳴

作者單位：深圳市建築設計研究總院有限公司

全文刊登于(yú)《施工技術》2020年第5期

摘要(yào / yāo)

Abstract

由于(yú)建築業轉型發展的(de)需要(yào / yāo)，毛坯房将逐步退出(chū)曆史舞台，裝配式内裝作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)個(gè)良好的(de)解決方案，是(shì)未來(lái)建築轉型升級的(de)重點領域。目前行業内尚未針對裝配式内裝進行 BIM 二次開發，然而(ér)裝配式内裝系統的(de)建立能充分發揮 BIM 精細化、信息化的(de)協同管理作用，優化施工組織方案，解決施工缺陷問題。圍繞建模标準、評價規則、施工組織、管理應用等方面，在(zài) BIM 平台架構下建立完善一(yī / yì ／yí)體化裝配式裝修系統，詳細分析和(hé / huò)總結一(yī / yì ／yí)體化裝配式裝修系統的(de)應用探索與存在(zài)的(de)問題。

Part 01

BIM 技術應用情況

整體來(lái)看，BIM 應用在(zài)土建結構設計、機電管線安裝上(shàng)較多，在(zài)建築内裝設計方面較少。其原因主要(yào / yāo)是(shì)BIM建模成本高，缺乏相關人(rén)才和(hé / huò)資金支持。BIM 技術和(hé / huò)産品引入國(guó)内以(yǐ)來(lái)，在(zài)建設工程、市政工程領域的(de)各階段都迅速應用開來(lái)。目前我國(guó)已有大(dà)量新建建築工程在(zài)設計階段運用BIM技術，用于(yú)碰撞檢查，減少後期深化設計變更。同時(shí)，BIM數據模型能将建築項目實際施工狀況在(zài)數據模型中體現，可實現對進度計劃和(hé / huò)關鍵工序進行4D 模拟，分析施工方案的(de)可行性，預先解決施工工序沖突問題; 實現施工場地(dì / de)合理布置和(hé / huò)施工設施、設備的(de)合理調度; 對于(yú)裝配式建築而(ér)言，BIM信息化有效傳遞對構件現場逐一(yī / yì ／yí)安裝，極大(dà)提高吊裝精度效率要(yào / yāo)求，實現構件安裝工序規劃模拟有很大(dà)作用。另外，通過應用BIM，利益相關方能圍繞項目展開科學、合理的(de)分析與評估，并對建築項目施工存在(zài)的(de)問題及時(shí)做出(chū)判斷，促使項目得以(yǐ)順利完工。

Part 02

BIM在(zài)裝配式内裝中的(de)實踐

研究數據表明，BIM 在(zài)國(guó)外建築工程中在(zài)諸多方面和(hé / huò)工程階段都有應用與研究，通過對近幾年國(guó)外學者的(de)研究成果進行統計得出(chū)，接近一(yī / yì ／yí)半BIM應用研究聚焦在(zài)建築運維管理階段，其中包括既有建築的(de)改造及建築性能監測等。此外，超過1 /4的(de)研究成果旨在(zài)研究BIM技術在(zài)建築室内空間設計。然而(ér)，目前BIM軟件并未開發特定于(yú)室内設計的(de)插件模塊，BIM 技術在(zài)實現快速可視化、組織材料屬性、成本數據、統計工程量上(shàng)具有優勢，能解決當下室内設計行業的(de)難點。除此之(zhī)外，BIM在(zài)用于(yú)内裝設計時(shí)，還能提供更多維度的(de)指導和(hé / huò)價值評估，在(zài)滿足客戶視覺需求的(de)前提下，給出(chū)更多評判因素。有學者利用裝配式内裝技術對台灣既有老舊公寓進行改造翻新，過程中應用BIM技術進行全生命周期成本分析，以(yǐ)探讨不(bù)同改造策略的(de)潛在(zài)收益或困難，成爲(wéi / wèi)評價設計方案的(de)一(yī / yì ／yí)種有效的(de)決策工具。另外，有學者使用BIM技術模拟不(bù)同建議下的(de)翻新效益，包括評估生命周期成本、居民疏散時(shí)間、通風和(hé / huò)照度。該研究将讨論開放式建築設計的(de)優勢及延長未來(lái)建築使用壽命的(de)關鍵。

相較于(yú)國(guó)外，國(guó)内已有試點項目将BIM技術運用于(yú)包括裝配式内裝設計在(zài)内的(de)設計全過程。中國(guó)建築标準設計研究院作爲(wéi / wèi)上(shàng)海綠地(dì / de)威廉公館項目的(de)内裝專項總承包單位，運用BIM技術實現設計階段的(de)可視化模拟分析、施工階段的(de)管控檢查、運維階段的(de)信息準備、企業工程管理的(de)體制升級。

然而(ér)，通過對内裝企業進行調研訪談，國(guó)内目前裝配式内裝行業仍較少将BIM技術應用在(zài)室内設計上(shàng)。另外，大(dà)部分内裝設計在(zài)用BIM軟件時(shí)重點表達設計理念和(hé / huò)風格，體現色彩搭配和(hé / huò)材料質感等内容，達到(dào)一(yī / yì ／yí)定的(de)幾何精度。而(ér)各内裝子(zǐ)系統的(de)具體構造做法則是(shì)由後期建設單位招标采購之(zhī)後所确定的(de)廠家來(lái)深化。而(ér)廠家對于(yú)同一(yī / yì ／yí)個(gè)節點的(de)做法各有不(bù)同，這(zhè)就(jiù)導緻在(zài)内裝設計時(shí)無法獲取具體實施做法乃至供應鏈信息，無法發揮BIM真正的(de)價值優勢。另外，建設單位對室内設計的(de)要(yào / yāo)求也(yě)僅僅局限于(yú)可視化、三維效果展示。精裝修設計周期過短也(yě)是(shì)導緻BIM内裝模型達不(bù)到(dào)深度的(de)原因。

Part 03

分析原因

内裝設計、采購、施工環節脫節，是(shì)導緻上(shàng)述問題的(de)關鍵原因。由于(yú)這(zhè)幾部分工作流程所對應的(de)實施主體不(bù)同，再加上(shàng)内裝設計團隊不(bù)具備整合産品和(hé / huò)企業資源的(de)能力，由内裝設計團隊完成信息采集、屬性整理、BIM模型建立的(de)工作量大(dà)。招采權通常由施工單位和(hé / huò)建設單位定奪，導緻内裝設計團隊與廠家在(zài)項目上(shàng)無法直接配合，通常室内設計做完之(zhī)後，施工單位再根據現場情況，由廠家進行二次深化，深化設計内容也(yě)根據廠家自身産品決定最終整體室内效果。這(zhè)也(yě)是(shì)導緻内裝設計BIM模型沒有産品屬性，被認爲(wéi / wèi)是(shì)披了(le／liǎo)BIM形式主義的(de)三維模型的(de)原因。室内設計的(de)BIM模型能做到(dào)的(de)僅僅是(shì)粗略統計出(chū)配件、設備數量及材料面積，而(ér)無法轉變爲(wéi / wèi)産品個(gè)數及對應的(de)人(rén)工成本、安裝工期等真正具有施工預算的(de)數據。

Part 04

解決思路和(hé / huò)策略

4．1 建立産品、材料體系的(de)裝修部品産品庫

我國(guó)内裝行業百花齊放，企業各自發展自成一(yī / yì ／yí)派，然而(ér)大(dà)部分企業由于(yú)規模原因未能形成閉環的(de)技術體系，在(zài)創新優化自身技術産品的(de)同時(shí)，又要(yào / yāo)考慮到(dào)社會整體的(de)工業化水平，形成既滿足不(bù)了(le／liǎo)工業化生産又無法實現與傳統内裝在(zài)經濟性、成本上(shàng)抗衡的(de)非标準化的(de)内裝産品。

裝配式内裝部品部件庫需由政府主導來(lái)規範化建立，從産業結構、市場供需等宏觀層面爲(wéi / wèi)内裝産業發展指明方向。丹麥是(shì)首個(gè)将模數法制化的(de)國(guó)家，明确了(le／liǎo)裝配式建築部品與部件的(de)尺度、公差和(hé / huò)模數協調，以(yǐ)确保不(bù)同供應商的(de)成品通用性要(yào / yāo)求。所有廠家将自身産品、構件收錄在(zài)同一(yī / yì ／yí)産品體系下，不(bù)同廠家之(zhī)間的(de)同類産品可進行互換協調，不(bù)斷競争優化，并在(zài)标準化設計的(de)基礎上(shàng)實現多元化組合設計。1959年日本住宅公團爲(wéi / wèi)大(dà)規模建設公共住房而(ér)制定了(le／liǎo) KJ 部品認證制度。該制度對部品的(de)材料尺寸進行嚴格規定以(yǐ)保證住宅及部品體系的(de)品質控制。但這(zhè)間接導緻供應商之(zhī)間的(de)低價競争，反而(ér)使得構件質量得不(bù)到(dào)提高。之(zhī)後爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)防止惡性市場競争而(ér)出(chū)現質量低下的(de)情況，住宅産品開發中心提出(chū)并制定BL優良住宅部件認證制度，由專用部品轉變爲(wéi / wèi)通用部品。在(zài)保證标準規格、通用接口的(de)前提下，鼓勵質優耐久、高性價比的(de)産品創新。

而(ér)當企業具備裝配式内裝設計、産品研發、生産制造能力，并整合大(dà)批量高效施工及後期持續維保的(de)産業資源，其可實現自身産品鏈的(de)閉環叠代發展。日本企業骊住株式會社從 1923 年發展至今，爲(wéi / wèi)消費者提供方便快捷的(de)“一(yī / yì ／yí)體式解決方案”，涵蓋内裝所有類别的(de)産品，骊住株式會社借助其所擁有的(de)專業設計和(hé / huò)安裝團隊的(de)優勢，能根據客戶需求建立标準流程，提供從設計到(dào)生産、從安裝到(dào)售後服務的(de)一(yī / yì ／yí)體式解決方案。骊住株式會社基于(yú)日本住宅一(yī / yì ／yí)系列基礎性成果理念，整合裝修産業科技技術發展并研發高集成的(de)裝配式住宅内裝成套體系，具備國(guó)際化、集成化、功能化、工業化、裝配化、精細化等特點(見圖1)。

圖1 骊住株式會社多樣化設計風格

制定裝配式内裝行業的(de)基礎标準時(shí)可嘗試以(yǐ)政府主導的(de)項目爲(wéi / wèi)試點，通過以(yǐ)點帶面的(de)方式來(lái)形成頂層設計，各内裝企業參與進來(lái)，逐步制定裝配式内裝行業的(de)基礎标準。首先，對行業各企業研發的(de)裝配式内裝部品與部件、零配件、安裝步驟進行全面評估，然後根據裝配式内裝行業供應商的(de)産品和(hé / huò)材料，整合供應商材料和(hé / huò)産品的(de)标準或定制産品數據信息，建立三維信息化的(de)部品、部件模型裝修部品産品庫。其中，還必須包含供應商提供的(de)菜單式産品屬性，并加以(yǐ)整理納入BIM各參數選項，如樓地(dì / de)面産品的(de)标準模塊尺寸(長×寬)、面闆材質、面闆厚度、螺栓類型(金屬或樹脂)、是(shì)否附加地(dì / de)暖模塊等。

4. 2 貫穿始末的(de)标準化設計

首先，構件标準化的(de)目的(de)是(shì)爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)實現裝配式内裝産品的(de)規模化、自動化生産，在(zài)提升内裝質量的(de)同時(shí)降低裝配式内裝成本。通過 BIM 打通設計各環節、信息高效準确傳遞，自上(shàng)而(ér)下快速進行内裝布局，再自下而(ér)上(shàng)反饋到(dào)前期設計。問題在(zài)于(yú)前端未能實現标準化設計，設計成果則無法由工廠來(lái)完成模塊化生産，也(yě)無法在(zài)市面上(shàng)大(dà)批量采購。局限性在(zài)于(yú): ①室内裝飾設計的(de)作用在(zài)于(yú)發揮其創意滿足個(gè)性化需求，不(bù)會考慮加工、生産要(yào / yāo)求，一(yī / yì ／yí)定程度上(shàng)甚至抵觸模塊化和(hé / huò)工業化産品; ②由于(yú)裝飾工程在(zài)建築産業鏈條處于(yú)最末端，被動地(dì / de)接受很多尺寸、規格上(shàng)的(de)問題; ③裝飾工程是(shì)需把前期裝配化的(de)問題解決掉或掩蓋掉。而(ér)這(zhè)兩方面原因都導緻裝配式内裝無法實現産品規模化生産和(hé / huò)生産裝配化的(de)組織，成本也(yě)無法低于(yú)傳統内裝施工方式。因此，BIM的(de)高效準确信息化應用，能打通内裝行業設計與生産之(zhī)間的(de)壁壘。

其次，對内裝設計 BIM 模型的(de)深度、精度進行要(yào / yāo)求，根據 JGJ/T 448—2018《建築工程設計信息模型制圖标準》執行。在(zài)開始内裝設計時(shí)，從部品部件庫選取材料和(hé / huò)産品，直接布置在(zài)導入的(de)二維圖紙上(shàng)，部品部件接口與建築預留的(de)管線接口相連接，并實時(shí)三維可視化展示和(hé / huò)分析。對室内布置完成後，直接實現精準統計部品部件用量，計算成材率和(hé / huò)裁切率，并結合供應商提供的(de)單價、地(dì / de)區工程量定額的(de)施工費用等統計出(chū)整個(gè)室内裝修工程的(de)工程量清單和(hé / huò)各項金額。同時(shí)，實現施工模拟安裝并統計出(chū)工期。在(zài)精裝修中，BIM技術的(de)應用實現了(le／liǎo)數據高效精準集成、共享、傳輸，被作爲(wéi / wèi)跨專業協作和(hé / huò)建設相關方交流的(de)平台。通過BIM平台，設計師可直觀、及時(shí)地(dì / de)同步修改，提高工作效率，并激發設計師的(de)創造力。對于(yú)複雜部位和(hé / huò)空間節點，可呈現三維完整表達。通過 BIM 不(bù)同階段成果的(de)概預算統計分析，其根據裝配式建築和(hé / huò)内裝拆分部品部件，結合造價行業各類工程量定額及相應計價方式進行粗略統計分析。通過這(zhè)一(yī / yì ／yí)造價統計分析結果可實現設計方案的(de)橫向量化對比，對方案比選的(de)決策具有重要(yào / yāo)影響。當設計成果深度足夠時(shí)，可準确得出(chū)項目工程量清單，可用于(yú)設計招标及建設單位對建設成本的(de)精準控制(見圖2)。

圖2 BIM内裝設計模型

最後，圍繞建模标準、評價規則、合規性校審等内容建立一(yī / yì ／yí)套基于(yú) BIM 平台的(de)裝配式内裝設計深度、精度、合規性系統。目前國(guó)家和(hé / huò)各省、直轄市、自治區都相繼出(chū)台了(le／liǎo)針對裝配式内裝的(de)評價評分标準，包括不(bù)同功能區域的(de)天地(dì / de)牆體系、集成廚房、集成衛生間、機電裝修一(yī / yì ／yí)體化、管線分離、穿插施工等。前期專家評審和(hé / huò)第三方審查工作都需根據二維圖紙内容進行人(rén)工審查，審圖量大(dà)，易出(chū)現信息不(bù)對稱、各專業内容深度不(bù)匹配問題，十分低效。如果采取BIM審查，設計院各專業圖紙深度達到(dào)BIM制圖行業标準的(de)要(yào / yāo)求，達到(dào)設計各階段的(de)幾何表達深度和(hé / huò)信息精度要(yào / yāo)求，可通過BIM直接輸出(chū)的(de)碰撞檢查、構件數量統計、做法檢查、施工組織等内容，直觀高效地(dì / de)進行審核判斷。借助BIM技術，BIM數字成果将代替傳統紙質用于(yú)設計交付和(hé / huò)對接溝通，而(ér)傳統低效、滞後的(de)二維圖紙人(rén)工審核方式已無法迎合快速流程審批要(yào / yāo)求。在(zài)推行數字化審圖的(de)大(dà)趨勢下，以(yǐ)後必将會走向BIM模型審核與模型直接指導施工的(de)方向，配合未來(lái)更加完善的(de)BIM管理體系、BIM建模标準與結構化的(de)設計規範，最終可作爲(wéi / wèi)标準校審工具普及應用。

4. 3 生産供應端的(de) BIM 信息化應用

裝飾行業當下現狀爲(wéi / wèi)設計、加工、生産和(hé / huò)現場裝配相脫離。目前建築行業BIM的(de)應用主要(yào / yāo)集中在(zài)設計階段的(de)可視化和(hé / huò)各專業協同技術，施工前期的(de)成本造價計算，而(ér)并未發揮其建設管理和(hé / huò)運營管理的(de)功能。裝配式内裝設計的(de)落地(dì / de)性、可實施性與市場所能供應的(de)部品部件息息相關。從供應鏈管理角度看，設計與生産無法在(zài)信息中形成閉環，易産生供應不(bù)足的(de)問題。因而(ér)，裝配式内裝供應鏈上(shàng)下遊信息傳遞的(de)正确性與有效性都需貫徹一(yī / yì ／yí)緻，包括部品生産、物流運輸及後期施工安裝等。裝配式内裝設計所需部品部件根據種類、數量可直接向供應生産商下訂單，完成物流配送後直接在(zài)施工現場由人(rén)工來(lái)完成部品部件的(de)快速組裝。另外，内裝設計團隊在(zài)前期積極考慮内裝供應鏈産品供應情況，增強設計方與供應商之(zhī)間的(de)交流，也(yě)能進一(yī / yì ／yí)步爲(wéi / wèi)内裝工業化生産打下基礎。

BIM與建築供應鏈管理相結合的(de)研究相對空缺，目前已有基于(yú)BIM的(de)供應鏈管理的(de)信息流理論框架，并能解決建築供應鏈參與方的(de)不(bù)同數據接口的(de)信息交換問題; 也(yě)有專家通過搭建BIM平台來(lái)實現特定混凝土的(de)供應鏈。國(guó)内已有内裝設計團隊，通過BIM建立起一(yī / yì ／yí)套集成本造價、商務管理、生産制造、訂單物流于(yú)一(yī / yì ／yí)體的(de)信息化系統。通過該信息化系統實現了(le／liǎo)标準化建模同時(shí)可出(chū)報價單及設計和(hé / huò)采購的(de)料單; 内裝模型自動算量，減少預算超支，控制工程成本，内裝精細化施工圖直出(chū)。通過BIM和(hé / huò)數據中心進入項目管理系統，獲取客戶、項目，并對合同進行管理。通過PM和(hé / huò)數據中心進入生産系統，拆單、獲取庫存，下單、委外、組裝。渠道(dào)商在(zài)數據中心對産品下單，EOS系統跟蹤訂單狀态、物流信息等。

綜上(shàng)所述，當下BIM實現管理層面上(shàng)的(de)信息傳遞，相信在(zài)不(bù)久的(de)将來(lái)BIM還能通過更加深入的(de)技術研究以(yǐ)支撐内裝設計與制造供應鏈之(zhī)間的(de)信息傳遞。

Part 05

結語

BIM改變了(le／liǎo)設計信息傳遞方式。BIM技術的(de)應用無疑提升了(le／liǎo)内裝設計的(de)精細準确程度，降低了(le／liǎo)内裝設計協調各專業的(de)難度。内裝設計需梳理所有施工圖設計圖紙，包含各專業的(de)設計成果，專業性強。同時(shí)，二維圖紙的(de)表達方式導緻内裝設計人(rén)員在(zài)空間上(shàng)很難将各專業設計内容在(zài)同一(yī / yì ／yí)個(gè)三維空間内進行構建。而(ér)一(yī / yì ／yí)旦各專業成果都通過BIM模型建立，并鏈接到(dào)同一(yī / yì ／yí)個(gè)BIM文件中，則能準确直觀地(dì / de)把握各專業設備管線的(de)空間尺寸和(hé / huò)位置，避免由于(yú)前期設計信息傳遞不(bù)準确而(ér)導緻内裝設計反複修改甚至後期施工錯誤。然而(ér)内裝設計的(de)重要(yào / yāo)性和(hé / huò)話語權往往不(bù)如其他(tā)專業，内裝設計也(yě)不(bù)具備足夠可靠的(de)設計條件，因此也(yě)無法實現内裝前置及正向設計。當此問題被設計師意識到(dào)且被重視時(shí)，成熟的(de)BIM技術應用則被期望能改變傳統建築裝飾項目的(de)工作模式，改變其管理模式及溝通方式。BIM技術的(de)應用和(hé / huò)發展爲(wéi / wèi)内裝設計所帶來(lái)的(de)利益附加，使得建築設計各專業各種要(yào / yāo)求都能被充分貫徹執行，最後實施完成時(shí)各項指标得以(yǐ)回顧和(hé / huò)審視。隻有通過不(bù)斷閉環叠代，末端的(de)内裝設計才能日益優化且往前端反饋，從而(ér)最終實現内裝正向設計。