沈福向 谢伦杰
摘 要：近年来装配式装修经过快速发展，装配材料和装配技术变得越来越成熟，越来越多的人开始接受和采用这种装修方式。BIM技术作为建筑业信息化发展的重要技术手段，装配式装修设计、生产、施工一体化发展离不开BIM技术的支撑，两者需要深入融合才能让技术在项目中真正落地，基于Revit的正向设计也才能进一步发展。通过以“众和雅居”项目为实践对象，对装配式装修和BIM正向设计进行研究实践，建立了Revit企业样板文件和部品族库，总结了一些正向设计应用点及存在的问题。
关键词：BIM技术;装配式装修;正向设计;Revit;部品族库;样板文件
近年来，装配式装修经常被业界提及，建筑业发展“十三五”规划提出，2020年新开工全装修成品住宅面积达到30%。据统计，2019年全装修建筑面积为2.4亿㎡，其中，装配式装修建筑面积为4529万㎡，增长水平是2018年的5.5倍，发展速度较快，但是总量还是偏少。BIM作为我国建筑行业信息化建设的重要技术手段，在国内经过多年探索应用和发展，其为行业和企业带来的优势越来越突出，而且已被更多的单位接受和使用。如何把BIM技术和装配式装修结合起来将成为更多人研究的对象。
目前，由于内装设计、采购、施工环节脱节，生产厂家还需根据现场进行二次深化，导致大部分内装设计施工图达不到指导施工的目的。这个过程信息传递方式存在很大问题，工作效率低下，图纸精度不够，要解决以上问题，BIM技术的作用显得尤其重要。在云南城投众和装配式装修“众和雅居”项目中采用BIM正向设计的方式，旨在发挥BIM技术价值，提高内装设计工作效率，提高施工图纸落地能力，缩短施工周期，降低项目成本。正向设计中将Revit作为核心设计软件，充分发挥其优势，把BIM技术和装配式装修深度融合，在内装正向设计上进行应用探索。运用Revit软件从方案设计到施工图交付，再到指导工厂加工生产部品构件及材料采购，全过程均在三维可视化状态下进行，BIM模型的精度较传统的二维图纸有了本质上的提高，让装修图纸真正能在项目上落地，达到指导施工的目的。
1 装配式装修和BIM正向设计应用情况
装配式装修是主要采用干法施工，将工厂生产的内装部品、设备管线等在现场进行组合安装的装修方式，“众和雅居”项目主要包括干式工法地面系统、墙面系统、吊顶系统、集成卫浴、整体厨房和管线分离六大核心系统。装配式装修具有施工便捷、对人工技能要求不高、缩短工期、降低综合成本、绿色环保、装完即住的优势，将成为装修行业的一种发展趋势。装配式装修是社会工业化进程中衍生出来一种符合社会发展，符合消费需求的新型建筑工业技术，但其在国内受工业化程度低、材料价格、产品质量、运输成本和业主接受程度等因素的影响，还未被广泛应用。
BIM正向设计通常是指从方案设计阶段至交付阶段全部过程都是由BIM三维模型完成，直接在三维环境里进行设计，利用三维模型和其中的信息，自动生成所需要的图档，模型数据信息一致完整，并可后续传递的一种设计方式。BIM技术在国内发展已经有十年左右的时间，软件发展已经非常成熟，BIM正向设计在建筑、结构和机电专业都有不同程度的应用，其中发展比较不错的当属建筑专业，而结构和机电专业的应用目前更偏向于逆向设计优化的方式，这样导致BIM的应用还是建立在翻模的基础之上，整体投入和产出不成正比，而且这种逆向的工作模式从根本上与正向设计理念是相违背的。很多人认为BIM正向设计的工作量是传统设计工作量的2至3倍，也有人认为BIM正向设计本身是一个无法实现的伪命题，但是，仔细研究就会发现，这部分多出来工作量是由于正向设计准备工作没有准备充分导致的。这个准备工作包含设计人员对Revit软件使用熟练程度、建立设计样板文件、创建内装部品族库，如果以上工作没有准备充分，那么只会达到事倍功半的效果。真正的正向设计出来的模型、图纸很少存在问题，BIM模型能够指导后期采购、施工等工作，工作效率将会比传统设计快1至2倍。
2 装配式装修正向设计的重难点
2.1 建立企业Revit样板文件
工欲善其事，必先利其器。样板文件是集成制图标准、项目参数、族库等信息的BIM设计基础文件，是正向设计的重点和难点，属于正向设计的核心内容。好的样板文件在设计过程中能起到事半功倍的效果，它决定了正向设计的进度和质量。Revit样板文件一般包括如下基本内容：共享参数的建立、图层设置、标高和轴网设置、各类尺寸标注设置、企业图框建立、图纸说明、图纸列表、导出图纸样板设置以及各视图样板标准设置等。以上这些基础设置需要按照制图标准来创建，从而确保自动生成图纸及信息的可传递性和可实施性。同时，企业样板文件的建立是一个长期积累的过程，各方面考虑的因数非常多，也正是因为这个原因，才能让正向设计真正实现自动化、智能化。
2.2 建立Revit标准部品族库
如果把Revit样板文件看做是一个结构框架体系，那么标准部品族库可以看做是装饰这个框架体系的装饰品。在建立部品族库之前一个重要工作就是与装配式装修材料供应商沟通，充分了解部品性能、安装工艺、标准尺寸、产品样式等信息，这个工作能够实现设计、生产、施工各环节紧密联系不脱节，也是装配式装修落地的一个重要工作，从而建立起设计-生产-施工一体化的工作机制，加强各单位之间的沟通交流，在设计、生产、施工之间形成一个闭环迭代的产业链。然后根据供应商的产品信息建立BIM部品族模型，建族过程不仅要把三维几何尺寸信息建立出来，而且更重要的是要把族模型的二维和三维信息与Revit样板文件设置统一起来，这样建立出来的部品族才是能够被识别和利用的有效文件。
3 装配式装修正向设计实践
3.1 软件使用情况
在“众和雅居”项目BIM正向设计应用中，软件应用情况如下：把Revit作为核心建模及绘制施工图软件，各专业设計师以Revit为软件协同平台，通过“中心文件”的方式进行模型信息协同更新工作，充分利用软件的可视化、协调性、出图性、参数化等特点。3Dmax作为效果图制作软件，其在室内效果图设计的地位目前还没有其他软件能够撼动。Fuzor和VR设备作为设计效果虚拟展示软件，利用其与Revit模型的互通性，协助设计师进行方案设计、空间合理优化、效果展示等工作。
3.2 方案设计
设计师使用Revit做方案设计，把大脑里三维的方案通过三维模型直接表现出来，不用通过二维图纸来表现方案，如图1所示。所使用的三维模型均是部品族库里面参数化、标准化的成品模型，只要改变模型参数就能驱动外观，修改起来非常方便，而且还能任意修改其材质参数，切换各种风格，设计效率和沟通效率较传统设计显著提高。
3.3 地面架空体系设计
传统装修的地面比较厚，预埋在里面的管线多，维修不方便，所以在样板间中采用地面架空设计的形式，全干法施工装配而成。地面由承压板层和面层构成，承压板和结构地面形成50mm至70mm的空腔，架空腔体内布置给水管、强弱电管线，实现管线分离的效果。利用Revit进行架空层、面层和水电管线碰撞检测，然后优化出管线走向及架空层支点的具体位置，避免后期返工及材料浪费。
3.4 装配墙板设计
在样板间中主要使用标准化的硅酸钙板和实木集塑板作为墙面材料，材料一般都是600x2400mm的标准尺寸，通过金属线条或者锁扣的形式进行连接固定。使用Revit对墙板进行标准化和模块化铺排设计，可以统计出墙板的数量、尺寸和开关插座的开孔位置，指导材料采购和和现场安装工作。对墙板阴阳角、踢脚线、与吊顶交接等部位进行可视化设计，避免线条和墙板碰撞以及解决收边收口问题。
3.5 装配吊顶设计
在样板间中快装吊顶设计有两种形式，一种是卫生间和厨房使用的铝板集成吊顶，另一种是10mm木塑中空吊顶板（覆白色PVC膜）。铝板集成吊顶设计时需要根据装配墙板来确定尺寸，用Revit做好深化加工图发给厂家定制生产。木塑中空吊顶板在Revit里面优化排布模数，统计出需要的面积数量，然后直接采购标准化成品，考虑到墙板拼装时有误差，会影响到吊顶板的尺寸，无法实现全部预制加工生产，现场拼装时局部需要现场切割，浪费也比较少。
3.6 管线分离设计
管线分离是指对于裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的管线应认定为管线分离。在装配式住宅项目中，所有电气管线明敷或者敷设于架空层和吊顶内的管线可做到全分离，但存在诸多弊端，比如：占用室内更多使用空间、影响美观性、增加成本等，因此在装配式住宅项目中，一般较少采用管线与结构全分离做法。在样板间项目中也使用管线与结构部分分离技术，采用明敷线管与暗敷线管相结合做法，在不影响结构主体安全的前提下，通过多专业、多工种的协同配合，巧妙地设计电气管线敷设路由，使得既满足美观性，又便于人们后期更新维护。在样板间项目中具体敷设方式如下：厨房、卫生间处有吊顶，管线在吊顶内明敷;客厅、餐厅、户内走道、玄关等四周局部吊顶，电气管线结合局部在天花造型内明敷;墙板与结构墙有空间的地方管线明敷，贴壁纸的墙面强弱电管线使用暗敷;卫生间给排水管线明敷在管线集成箱体里。各专业管线在Revit中模拟管线走向，避免与地面系统、墙面系统碰撞，合理布局点位避免与金属收口线条碰撞。
3.7 不降板同层排水整体卫浴预制加工深化设计
整体卫浴由干区和湿区防水底盘、复合防水墙板、铝合金吊顶、金属线条、干湿区隔断、集成灯具、排水管件及洁具组装而成，如图2所示。它的特别之处在于卫生间主体结构施工时不用降板300mm，通过采用整体卫浴系统，达到不降板同层排水的效果，因此整体卫浴的净空较传统卫浴要高出300mm，这个空间可以用来放置一些电气设备，达到节约空间的目的。整体卫浴现场拼装时对各个部品构件的精度要求非常高，如果其中一个部品尺寸有误差，就会影响到其他部品的拼装，甚至这个部品就成为废品，就要重新预制加工，从而会影响到整体安装的效果。所以在设计的时候不仅要把Revit模型的精度控制在毫米级别，而且模型在设计深化后，还要通过软件对部品构件进行预拼装，确保图纸给工厂后加工出来的部品能够组装在一起。
3.8 整体厨房设计
整体厨房是集成了架空地面、装配墙板、快装吊顶、管线分离、厨房部品组成的独立封装产品。墙面采用A级防火的冰火板，顶面采用A级防火的铝板，吊柜安装采用挂装的方式，管线采用在地面、墙面、吊顶与结构之间的空腔内安装。所有部品均是按照Revit深化设计之后导出的图纸加工生产出来的，精度级别达到拼装要求。
3.9 施工图设计
Revit出图的原理和CAD的原理不同，CAD里面平面和立面是无法关联的两种视图，如果要修改其中一个尺寸，那么需要同时修改平面和立面的图层线。但是Revit不一样，它只需要修改模型对应的参数，相应的平面、立面的尺寸就会自动改变，反之也是这样，也就是说能达到一处修改处处改变的效果，所以用Revit来做设计比CAD更加智能化。利用这个优点，方案设计模型深化之后，基本上施工图纸就相应的自动生成了，不用像传统设计一样还需要重新去做施工图设计。当然，这个工作能否顺利的前提是需要建立企业设计样板文件和标准部品族库。
3.10 材料明细表
设计模型完成之后Revit自动生成材料明细表，明细表的精度和模型是密切相关的，BIM模型越精细明细表统计出来的量就越准确，然后根据明细表计算出项目投资造价，同时也可以帮助决策者对项目造价进行精准把控。
4 结语
装配式装修是装修行业工业化的一次变革，而BIM技术是其工业化发展的重要技术手段。装配式装修把装修需要的部品提前在工厂加工好，运输到现场直接拼装而成，不仅大大降低了装修对人工技能的要求，保障了工程质量，而且缩短了施工周期，降低了成本。BIM技术的运用，改变了设计信息的传递方式，提高了各方信息传递的效率，BIM模型的精度要求非常高，需要达到预制加工拼装的精度等级，对设计人员的要求也相应提高，BIM技术也让装修施工图纸真正在项目上落地。装配式装修正向设计是一个集设计、生产、施工一体化的闭合产业链，仅仅靠一方很难实现装配式装修正向设计，所以需要各方共同努力来建立这个闭环迭代的关系链。
参考文献：
[1] 唐大为，易鸣.基于BIM技术的装配式内装系统研究[J].北京：施工技术，2020（3）：60-63.
[2] 吴颖，林关祥，黄劲.装配式装修系统概述[J].四川：四川建材，2019（9）：53-54.
[3] 刘学贤，杨晓.BIM技术在装配式装修工程中的应用研究[J].黑龙江：城市建筑，2019（4）：120-121.
[4] 刘志强.全装修在装配式建筑发展运用的研究[J].云南：建材发展导向，2017（11）：73.
[5] 王玉顺.装配式装修要点分析[J].北京：建筑技术，2018（9）：102-104.
[6] 顏建，陆小彪，王鹏.装配式内装的实践与探索[J].北京：建设科技，2018（10）：88-92.
作者简介：沈福向（1990年10月-），男，汉族，云南保山人，大学本科学历，工程师，研究方向：装配式装修和BIM技术;
谢伦杰（1986年9月-），男，汉族，湖南长沙人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：装配式装修。
猜你喜欢BIM技术基于BIM技术全寿命周期工程造价管理的探索科技创新与应用(2016年34期)2016-12-23浅谈BIM技术在预制装配式住宅中的应用科技创新与应用(2016年34期)2016-12-23BIM技术在土木工程中的应用山东工业技术(2016年23期)2016-12-23基于BIM技术的工程项目投资控制科技创新导报(2016年23期)2016-12-23BIM技术在建筑工程施工中的应用中小企业管理与科技·上旬刊(2016年11期)2016-11-28BIM技术在配套服务用房项目的深化设计及应用研究价值工程(2016年30期)2016-11-24BIM技术在钢结构工程设计制造中的应用研究科学与财富(2016年15期)2016-11-24基于BIM技术的工程项目信息管理模式科技资讯(2016年18期)2016-11-15