加崇曦，张远思

(1.重庆悦瑞文化旅游发展有限公司，重庆，401120；2.林同棪(重庆)国际工程技术有限公司，重庆，401120)

0 引 言

BIM技术自引入我国以来已接近二十个年头，对于建筑行业从业人员来说，它已经不再是一个新颖的名词，大家基本上都了解BIM的概念，也清楚BIM的一些常规应用模式，然而当面临一个个具体的BIM应用问题时，大家感受更多的不是成就感而是困惑，困惑于不知该怎样将BIM融入传统业务进行产业升级，也困惑于点式BIM应用的低效甚至无效.

要解开这个困惑，或许可以从BIM的“初心”来寻找答案.BIM概念自从20世纪70年代被美国的专家提出来，其“初心”是想借鉴制造业的做法，将建筑物当作工业产品，通过日益发展的信息技术将这个产品在制造之前进行充分地模拟计算，将每道工序、每个部品部件的参数及其成本等信息都研究清楚，然后再付诸实施，类似于工业产品在规模化生产之前先造一个样机，BIM就是要将建筑业进行“制造业化”，在房子实际建造之前先进行虚拟建造，搭建一个电子的信息化模型，这个模型包含了该房子从建造到拆除的所有信息，以期实现建筑物全生命周期信息化管理.

愿景很美好，可惜建筑业天生就跟制造业有巨大的区别，从信息化的角度来看，这种区别主要体现在两个方面：一是对建筑物进行信息化(Biulding Information Modeling)所产生的数据量要远大于工业产品的数据量，数据量越大相应的成本越高；二是建筑物的数据是高度离散的，每次建造的项目都是一个独特的产品，数据复用率极低，而工业产品一旦研制成功，其数据就可以复制进行规模化生产，规模化生产可以产生成本优势反过来覆盖研发成本.这就是为什么很多业主不愿意在一个项目的BIM工作上投入过多的主要原因，因为成本过高而又不能规模化生产，无法产生预期的经济效益.

那么有没有一种可能，找到数据量相对没那么大同时数据又可以进行复用的建筑类型(阶段)，将BIM应用的价值最大化呢？这即是本文要研究的课题.

1 研究对象与目标

为了满足前文所述的两个条件——数据量相对没那么大同时数据又可以进行复用，我们将装修阶段的单元式建筑列为研究对象.

所谓单元式建筑，简单定义即由很多功能相同的空间模块组成的建筑，例如由若干标准教室组成的教学楼、由若干标准病房组成的住院楼、由若干标准户型组成的住宅楼等等.之所以选择这种类型的建筑，正是因为这种建筑存在大量相同的空间形态，BIM数据的复用率大大提高，可以满足一定规模的批量化生产.

而将研究对象限定在装修阶段，首先是因为装修作为工程项目最后一道环节，有着举足轻重的作用，它涉及的材料种类繁多，形式多样，工艺复杂，关系到空间效果最后呈现品质的高低，在BIM应用上相对于其他专业具有鲜明的优势和特点；其次是，选取项目的一个或几个重要阶段应用BIM，比不分轻重整体式应用BIM，数据量要小得多，对人力物力财力是一种节约.

本文的研究目标是，在单元式建筑装修阶段，通过BIM技术打造全新的虚拟样板间，取代传统实体样板间，为项目的整体装修施工提供可复用的数据模型，实现成本、质量、进度三大管理目标效益最大化.

2 研究案例

2.1 项目概况

图1 项目透视图

该项目位于重庆市渝北区悦来镇，地上部分由一栋43层的超高层、23层的高层以及高空连廊和底层裙房组成(图1)，项目业态主要为高端艺术商务酒店和5A级写字楼，为重庆市国际博览中心的配套工程.该项目面临施工周期紧、施工难度大等一系列难题，业主方创造性地采用BIM+监理的项目管理模式，聘请林同棪(重庆)国际工程技术有限公司作为该项目的全过程工程咨询单位，为项目顺利推进提供了有力保障.尤其是在酒店装修施工阶段，BIM团队根据项目特点，采用虚拟样板间替代实体样板间，为酒店装修工程节省了大笔投资，且在装修质量和进度上都取得了良好的效果.

2.2 创建BIM虚拟样板间

该项目酒店部分策划入驻两家酒店管理公司品牌，43层塔楼入驻英迪格酒店，一共200间客房；23层塔楼入驻雅辰酒店，一共366间客房.业主在听取BIM团队建议后，大胆创新，提出用BIM虚拟样板间来替代传统实体样板间的思路.经过对客房图纸的分析，BIM团队选取标准房型和公共区域进行精准建模，包括天花、地面、墙面、龙骨、家具、水电点位、软装七大系统，全方位立体还原设计意图，为参建各方提供了一个逼真的虚拟样板间(图2).

图2 酒店大床房虚拟样板间

2.3 BIM虚拟样板间应用点

2.3.1图纸校核

在装饰装修工程设计中，材料和造型相对其他专业更为繁杂，图纸中标注错误、表达不完善或专业间互相冲突的情况非常普遍，在虚拟样板间BIM建模过程中，我们对发现的这类问题进行及时记录、反馈和跟踪解决.模型完成后使用精装修BIM模型与土建和机电BIM模型在软件中基于设定的规则进行自动碰撞检测，可将碰撞点快速筛查出来.然后根据碰撞报告逐项分析每个碰撞点，找出碰撞原因，给出调整建议，反馈并跟踪直到问题解决，将图面问题消灭在图纸设计阶段，避免将问题带到施工现场造成窝工返工等浪费现象.

2.3.2方案选型

精装修工程是空间最终效果呈现的关键阶段，而装修方案设计又是一个主观性比较强的过程，经常出现设计方案迟迟不能定稿的情况，造成工期延误.通过BIM技术打造虚拟样板间(图3)，可以为有决策权的业主方领导提供方案选型的科学依据.

首先BIM虚拟样板间可方便领导更加直观、全面地了解空间设计效果，除了效果图、漫游动画等常规途径，还可以通过头戴VR设备沉浸式体验空间效果.[1]在了解的基础上，当领导提出对于材料选样、色系搭配、造型风格等各方面的意见时，BIM工程师可根据意见快速修改模型，呈现修改后的空间效果供再次讨论.也可通过AR交互式技术手段，让领导参与到方案设计中来，通过改变某种材质或移动某个设施来感知不同的空间设计效果.如此一来，大大加快了方案选型的决策效率和科学性.

图3 酒店电梯厅虚拟样板间

2.3.3施工样板引路

二维图纸交底方式容易流于形式，并不能精准进行设计信息的传递，容易造成施工效果与设计意图相差甚远的现象.[2]打造基于BIM的可视化施工样板，对指定的空间角度进行渲染，输出逼真效果图；对指定空间、不同空间之间制作漫游动画，展示空间效果；对某些工艺制作施工工艺动画.这些效果图、动画是对设计资料的有力补充，方便工人更加深入理解设计意图，施工样板引路使信息传达更加精准.

2.3.4工程量统计

BIM 技术具有统计功能，可对模型中的各种要素(如装饰材料的面积、数量、规格等)信息进行自动提取，为材料采购提供科学的参考依据.这种基于模型的自动提取工程量方法，比传统二维图纸算量更加智能也更加精确.[3]除了在材料采购环节，每个虚拟样板间用到的所有材料都可自动生成明细表，材料到场后施工人员参考该明细表，可在现场的半成品加工区对材料进行切割、下料后垂直运输至施工楼层，在施工环节进一步节约材料.

2.3.5图纸输出

BIM技术具备可出图的特点，通过剖切模型可自动生成任意部位的图纸.经过反复优化后的BIM虚拟样板间集成了建筑物各专业技术要素，已经非常接近真实的建筑物实体，对于一些重要节点及复杂部位，通过BIM模型输出深化图纸用于指导施工，比传统二维图纸绘制方式更加灵活高效，对于指导现场施工具有重大实用价值.

2.3.6生产管理

在施工现场日常生产环节，BIM虚拟样板间可提供以下两方面的管控作用：

一是质量管控.BIM虚拟样板间用于现场质量管控前，需要进行广泛的信息共享和协同，其载体一般包括网页平台端和手机客户端两种类型，都是面向BIM应用而开发的，满足轻量化和应用集成的功能要求.BIM模型上传到这类载体后，各参建方都可在平台上或移动端浏览模型，使用BIM相关功能，突破了软件、硬件等因素对他们的制约，对比模型与实际工程做法，及时发现质量问题或提供技术指导，上传相关表单资料，实现BIM随时随地用于现场质量管控(图4).

二是进度管控.装饰工程的施工进度，除了通过现场监控摄像或者人为到现场察看了解外，还可通过室内全景摄像+二维码技术让管理人员定期了解现场装修施工进度.管理人员扫描二维码后看到的是一个立体的反映现场真实情况的三维模型，通过比对现场三维模型与虚拟样板间BIM模型，即可了解当前装修施工进度和差距，进而采取相关管控措施.

图4 酒店标准客房虚拟样板间

2.3.7支撑运维

BIM除了在设计和施工阶段发挥作用，还可为运营维护阶段提供技术支撑.酒店在日常经营过程中，可将BIM虚拟样板间作为客户远程实景看房的技术手段，提高客房入住率.酒店在日常使用过程中发生水、电、空调等隐蔽工程故障时，可在BIM虚拟样板上快速定位问题点，及时排查故障.[4]酒店固定资产、人员、能耗等也可通过BIM+FM(设施管理)实现一体化管控.

2.4 BIM使用后评价

本项目是重庆市主城区首个采用BIM+监理的项目，对于培育全过程咨询服务实现服务集成化具有重要示范引领作用.BIM咨询服务贯穿项目始终，在履行合同约定服务内容的基础上，大力配合施工现场需求，在多项BIM技术措施的共同作用下，光装修阶段就将总工期缩短约3个月，经济价值共计节约成本约600万元，实现社会效益和经济效益双丰收.

图5 酒店标准客房实景拍摄效果

百年工程，质量为本.在项目推进过程中，每一个分部分项工程都提前在在BIM模型中进行虚拟建造，现场开工前BIM模型已竣工，通过这个预演过程提前发现问题解决问题，为项目质量保驾护航.在精装修阶段，通过BIM创建虚拟样板间，为方案选型提供科学的决策依据，通过BIM施工样板引路，保障精细化施工，最后呈现的装修效果高度还原了方案选型的设计决策(图5).

在本项目BIM实施过程中，BIM模型数据的复用性大大提升，尤其是在精装修阶段，一个客房的BIM模型可在其他几百个客房装修过程中重复使用，BIM的应用价值得到有力释放.立足当下，着眼长远，BIM为该项目建立的数据库，将根据终端客户使用过程中的体验和意见，不断迭代更新，使产品库日趋成熟不断完善，将为后续同类项目的开发提供技术标准，为业主持续创造价值.

3 研究成果

通过对BIM原理的深刻理解结合实际项目的实践探索，BIM在单元式建筑这种特定类型研究对象中可发挥巨大作用，尤其是在精装修阶段，对项目管理三大目标都有显著的提升效果，且在项目运维阶段持续创造价值.

3.1 节省成本

由于BIM虚拟样板间取代传统施工样板间，业主首先可节约样板间施工采购服务这笔费用.其次是BIM虚拟样板间可精确提取每间客房的材料用量，这个用量加上合理的损耗值即可得出每间客房的实际材料用量，进而为整个酒店装修材料采购量提供参考，避免浪费和不必要的多次采购，在材料环节节省成本.第三，BIM虚拟样板间是该模块空间装修的结构化数据库，可复用性强并可不断迭代更新，最终形成该业态成熟的产品库，在研发环节为业主后续项目节省成本.

3.2 提升质量

BIM虚拟样板间通过其强大的可视化功能，为项目提供逼真的讨论环境，首先从方案选型阶段为项目装修品质提供保障.其次是在技术交底环节，BIM虚拟样板间可输出收边收口节点大样图纸和施工工艺动画等资料，以更生动形象的方式让工人理解设计意图，从而在技术层面提升项目质量.最后是BIM的碰撞检测功能，可提前发现和解决专业之间错漏碰缺的问题，避免造成诸如空间净高不够之类影响装修品质的问题.

3.3 缩短工期

由于BIM建模过程中对图纸进行仔细梳理，模型完成后进行碰撞检测，使得一些图面问题和专业之间不协调的问题得以提前发现和解决，避免带入施工阶段造成工程停工窝工返工，客观上节约了工期.其次是BIM虚拟样板间为业主方领导在方案选型阶段提供决策依据，提高了方案选型的效率和科学性，有利于项目快速推进.再次，BIM虚拟样板间与现场拍摄的全景图形成对比，可让项目管理人员及时了解到施工进度情况，进而采取必要的管控措施.

3.4 持续创造价值

BIM可为酒店运维提供技术支撑.在日常经营过程中，BIM虚拟样板间可为酒店客户提供在线看房功能，提高客房入住率.在隐蔽工程出现故障时，BIM虚拟样板间可快速定位问题点，及时排查问题.把BIM模型加载到运维平台上还可实现对固定资产、人力、能耗等信息实现一体化管理.在项目施工完成后，BIM为业主建立该类产品结构化的数据库，并根据终端客户使用意见不断迭代更新，优化产品设计和施工工艺，为后续开发同类产品提升竞争力，为业主持续创造价值.

结 语

BIM是建筑业与信息技术相结合的产物，其目的是借鉴制造业的做法，提升建筑业的信息化水平.在当前阶段，选择单元式建筑作为BIM实施的类型，可起到四两拨千斤的效果，原因是单元式建筑可满足BIM模型数据复用性的要求，一次建模反复使用，迭代更新形成成熟产品库，为业主项目开发和管理工作提供有力支撑和显著经济效益.本文主要论述的是精装修阶段的BIM应用，其他阶段或其他分部分项工程也可参考精装修阶段的应用，有针对性地制订建模标准和策划BIM应用，争取早日实现建筑工程全生命周期BIM应用的美好愿景.