数字化装饰中吊顶造型的底层逻辑解析

2024-05-20张玖竹吴峥毕马云设计编辑郭艳

中国建筑装饰装修 2024年8期

文、图 / 张玖竹、吴峥（毕马云设计）编辑 / 郭艳

装饰BIM 理念示意图

随着装饰BIM（Building Information Modeling）技术的不断发展，数字化、参数化在装饰装修行业中的应用日益普及。“吊顶造型”作为市场上所有BIM 软件中没有的构件对象，在室内装修场景中却拥有广泛的应用率，这种反差彰显了吊顶造型业务的特殊性与复杂性。本文将深入探讨数字化装饰中吊顶造型的底层逻辑，为读者揭示吊顶造型数字化设计的精髓和实践方法。

一、吊顶造型业务元素的拆解

吊顶造型模型主要包含 3 类构件：现有顶棚的棚饰面、新顶的棚饰面以及吊顶造型侧板。辅助构件包含 5 类：跌级阴角条、跌级阳角条、LED 灯带、边吊时的顶棚收边条和造型底部的金属收边条（图1）。吊顶造型侧板的样式较多样，可细分为“有造型侧板”和“无造型侧板”两类。有造型侧板包含LED 灯带、底部的金属收边条；无造型侧板在装配式做法中可搭配跌级阳角条和跌级阴角条。在做“边吊”吊顶时，还需考虑棚饰面与墙饰面相交处的“顶棚收边条”。

图1 吊顶造型的业务元素

吊顶造型业务场景中的空心凹槽是一个特殊分支，一般是在双层石膏板吊顶的下层以预留间隙的方式实现（图2）。15 cm 左右的空心凹槽通常作为筒灯、射灯的灯槽使用，1 cm 左右的凹槽一般作为装饰性线条。空心凹槽因没有实体，在Revit 等BIM 软件中需以“空心剪切”的方式实现，在构件制作、建模手法上与常规吊顶造型区别较大。

图2 空心凹槽构造

二、吊顶造型数字化建模的考量

1、吊顶造型侧板构件素材的可复用性

实际项目中每个吊顶造型的高差不尽相同，但吊顶造型侧板的样式和做法通常大同小异，这是由于合理的吊顶造型侧板的构造统筹考虑了美观性、防开裂、易施工等多种因素，是大量设计师与施工人员经验的积淀。因此，便要求吊顶造型的局部尺寸必须能够通过参数进行细部尺寸的个性化设置，实现参数化设计，达到素材可复用的目的（图3）。参数化设计也是传统3ds Max、SketchUp等造型软件不能成为BIM 的原因，其只能是基于具体项目固定形状的构件，不能直接复用于第二个项目。

图3 典型吊顶造型样式

典型吊顶造型侧板参数化的案例包括：灯槽宽度、侧板厚度、搭接关系等（图4）。

图4 典型吊顶造型的交互参数

2、适应多层跌级吊顶的复杂场景

通过吊顶造型构件素材科学合理的“解构”，可满足实际项目中变化多样的需求。在素材制作时，仅需将“多层跌级”拆解为多个“单层跌级”即可响应不同造型组合的需求。

3、满足施工图纸的表达要求

吊顶造型涉及 3 类视图：综合天花图和灯具定位等天花类视图、立面布置图以及节点大样图。天花类视图因是仰视图，LED 灯带被棚饰面的模型遮挡了，无法显示LED 模型，但按照室内施工图要求又需要表达为虚线。为此，要辅助二次开发以及素材制作才可实现（图5）。立面布置图因吊顶内通常有梁和管线，为使图纸信息表达清晰，一般会在吊顶内部绘制填充。填充在吊顶造型侧板处的轮廓也应结合二次开发实现自动绘制，避免轮廓绘制的“简单、重复、低价值”操作。

图5 LED 在天花类视图的施工图表达要求

在基于BIM 的数字化设计模式中，通常不推荐搭建视图比例低于1：20 的可见细节构件，但吊顶造型的节点又是设计重点，必须进行深化设计。为平衡平立面图纸与详图细度差异，合理的解决方案是重构数字化吊顶造型详图的模式，并在造型侧板构件制作时对详细程度做系统性规划。仅在详图中表达的毫米级细节，可采用符号线形式在详图中进行补充绘制，既可降低模型的面数、提升建模的流畅度，还可兼顾不同比例视图的显示效果。

4、满足材料算量的精度要求

吊顶造型侧板的饰面无论是乳胶漆涂饰还是铝蜂窝成品板材，均涉及颜色、饰面花色的项目个性化应用，如何进行材料用量的统计是深化设计价值最大的应用点。以含量方式结合数据库系统进行物料用量和工程量统计，是广大一线工程师实践总结的最佳解决方案。在数据库系统中以每延米使用量对物料含量和工程量进行存储，结合吊顶高差与饰面物料的规格尺寸，通过函数计算可准确统计材料用量和工程量子目的数据统计。

三、数字化吊顶造型设计的实际效益评估

1、设计效率提升

即便最简单的矩形吊顶，造型侧板的绘制也需绘制 4 条边，并需绘制新旧棚饰面的轮廓。每个侧板均涉及高度调整、灯槽宽度调整和材料赋值，如果包含LED 灯带，还需搭建标高、平面定位正确的LED 模型，还可能会有跌级阴角条、跌级阳角条的创建。如此繁复的工作，纯靠人工调整费时费力，且易产生误操作。毕马云设计的“吊顶造型”功能是基于Revit 开发的参数化专业工具，可在10s 内完成手工数分钟的操作，以程序算法实现新旧棚饰面的处理，创建出相应吊顶构件，并调整各构件间的搭接关系（图6）。

图6 毕马云吊顶造型功能面板

2、工程量统计效率提升

以最常见的灯槽刷漆吊顶为例，假设顶棚乳胶漆的色号是Pantone_11-0604-TPX，吊顶造型侧板的乳胶漆用量应与棚饰面的乳胶漆用量合并。传统人工计算的方式是绘制新旧棚饰面的面积，计算造型侧板轮廓刷漆部分的展开面积，再乘以造型长度，得出造型的刷漆面积，之后三者面积相加。基于数字化的模式，以上所有步骤均在系统中自动执行和计算，用户仅需点击一下“提量组价”功能即可完成。工程量的统计数据还具有可溯源的特性，如需查看明细，可在各部位分别展现工程量。

数字化吊顶造型在工程量统计领域提效明显，改变了工作模式，更是新质生产力的具体体现。

四、吊顶造型数字化设计的挑战与趋势

1、对设计方案合理性的校验

传统CAD 设计模式，因是以“线”勾画吊顶造型的轮廓，通常在圆角处未考虑造型的可实施性，数字化的模式可在设计的弯曲半径过小时自动提示（图7）。在设计新顶棚标高时，可能存在棚饰面高于原始梁底面、原始楼板的情况，CAD 模式很难识别此类问题；数字化模式则会在创建时自动进行识别，避免此类低级的设计错误。空心凹槽因在实际设计过程中是创建的空心剪切，数字化设计模式可通过对棚饰面厚度进行匹配度校验，避免出现无法施工的节点做法（图8）。

图7 弯曲半径与吊顶轮廓不匹配的提示

图8 空心凹槽对棚饰面厚度的校验

2、多功能构件的整合

如何更加集成、简便地批量创建顶棚上的多个元素，是未来数字化吊顶造型的发展趋势。例如：结合窗帘盒的造型侧板是居住类场景中常见的做法（图9），将窗帘盒与单眼皮吊顶造型侧板、双眼皮吊顶侧板相结合，实现一步操作创建多个构件可进一步提升设计效率。同时，更高的集成度也在工程量统计时带来了更大挑战。节点图的自动化出图和标注也是现实业务中设计师的迫切需求。由于IT 技术的发展有限，市场上还没有切实可行的解决方案，但未来一定会有所突破。