装饰工程BIM应用流程初探——基于Revit的装饰模型建立和应用流程

罗 兰 赵静雅

(1．中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300;2．中建八局技术中心，上海 200122)

1 引言

1．1 研究背景

现阶段绿色建筑兴起，可实现建筑全寿命周期管理BIM技术得到了推广，这对装饰行业的BIM施工技术发展提出了新要求。装饰工程是工程建设中的重要一环，分部与分项工程较多，工序复杂，并涉及到交叉作业、成品保护等，极容易造成赶工期、三边工程等现象。而BIM技术能很好地解决这些问题，因此在装饰工程中使用BIM技术将成为实现绿色建筑的必由之路。

BIM技术是一个项目的共同参与方利用建筑信息模型的工作过程，BIM(Building Information Modeling)国内翻译为“建筑信息模型”，2002年12月由美国的Jerry Laiserin提出，其概念是一个建设项目的物理和功能特性的数字表达、共享知识资源，是一个有关分享这个项目的信息，为该项目从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。BIM技术首先出现在美国，现在在欧美日韩等发达国家BIM应用水平已经比较高。美国、日本、韩国、新加坡等国先后出台了BIM标准或指南，或者已经将BIM技术标准上升到政府推进层面。在我国，BIM技术的应用刚刚启动不久，已经有了一些应用案例，但相关法律标准规范还没有颁布［1］。使用BIM技术在我国已成为大趋势。

在国内，装饰工程使用 BIM技术目前很少。BIM技术在建筑设计、施工行业开始应用之际，装饰行业利用BIM技术应用的文章极为少见。在装饰专业，BIM技术应用还处在一个摸索阶段，基本属于建筑设计中的附属范畴。在BIM技术应用成果中，提及装饰专业仅有只言片语，精装修工程的BIM技术应用仍属空白。在现阶段，装饰工程的BIM技术应用还有很长的路要走。因此有必要对装饰工程在BIM技术应用中的需求单独进行研究。

1．2 研究现状

BIM模型的创建是参数化的三维建模过程，并以数字形式将尺寸、位置等几何数据和材料、导热性能等物理属性以及和其他构件的关系等信息储存在一个集成的数据库中［2］。

本文作者通过文献查阅、业内人士访谈等方法，发现BIM技术装饰应用在网络上已有一些讨论，但没有找到相关论文。关于BIM模型的论述有:张泳等在2008年对在工程施工阶段应用建筑信息模型中的问题进行研究，提出在建设项目施工阶段运用BIM会带来一些风险，包括建模过程中的错误或信息丢失，模型运用中工作流程的改变、数字化的信息管理(包括版本更新、安全、保密等)、合同约定、项目参与各方责任的认定等［3］;马智亮(2010)等指出，我国BIM技术应用存在三方面问题:应用软件问题、标准问题、应用模式问题［4］;黄亚斌(2010)总结了BIM技术在设计中的应用实现［5］;王雪青在2011年对BIM模型的创建进行分析和研究，指出建筑企业利用员工进行BIM模型创建最具优势［2］;葛文兰等的《BIM第二维度》介绍了建设项目八个不同参与方的BIM应用［6］;何清华等(2012)指出BIM在国内应用中面临体制、标准、全寿命周期集成、缺乏协同管理等诸多问题［7］;周毅等(2012)指出，国内外BIM的应用主要集中在项目设计阶段，用于项目的展示、沟通与协作，结合4D技术进行施工阶段的进度显示［8］;张建平(2012)等针对完整BIM的创建，提出了面向建筑全生命期的集成BIM构建框架［9］;刘鹏(2012)总结了 BIM 技术建筑设计的优化流程［10］。以上这些研究对装饰工程设计BIM技术应用流程有一定借鉴意义。

从本文作者实践来看，BIM的主要建模软件对装饰工程需求考虑少，加之业内已有既有流程，因此基于Revit的BIM模型在装饰行业的应用处于基本空白状态。

1．3 流程

工作流程是指企业内部发生的某项任务从起始到完成，由多部门、多岗位、经多环节协调及顺序工作共同完成的完整过程。流程决定效率并影响效益。因此，设计建立科学严谨的工作流程并保持这些流程得到执行控制和管理至关重要。

在我国，建设工程的实施流程是:业主策划→设计招投标→中标设计院完善设计→施工招投标→施工总包土建施工→各专业施工招投标→各专业施工→装饰工程招投标→装饰分包设计及施工→各方验收竣工。

装饰工程同样要经历设计、施工两个阶段，设计文件作为工程造价、施工方案、质量控制等的主要依据，在施工全过程中都起到十分重要的作用，且与现场的各个专业基本上都有交叉作业，因此装饰工程的传统工作流程比较复杂。

1．4 问题的提出

国内外Revit在大型建设项目中的应用已经有了一定的基础和经验，但仅限于附属于土建工程的比较简单的装饰装修。建筑精装修的应用非常少见。究其原因，本文作者从网络调研、访谈等方法了解到，Revit软件操作掌握、族的创建、培训费用、硬件设备投入、建模、渲染效率、设计技术人员使用习惯、合同分割模型使模型复杂化等等，使众多的装饰工程参与方对基于Revit的BIM的装饰应用望而却步。即使有企业初步尝试，也是独立设置BIM技术团队，在设计形成施工图后再拿来制作模型，在流程上形成了时间差，不利于BIM技术的顺利利用。

因此，探讨BIM技术在建筑装饰工程中的应用流程及目前存在的障碍，有利于BIM技术在绿色建筑的全过程实施中流畅使用，利于BIM技术在项目全过程实施。

2 装饰工程传统工作流程

2．1 流程种类

装饰工程在全过程实施过程中，有可能要经历一次或两次的装饰设计和施工投标，一种是设计施工分开招投标，一种是为简化流程，设计和施工招投标合二为一。

装饰工程的工作流程随着招投标种类的不同而发生变化。

(1)装饰工程设计招投标类型的工作流程

获得招标文件→组织投标→方案设计投标(初步设计)→项目造价估算→开标→深化设计→项目造价概算→审核修改→施工图设计→项目造价预算→审核修改→图纸会审→设计变更管理→竣工验收。

业主将建筑装饰设计部分单独分出，由有具备相关资质的设计院或设计公司投标。投标时，依据工地现场勘查情况和建筑等各专业的施工图纸历经一段时间作出设计方案，中标后，再进行装饰方案修改，到装饰施工图完善，到完成装饰设计，形成最终的施工图文件。这种流程设计文件比较精细化。

(2)装饰工程施工招投标类型的工作流程

获得招标文件→组织投标→施工组织设计、商务资料、工程造价制作→开标→图纸会审→施工管理→设计变更管理→竣工图→审核修改→结算决算→竣工资料整理→竣工验收。

业主已经有了由设计院和设计公司完成的装饰设计方案和深化的装饰设计施工图，并依据施工图文件形成标准的工作量清单，由具有资质的施工单位投标。这种流程有利于造价和施工统一管理。

(3)装饰工程设计施工一体化招投标的工作流程

获得招标文件→组织投标→方案设计投标(初步设计)→项目造价概算→开标→深化设计→造价修改→审核修改→施工图设计→预算造价→审核修改→图纸会审→施工管理→设计变更管理→竣工图→审核修改→结算决算→竣工资料整理→竣工验收。

设计和施工投标合二为一的招投标:设计施工由一家既具有设计又具有施工资质的企业承包。这种合招标方式得到的装饰方案不同，其造价等没有相同的比较基准，最终的工作量清单是在中标企业完成施工图之后出来的。但这种招投标方式简化了装饰工程实施流程，节约了时间。

2．2 应用软件

装饰工程传统的应用软件设计系列主要有:设计方案一般用 SketchUp、3Ds MAX、VRay、lumion、Photoshop、PowerPoint等，施工图用 AutoCAD、天正。预算系列主要有:Excel、广联达等。施工系列主要有:除应用设计系列外还有Word等资料软件。

应用这些软件进行装饰设计和施工存在弱点和局限。例如，方案设计和施工图的制作同建筑设计是分开的流程，工程造价必须在全部每个设计阶段图纸完成后才可接手工作，不利于工作效率的提升。

2．3 特点

传统装饰工程工作流程具有以下特点:

(1)以二维方案图、二维施工图、合同、竣工资料为主要依据。传统装饰工程中，工作流程能够顺利进行的依据主要是设计方案图、设计施工图纸、工程设计和施工合同、竣工资料，效果图等其他文件仅是次要依据。只有主要依据形成，才能使下一步工作顺利进行。在方案阶段方案图是主要依据，之后施工图为最重要的依据;

(2)数据相互无联系或联系少。方案图以效果图和二维方案图为主，效果图仅仅是视觉效果，基本不能利用在二维方案图中;方案图和效果图二者必须分别使用不同的软件和不同的制图人员来建模绘图，耗用了大量的时间和人力;预算必须用方案图和施工图经造价师手工算量;施工依据施工图，不能自动得出物料表;竣工需另外出竣工图或在施工图上修改;

(3)设计施工人员熟悉传统装饰工程工作流。经过近二十年的发展，国内装饰行业相关专业的人员已经熟悉工作流程，并形成了习惯;

(4)容易形成三边工程(边设计边修改边施工)和赶工期的局面。装饰工程一般在土建工程二次结构之后，土建工程因为种种原因拖后时，为能按期完工，一般都会给装饰工程的工期造成巨大压力而不得不赶工期;

(5)装饰工程设计施工介入时间不易确定。设计介入早，易造成方案多出，浪费人力和时间，介入晚容易发生赶工期。

2．4 存在问题

传统装饰工程的工作流程存在下列问题:

(1)效果图施工图工作流分离，作为主要依据的二维施工图信息不全，三维效果图无数字化信息并存在美化过的假象;

(2)设计、造价和施工人员不能同时协作，数据共享利用率低;

(3)整个流程参与的工作人数众多;

(4)三边工程可造成时间、人力、物力的巨大浪费，赶工期容易造成质量问题;

(5)设计施工人员已经比较熟悉相关软件和工作流，但效率不高。

3 装饰工程BIM模型建立及应用流程

3．1 基于Revit的BIM模型流程应用特点

利用Revit的BIM模型工作流具有以下特点:

(1)效果图、施工图、动画模型工作流一体，信息全面，数据真实;

(2)数据共享利用率高，设计、造价、施工人员可同时协作;

(3)设计人员直接利用BIM软件设计，参与人数可减少;

(4)不容易发生三边工程现象;

(5)Revit软件操作先难后易;

图1 装饰工程BIM模型应用基本流程图

(6)各工作流程时间变短，效率提高;

(7)装饰设计施工更为精细化。

3．2 装饰工程中基于Revit的BIM模型建立和应用基本流程

以装饰设计施工投标工作流为例，基于Revit的室内设计及施工BIM模型建模的基本流程是:装饰工程的BIM模型建立和应用基本分为六个流程，如图1所示。

3．2．1 总体检查、建立模型并做碰撞检测、审核

由于BIM在设计和应用过程中有建筑设计和项目施工两个版本，装饰设计工作在土建施工中期介入，因此这时必须使用项目施工模型版本。

(1)建筑结构按空间逐项检查

装饰设计师要首先检查已有的项目施工模型，对模型的建筑、结构、机电的所有部分总体进行碰撞检查;然后对所有房间和空间逐一进行检查，并查看建筑及结构有无不合理和不符合规范的部分，提交至项目总工或模型审核员;

对于原来没有BIM模型的项目，首先要根据CAD施工图建立完整建筑、结构和机电模型，建立模型时应注意更多使用工作组而不采用链接。在建立模型后进行碰撞检查。对检查出的建筑和结构空间物理位置及空间的碰撞问题提交设计团队商议，并在下一步工作中修改。

(2)MEP按专业和空间逐项检查

MEP专业工程师对各专业和各空间逐一检查，查看建筑及结构以及各专业之间有无不合理和不符合规范的部分，提交至项目总工或模型审核员。

(3)各专业按专业和空间对比现场

装饰设计师和MEP工程师对比现场，对不符合规范的设计和现状提出修改建议，提交给项目总工转告监理及业主，并知会建筑设计、结构设计、机电设计、土建施工单位、机电施工单位。

(4)研究空间形态

装饰设计师要研究这些专业围合而形成各房间的空间形态，根据已有条件思考室内设计方案，同时考虑未来施工时的尺度。找出不利于室内设计和实现设计方案的部分，提交项目总工或模型审核员。

(5)整体模型审核

项目总工或模型审核员进行全面审核，对碰撞检查的结果加以区分，哪些是可修改的哪些是不必修改的，根据装饰设计师及MEP工程师的修改建议回复。

(6)模型修改

对需修改的部分，装饰设计师和MEP工程师对审核批准可以修改的部分修改;模型修改工作完成并审核通过后，才可以开始进行下一步工作。各专业修改时注意处理嵌套链接为工作组。

(7)模型拆分修整

为了提高工作效率，对某些重点大型复杂空间的模型从建筑整体模型中分专业拆离，并对拆分模型进行修整，最后由装饰设计师链接各专业模型，或按工作集方式协作。

3．2．2 装饰方案初步设计

初步设计阶段需经历:渲染效果图、漫游动画制作、项目造价估算等。

(1)空间装饰设计

在修整好的空间中，迅速准确地把握、控制和运用各专业信息以及已经形成的空间形态进行装饰设计，建立装饰模型并设置模型的材质等。

空间装饰设计的模型制作时需注意:为了与各专业合同区域划分，在制作墙体、地面、吊顶、天棚等空间的装饰模型时，将墙体、楼地面、天棚的装饰面层作为新的图元，原有的墙体等仅做为结构层，两侧为新增加的装饰面层。这种方法虽然加大了信息量，但却利于装饰工程算量、导出装饰物料表以及装饰工程合同结算，最终能得到装饰工程合同规定的工作量，并有利于施工模拟动画、进度计划的创建。

(2)建筑装饰族制作

Revit的模型由图元组成。图元类似于CAD的块，SketchUp软件的组件。Revit模型的所有图元都是基于族的。族是Revit的特有概念，是对整个功能性类型的总称。但族有自己的特点，它是参数化可变、可控、可调的。

族是Revit实现装饰工程BIM应用设计和利用的一个瓶颈。由于制作族花费时间较长，使得很多装饰设计师认为Revit不适合用来做装饰设计。但族库是逐渐发展起来的。随着使用BIM技术的工程师数量地增加，制作的各类族也越来越丰富，可供设计师选择，因此将来族制作将不会是装饰工程BIM应用的问题。

制作装饰族应注意:由于装饰设计造型有其唯一性和特殊性，因此，内建模型会被经常使用到。内建模型制作特点:在“族类别和族参数”对话框中，为图元选择一个类别，则内建图元的族将在项目浏览器的该类别下显示，并添加到该类别的明细表中，而且还可以在该类别中控制该族的可见性。

(3)MEP机电模型修改制作

在建筑设计期间，机电设计是一个系统和总体的设计，对于很多设备在房间中的定位还尚未明确，需在装饰设计后完善，比如风口和灯具等。因此，原设计的一些设备要根据装饰设计方案进行修改。

MEP机电模型修改制作时需注意:第一，以不违反设计规范及施工标准为首要原则;第二，在满足第一条的基础上，尽量考虑美观、实用的因素。

(4)非隐蔽的机电模型族制作

非隐蔽的机电模型，是指建筑物室内，人们视线可见的与装饰设计有关的非隐蔽机电模型构件，如特殊的灯具、风口、电气面板等。

制作这些族需注意:着重考虑美观的要求，最好根据要应用在工程上的具体产品来制作。

(5)碰撞检查及模型审核

在装饰设计过程中，可以使用此工具来协调主要的建筑装饰图元和系统。使用该工具可以防止冲突，并可降低设计变更及成本超限的风险。在所有专业模型建立完毕后，对专业与专业之间及各专业内部做碰撞检查，对模型进行审核，对必须修改的部分完成修改。

装饰工程中碰撞检查和模型审核时需要检查的图元:建筑结构专业与装饰专业、吊顶、天棚与机电各专业、非承重墙体与机电各专业、地面铺装与机电各专业、特殊造型的构筑物、装饰物与机电、结构各专业、当前模型中的链接Revit模型和图元等。

(6)渲染效果图

Revit比其他的渲染方式略微耗时。一些装饰设计师们以Revit的渲染慢、效果不好为由而不选择用Revit渲染，但实际上使用Revit渲染有自己独特的特点。

Revit建模和渲染方式都更强调“真”。Revit模型所有的数据都比其他任何建模软件更接近真实;且材质可以做到细腻逼真;在图形显示选项中调整参数，可模拟真实场景，做到所见即所得;另外渲染后同时能做到画面整体、色调统一，形成Revit渲染的独特风格。

渲染效果图需注意:要注意渲染需达到一定精度，留出足够时间渲染，参数调整的经验非常重要。

(7)漫游动画制作

通过“漫游”工具，用户可以像在模型中漫游一样在模型中导航。在后期，漫游动画制作时，需要先把Revit软件制作的模型导入Navisworks软件，单击并按住“漫游”按钮并朝着要漫游的方向拖动鼠标以完成漫游动画的制作。

漫游动画制作时需注意:由于Navisworks软件没有定位系统，导入时要把位置确定准确。即在Revit软件的项目中，项目基点严格控制在坐标原点。

(8)项目造价估算

按不同要求导出不同材料及构件、设备、家具的物料表，作为工程造价估算和概算的参考依据。

导出物料表时需注意:明细表以表格形式显示信息，这些信息是从项目中的图元属性中提取的。明细表可以列出要编制明细表的图元类型的每个实例，或根据明细表的成组标准将多个实例压缩到一行中。

3．2．3 装饰方案深化设计

中标后，装饰工程需在了解业主的要求和充分沟通后调整修改设计方案，形成的文件成果要比初步设计更为细致和深入，最后根据导出的物料表形成项目造价概算的基础。

3．2．4 施工图设计

在深化设计方案通过后，进入施工图设计阶段，经历以下几个步骤:完善模型、导出施工图、审核、修改、导出的物料表及项目造价预算。

(1)完善模型

施工图阶段需对模型进一步完善。

(2)导出施工图

在模型检查完毕之后制作施工图，对某些模型补充二维信息。

(3)审核

提交施工图和施工模型到业主、设计院、监理单位和审图单位，由几方审核。

(4)修改

根据几方审核意见，对施工图模型修改并重新导出施工图。

(5)项目造价预算

导出的物料表作为项目造价预算的基础。

3．2．5 施工模型管理制作

进入施工阶段后，由施工单位接手设计模型，进一步制作施工模型。

(1)制作施工模型

利用装饰设计模型进行图纸会审，提出设计变更，按照设计变更边施工边修改，完善施工信息，形成完整的建筑施工信息模型。同时利用施工信息模型进行施工、技术、造价、资料、材料、质量、安全、工期等的各项管理。

(2)设计变更管理

在施工过程中，如遇变更，应及时修改模型并再次送交审核，直至完全合格。

(3)施工模拟动画

对需进行施工模拟的动画的部分应进行模型细化，并按施工方案制定详细的施工进度计划，依据进度计划制作模拟动画。

(4)导出物料表

在制作工程预算时，按不同要求导出不同材料及构件、设备、家具的物料表，作为工程造价估算的参考依据。

(5)导出进度计划

根据施工模型，制定施工方案或施工组织设计，导出进度计划。

3．2．6 竣工模型管理制作

工程竣工时，在施工模型的基础上制作竣工BIM模型。从竣工BIM模型导出相应的二维竣工图。审核后修改，待再次审核通过后，完成施工合同。

4 应用流程障碍及解决思路

基于Revit的BIM技术在装饰工程项目实施流程中有一些障碍，通过查阅资料、访谈和体验，本文总结出一些思路应对这些障碍:

(1)Revit模型较为庞大，运行速度慢

在绿色建筑的装饰工程环节中，许多装饰公司不使用Revit，使BIM的技术应用不彻底不完善。装饰工程的BIM模型集合了工程项目的所有数据，因此提高运行速度是关键。

在当前的硬件条件下，提高运行速度需在合理将模型进行分区处理、提高硬件配置的同时，注意协同设计使用工作集时只显示当前个人的工作集;先重新载入后同步;更多使用线框显示模式;卸载不使用的链接文件;定期压缩处理项目文件;关闭多余的视图;内建模型数据量要小;每半天重新启动软件;建族时要尽量减少族参数的数量，这样才能提高硬件的运行速度，使 BIM流程高效无缝运行。

(2)模型制作操作繁琐

由于模型制作操作繁琐，很多设计师选择导出模型，利用其他工作流程实现设计和施工应用。当前Revit还没有普及，拆分模型、渲染、族制作等都稍显耗时繁琐，族文件积累不够使设计师无法做更多选择，因此一些装饰设计师可能选择重新制作Revit重点空间模型、载入其他格式的模型，或转而将Revit的建筑模型倒入3Ds MAX使用传统的渲染器渲染。

笔者认为软件的发展不是一蹴而就的，因此随着软件和硬件的共同发展，未来Revit的渲染器也必成为室内装饰效果的渲染利器;拆分模型需要软件商进一步提升软件使用功能以利于装饰设计师使用;另外，还要积累族文件，因为只有达到一定的量才能节约时间，吸引更多设计师使用Revit做设计，才能使绿色建筑工程的BIM应用完整实施。

(3)装饰公司专门设置的BIM团队影响BIM的工作流程

由于BIM应用尚未普及，装饰公司专门设置的BIM团队影响了BIM的工作流程，造成BIM技术应用工作进展缓慢、耗时耗力耗资金。设计人员和BIM团队分属两个行政部门，彼此沟通不畅，在设计施工图完成之后才进行BIM模型的建立，而此时施工已经开始了，看不到BIM应用的成果，这导致许多单位望而却步。对此，笔者认为，首先，相关单位在先期需设立团队培养人才，操作熟练后将BIM团队人员分散到各个部门。其次，在各相关部门加快普及BIM技术的步伐，且普及对象不仅要包括设计和施工人员，还应包括工程参与各方。第三，项目设计人员应参与到项目施工中去，因为只有这样，才能更有利于BIM技术的无缝实施。

(4)各类建模人员的责任心不强、审核机制不明确

BIM技术是科学的技术。与以往的装饰设计不同，它的方案、施工模型建模都需要真实才能起到作用。但是，在BIM技术应用过程中，我们经常发现一些建模人员建模数据模糊，导致下一步流程无法进行。因此，在选拔BIM建模和设计人员时，技术人员不仅要技术熟练，还应具有强烈的责任心。此外，还要建立完善的审核机制，由施工和设计经验都相当丰富、熟悉各专业施工和设计的人员担任审核人员，才能使工作顺利进行。

(5)过于细致的模型使工作进展缓慢

过于细致的模型不仅使设计人员花去更多的时间在建模工作上，而且让计算机运行缓慢。因此，规范好模型的详细程度是十分必要的。在建模过程中，要把握好详细程度。有时为赢得效率，某些小尺寸构件可以忽略。

(6)局域网工作方式影响效率

当前，许多使用了BIM技术的工程采用的协同工作方式是局域网，局域网具有地域限制，导致参与各方沟通不畅，继而出现版本、流程等问题，使BIM技术应用的效果打了折。因此，急需建立基于互联网的BIM应用平台，让工程项目的参与各方在一个平台上工作，这样才能让BIM工作流顺畅起来。

以上这些障碍有些是技术层面的，有些是管理层面的，但都是BIM初期发展阶段的种种表现。现阶段BIM技术还无相关法律规范，BIM普及工作还有赖于我国BIM技术应用的法律法规的完善。如果有法可依、有章可循，与BIM有关的技术及管理都能对工程项目做出更大贡献。

5 结语及未来发展方向

目前，装饰工程BIM技术应用尚在探索阶段，因此面临不少问题。而在BIM应用流程中，局域网的协同工作方式、计算机软件、硬件等现有条件有限制因素。如果我们能够实现共同利用互联网的云平台，软件开发能够更多地注重装饰工程的需求，相关部门制定有关BIM技术装饰工程应用的规范，做到有规范可循，在建设工程的相关法律中也设立BIM技术相关规定，上述的这些问题都能够迎刃而解。未来建设工程各参与方配合会更简单，最大程度发挥BIM技术的优势。

技术的进步发展日新月异，我们有理由相信，装饰工程BIM技术应用一定能在绿色建筑的推广过程中逐渐普及起来。

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