BIM技术在中国尊装饰装修工程施工中的应用

管相奎 北京弘高建筑装饰设计工程有限公司，北京 100012

中国尊位于北京CBD核心区中心地带的Z15地块，是目前已知的北京最高建筑。因其设计构思源于中国古代礼器—“尊”的形象，外形上下自然放大，中部略有收分，呈双曲线造型，故而得名。该项目总投资达240亿元，总建筑面积43.7万m2，其中地上35万m2，地下8.7万m2。建筑总高度528m，地上108层，地下7层（不含夹层），其中，首层大堂最高点与地面距离16.7m。整栋大楼的使用功能以办公为主，顶区设有商务会所和城市观光大厅。该项目将被打造成国际顶级总部办公大楼，可以为近两万人提供高端办公场所，是当今全球能抵御8度烈度地震的最高建筑。详见图1：基本概况图。

图1 基本概况图

中国尊地上部分共分9个区，自下而上为：Z0大堂区、Z1-Z7办公区、Z8观光和商务区。Z3、Z5、Z7区设有空中大堂，Z8区设观光大厅；地下1个分区为：ZB。详见图2：中国尊竖向分区示意图。

图2 中国尊竖向分区示意图

弘高装饰怀着对华夏文明的尊重，承载着新时代的理想与激情，携手中信和业、北建院、中建股份&中建三局等建设责任人，为中国尊的建造奉献智慧，亲历中国尊的成长。弘高装饰接触中国尊项目始于2014年，历时5年头，从承担该项目公共区域（包括首层大堂、空中大堂、地下大堂、空中观光大堂和标准层核心筒精装设计）装饰装修设计，到承担10层“十字”核心筒（电梯厅、走廊、卫生间等）测试样板区施工和首层大堂装饰装修测试区（B）施工。对中国尊项目装饰装修最大的感触就是：BIM技术对于装饰装修施工企业来说是一张入场券，没有BIM技术，拿不到项目，也做不好这个项目。其中首层大堂装饰装修概况详见图3：首层大堂样板测试区概况图。

图3 首层大堂样板测试区概况图

1 装饰装修工程BIM应用的重点、难点

1.1 选用协同系统

BIM在国内的应用尚属尝试阶段。“中国尊”项目BIM应用的目标是实现国内BIM技术的全流程应用，这是国内建设项目首次真正将BIM技术全流程应用的第一个超大型建筑项目，其示范效应不言而喻。通过调研和资料查询，之前，国内建设项目应用BIM仅仅是某一阶段在应用，即使是国内已完成的比较成功的案例也没有一个项目真正意义上全过程应用BIM的。另外，梳理国内外各类可视化软件，目前为止，没有某一款软件是针对装饰装修开发了相关功能，所以，装饰装修工程BIM应用需要多种软件配合使用。事实上，建设项目各专业工程应用的BIM软件也不同，但这些软件都有一个共同的特点：协同，不仅在建模上协同，在信息匹配、工程管理上也体现了协同的特点。因此，装饰装修工程BIM应用应与业主、总承包单位已经构建的项目协同系统平台统一标准，装饰装修BIM应用方案应支持跨阶段应用、与前期BIM应用结构形成统一、高效、稳定的软硬件平台。所以，BIM软件选择是一项重点工作。

1.2 BIM建模深度

真正发挥BIM协同工作价值的最大难点在于各软件间数据互用及各方之间的BIM成果交付标准。装饰装修单位（子单位）工程BIM应用模型有数十GB大小，因此，装饰装修施工BIM应用方案要满足模型构建规模，BIM模型应能够接受多个系统数据的输入输出，具备三维轻量化显示性能，方便施工图设计阶段的BIM建模、验收和交付。由于现在国内BIM尚未建立系统的标准体系，因此，需要结合项目特点策划装饰装修工程BIM应用内容，明确装饰装修阶段施工BIM建模内容、交付标准与范围、精细化程度等具体要求。

另外，“中国尊”项目装饰装修工程施工工艺和辅助措施的要求高，如首层大堂吊顶测试样板采用单曲面、双层3mm厚阳极氧化铝板吊顶，其龙骨体系和面板组装是吊顶工程的重要工序，其吊顶施工BIM必定会成为建模的重点内容；另外，吊顶内机电专业管线的布置、检修通道位置和形式及其标高控制等均比较复杂，装饰装修龙骨体系与机电专业管线的碰撞检查也会成为吊顶施工BIM模型的创建难点。

2 BIM应用技术的价值

目前，建筑装饰工程施工仍然处于粗放型管理和经营阶段，成本高、利润低。BIM技术可以构建精细化管理协同平台，使建筑装饰装修项目从粗放型管理模式向信息化、精细化管理模式转型，改变传统施工管理的错、漏、碰、缺等通病带来的施工缺陷和返工。“中国尊”项目装饰装修BIM应用的价值主要体现在：优化设计方案、减少施工图中的错漏、提高业主等相关方参与度并增进了解等方面。

2.1 优化设计方案

基于BIM应用技术的装饰装修深化设计，能够提供建筑装饰装修的实际工程信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，能够实时生成装饰装修变化以后的模拟信息。Autodesk Revit Architecture软件中创建BIM模型通过数据转换导入辅助生态设计的模拟分析软件（Autodesk Ecotect Analysis等），进行室内照明亮度、通风、噪音、室温、全生命周期造价等分析，为业主提供更舒适的装饰装修设计方案。通过BIM模型信息管理协同平台能更加有效、直接地与业主进行工程信息交流，并且在装饰装修材料材质的选择上实现比选优化，通过碰撞检查，优化设计方案。

2.2 减少施工图中的错漏

建筑装饰装修BIM建模设计过程中，直接在三维模型中进行设计，通过BIM应用在构件之间形成互动和反馈。高精度BIM模型、高性能模拟施工现场（仿真）和平台协同功能可以直观、形象、准确地表现装饰装修设计和施工方案，及时发现设计错误，施工前解决掉这些问题。尤其在机电管线布置、标高优化、装饰装修分层构造和饰面排版、收口处理方面优势明显。

2.3 提高业主等相关方参与度并增进了解

由于BIM虚拟可视，所见即所得。BIM技术凭借可视化功能，使不具备专业能力的人，也可以参与设计，参与施工，参与管理，能提高业主和相关方参与度，是有效增进业主和相关方理解力的手段，可以降低设计、施工过程的不确定性和统一所有团队成员利益、期望的最有效方式，实现良好的关系营销。同时，促进与其他项目参与方的协作，减少向设计单位索取信息的次数和需求，减少设计变更特别是边设计边施工的项目。

3 BIM应用方案

3.1 装饰装修施工模型构建

为便于BIM文件使用，装饰装修模型文件尽可能轻量化，要合理拆分建模分区。“中国尊”在按照系统划分模型的基础上，各系统再进一步按照竖向空间区域拆分。共分为ZB（地下室部分）、Z0～Z8共10个区（详见图2：中国尊竖向分区示意图），机电模型按分区和专业系统拆分，不进行核心筒拆分。同时，确定了模型定位、模型标高、构件命名规则、构件精度、过滤器设置规则和模型提供要求。

模型定位包括基点和方向两个方面。“中国尊”建模基点：统一约定以8轴线和E轴线交点，首层标高（F001）作为本项目基点（见图4）；方向：项目北和正北方向重合，因此项目北和正北不作调整。Revit模型链接采用“自动-原点到原点”的方式。

图4 “中国尊”建模基点

模型标高采用建筑标高。构件命名规则是便于分类、检索、方便使用和识别的6类信息编码，包括构件命名：[Z15]_[公司简称]_[位置]_[分区]_[专业代码]_[构件说明]，例如：Z15_ZJZS_FL_Z01_D_吊顶_矿棉板副龙骨。在此基础上，对模型文件命名也采用类似的6类信息编码规则进行系统规划。构件精度满足施工需要，达到LOD300以上，达到构件的几何尺寸、定位分格与实体一致，材质信息完整。在过滤器设置上，装饰模型根据实际需要，按照墙面、地面、吊顶、门窗和细部等面层、基层的不同，设定便于查看的构件颜色。

由于“中国尊”为典型的超高层建筑，室内装饰装修复杂，因此，该项目装饰装修工程BIM模型，按层提供模型。每层模型包含三个Revit文件，分别是墙面、地面、吊顶。另外每层建立“浏览模型”文件夹，内包括Revit模型对应的三个NWC文件，以及一个综合墙面、地面、吊顶的NWD文件。装饰装修中的门窗及细部做法根据建模习惯及模型附着关系放在墙面、地面、吊顶三类模型文件中。

3.2 复杂装饰造型部位精细建模

“中国尊”首层大堂结构总高20米，吊顶完成面外幕墙处16.68米（相对高度），其核心筒转角处为弧形，四角巨柱装饰方案为双曲面造型，室内吊顶与幕墙、与室外双曲面弧形雨棚均为极为复杂的装饰装修部位，如果在具备CAD施工图的前提下，采用传统放线方式或九宫格放线去确定其完成面线，难度极大，施工操作不便。

根据装饰装修设计方案，在完成整体BIM建模的基础上，对上述复杂装饰部位模型进一步拆分，将各部分链接整合，这样，虽然增加了建模工作量，但是有利于工程量的统计和未来各点的应用。比如“中国尊”巨柱装饰模型构建的首层大堂巨柱BIM装饰模型。这些复杂装饰造型部位在装饰装修BIM建模完成后，可以直接生成剖面图，能够在任一点生成关联标高，可以辅助施工现场在传统施工工艺条件下实现异型造型定位放线。也可以直接在激光全站仪或放线机器人的辅助下将BIM三维坐标直接投放到既定空间点位，方便地实现复杂装饰造型施工放线、定位放线，将传统工艺条件下若干工日的放线工作量在几个小时之内完成，其工效提高非常明显。