建筑装饰专业设计阶段BIM应用技术路线分析

(中国建筑股份有限公司技术中心，北京 101300)

引言

当前，BIM软件呈现井喷增长趋势。在李云贵、何关培等编著的《BIM软件与相关设备》一书中提到，现阶段有一定应用基础的BIM软件就有40个以上。这些软件分为：模型创建与建筑BIM软件、结构BIM软件、机电BIM软件、建筑性能分析软件、BIM集成与可视化软件、BIM集成管理软件以及其他BIM软件。此外，还有硬件设备及其配套软件：三维扫描设备、测量机器人(自动全站仪)、虚拟现实设备、二维码和RFID设备等等[1]。然而，这些设备和软件主要面向大土木工程，书中并未提及专门针对装饰专业可用的软件及设备。在美国，2009年有人开始针对建筑师、承包商等的BIM战略实施进行研究[2]。何关培先生在2014年发表的《施工企业 BIM 应用技术路线分析》一文中，主要针对建造大型土木工程的建筑企业进行了技术路线的设计分析[3]。2016年出版的《BIM技术室内设计》[4]主要介绍了可用于室内设计的BIM软件Revit，以及设计阶段可用的一些BIM软件。2017相关专业开始分析本专业的BIM技术路线[5]。2018年出版的《BIM装饰专业基础知识》[6]中简单罗列了装饰工程有可能涉及到的BIM软件，简要陈述了建筑装饰设计和建筑装饰施工中不同种类的工程选择什么样的软件。2019年《装饰BIM应用工程师教程》[7]同样没有涉及到企业的装饰专业BIM技术路线，也没有针对设计或者施工阶段的特点进行分析。

1 BIM技术路线

BIM的技术路线是指企业对要达到的BIM应用目标准备采取的技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法等在内的实现途径[2]。

选择合适的BIM技术路线，能让企业事半功倍，合适的技术路线如果能顺利实施，可保证顺利高效实现既定目标，获得良好效益。

面对上百种BIM软件及硬件，为了保障实现企业BIM应用目标，达到数据高效流转互用的目的，选择一条合适的装饰专业BIM设计应用的技术路线就成为企业必须面临的问题。那么，在当前的软件和硬件条件下，适用的BIM技术路线应该是怎样的呢？本文主要根据不同类别企业建筑装饰设计和施工阶段的特点，对几种主要的技术路线进行分析与总结，并探讨哪些软件和硬件及其组合可以满足不同的要求，以期为相关企业以及软件开发企业提供参考。

2 建筑装饰专业设计阶段BIM技术路线的选择

BIM技术路线的选择是企业BIM应用成败的关键。企业需要设立符合其经营范围和经营特点的BIM应用目标，并建立相关团队来组织实施。

不同性质的企业要根据本企业的经营业态特点、业务范围和企业规模，来制定BIM应用目标。建筑装饰工程主要有四种：住宅装饰工程、公共建筑装饰工程、幕墙工程、陈设工程。业务范围涉及装饰工程的设计或施工，或者设计与施工的全过程。虽然2015年住建部停止受理装饰装修和幕墙的企业资质[8]，但装饰工程仍旧需要独立运作，经营装饰工程的企业仍然客观存在。这些企业有民营与国企之分，规模方面也存在大中小各种类型，同时其团队组织也各不相同。以下将主要以承接公共建筑装饰工程的企业为例，分析企业设计阶段或者装饰设计企业BIM的应用目标。

2.1 装饰专业设计阶段BIM应用目标分析

(1)公共建筑装饰工程设计任务的特点及要求

相比住宅装饰工程，公共建筑装饰装修工程一类为新建和扩建工程，另外一类为既有建筑改造和修缮工程。新建扩建工程一般规模较大，并且通常进入装饰专业的设计阶段时，工期已经被压缩，需要尽快开展和完成装饰方案设计和施工图设计。而在既有建筑改造和修缮工程中，业主一般对绿色、节能、环保、美观等方面要求较高。两类工程业主都对装饰工程的造价控制有比较严格的要求。

(2)传统的公共建筑装饰设计阶段存在的问题

公共建筑装饰工程由于工程项目规模大，与各专业多有交叉设计作业，存在问题较多。如表1所示。

总之，传统的装饰设计要同时保证进度、质量等管理目标，难度非常大，容易对质量、成本、造价、商务等造成重大影响，不易进行有效的成本控制和效益实现。

(3)公共建筑装饰工程BIM应用目标

建筑装饰专业设计阶段的目标，是保证设计质量、施工图与方案一致，降低设计成本，节约设计工期，同时满足业主造价、环保、美观和功能方面的各种需求并及时交付。

建筑装饰专业设计阶段BIM应用的目标，是在实现企业总目标的基础上找到投入产出最佳的技术方案。公共建筑建筑装饰专业的BIM应用目标，应该是提高效率、改进工作流程、提升设计质量、减少变更。在这个基础上，将目标细化到每个工作岗位，最终实现建筑装饰工程的绿色化、工业化、信息化和智能化。

2.2 装饰专业设计阶段BIM应用项分析

以上确定了装饰设计BIM应用要达到的目标。之后，需要根据当前的BIM技术应用项，分析用BIM 可以完成哪些具体任务。按照装饰设计BIM应用不同环节和当前的建筑装饰工程BIM应用项可以完成表2中的各种任务：

表1 传统公共建筑装饰工程设计工作存在的问题

表2 装饰专业设计阶段主要BIM应用项汇总

表2中所整理的内容还只是当前软硬件条件下的应用项。由于BIM技术发展瞬息万变，装饰专业的BIM应用项还应该有更多的内容拓展。

2.3 装饰专业设计阶段BIM应用技术路线分析

在装饰专业确立了BIM应用目标，并罗列所有的BIM应用项之后， 就可以着手解决怎么实施的问题。这时，就可以制定符合本企业和相应项目的BIM应用技术路线。

(1)分析流程

根据《施工企业 BIM 应用技术路线分析》一文中提到的技术路线分析的典型步骤，首先检验理论是否可行？其次，有无软件和硬件产品支持？最后，能否获得效益？

理论上，建筑装饰专业设计阶段的BIM应用同样分为设计和商务两大类。设计类涉及的部门有设计、技术、施工、生产等部门或者参与方，商务包括预算、合约、成本等部门。因此，选择适合的技术路线，需要同时考虑技术和商务两方面因素。

理论确认可行后，就需要选择相应的软件和硬件产品，以及软硬件之间数据如何流转互用。建筑全生命期各专业各岗位涉及的BIM软件众多，各软件产品各有特点和优势，要完全掌握所有软件的使用完全不可能，因此需要选择适合装饰专业各岗位的BIM软件。

(2)软件选择

企业装饰设计团队各岗位人员使用什么样的BIM 软件互相配合完成任务，是企业BIM 应用技术路线选择工作的关键内容。当前，我国的装饰专业在应用BIM软件进行装饰设计、装饰施工时，选择软件有一定难度。如，进行公共建筑装饰工程设计与施工的企业，在建筑业整体应用BIM多选用某一款软件的情况下，选择其他BIM软件可能就要面临一定风险。另外，适合建筑专业的软件并不一定适合装饰专业。因此，装饰专业需要根据自身的情况和条件来选择相关软件，这样才可以降低BIM应用风险，提高效益。

设计的技术部分可以分为：方案设计、初步设计、施工图设计几个环节。根据作者从2012年——2019年集中对多个典型装饰BIM项目的研究，国内装饰企业初步选择了下列软件应用(表3)。

表3 国内公共建筑装饰工程设计BIM应用典型项目软件选用

图1 建筑装饰工程设计BIM技术路线

从上述典型案例可知，当前国内装饰企业根据工程特点和业主要求选择的软件也不一样。由于不可能有实现所有设计功能的软件，因此目前不同专业方向的岗位选择使用不同的软件。除个别价格较高可能造成成本增加的软件，以及用的较少的软件，这些尝试基本符合软件的选择规律并组成了不同的技术路线。

(3)硬件选择

除常见的个人电脑、图形工作站和服务器外，作者通过访谈和调研大中小型装饰工程，加上上表的12个项目，各工程选择的硬件如下：

表4 国内公共建筑装饰工程设计BIM应用典型项目硬件选用

从表4可知，绝大部分的项目选择了激光测距仪、虚拟现实设备、三维激光扫描仪、作为硬件工具。激光测距仪成本低，易使用，是普及性相当高的测量设备； 三维激光扫描仪是大型项目标准配置的BIM设备； 虚拟现实设备使用也较为普遍。3D打印机设备及耗材因价格原因使用较少，仅用于沙盘模型展示及复杂装饰构件开模。

(4)技术路线形成

根据本文作者对实践案例研究以及文献查阅、调研、访谈，对出现频率较高的软硬件进行分析，发现在国内建筑装饰工程设计BIM技术路线基本为以下三种：

技术路线1是传统技术路线与BIM应用并存的先设计后建模的模式。硬件方面可以选用三维扫描仪、3D打印机、虚拟现实设备，采用此技术路线，需要多建一次技术模型，且CAD与BIM建模为两条线，耗费时间、人力、物力，成本较高，但在BIM应用人员缺少的初期，在培养BIM应用新人，竖立企业技术实力的形象方面有较好的效果。

技术路线2基于某一种或两种BIM核心建模软件进行方案建模，直接采用国内BIM算量软件算量，硬件方面根据项目成本采用三维扫描仪，可以解决大部分前述3.1中提到的问题，提升工作效率，获得不错的经济效益。目前已经有多家企业在采用这种技术路线。

技术路线3是基于SketchUp的BIM应用所适用的一条技术路线。SketchUp可以进行方案设计，同时也能深入进行施工图建模并采用SketchUp Pro导出二维施工图。硬件则选择广泛使用的激光测距仪。此种路线商务造价部分不采用广联达、鲁班等传统算量软件，而是将模型建立得尽量详细，可以直接用插件工具导出工程量。虽然这种方法不会因数据转换而丢失数据，但由于SketchUp的BIM建模功能需要集成众多BIM插件，且其参数化功能界面尚不能为广大设计师所熟悉，建模效率较其它BIM建模软件在自动化方面稍显逊色； 另外，其算量及组价功能也有待提升。

(5)技术路线选择

影响建筑企业装饰专业设计阶段技术路线的因素有很多。除了前述的技术因素，还有诸多其它因素，例如政府或业主要求、与项目其他参与施工企方的配合、BIM软件熟悉程度、岗位设置与协作、项目类型、软硬件成本、培训环境与培训周期等等。

因此，根据上述已成形的装饰设计BIM技术路线，本文作者建议如下：

1)技术路线1

在初期采用BIM的大型企业在大型装饰项目中，适用传统和BIM应用两条线同时开展，可以选用技术路线1，这些企业专业分工较细，岗位较多，在BIM应用推广初期，既要保障企业正常生产，又要树立企业技术实力形象和培养新人，采取此路线较为稳妥。

2)BIM技术路线2

在BIM技术应用达到一定程度，已经培养了一批具有较高BIM应用能力的员工后，企业选用BIM技术路线2，可以缩短工作流，节约工期和人工，取得较好的效益。但是此路线中，不同的核心建模软件有所区分。其中：

①ACHICAD是建筑师开发的核心BIM建模软件，设计师上手较快，特别适用于装饰专业的建模。然而，虽然ACHICAD性价比较高，但其在国内培训机构少，且极少有相关教材出版，因此需要企业全面衡量。

②Revit是国内装饰行业普及程度较高的一款核心BIM建模软件。但是，由于Revit软件装饰专业的建模功能较少，且在2018版本之后，采取了收取年服务费的方式，性价比因此降低了不少，因此，可在业主或总包提出应用要求的项目中使用。

③Catia由于价位较高，拉高了企业应用BIM的成本，培训周期长且成本高，只能为极少数企业所用。

④Rhino是擅长曲面建模和参数化设计的软件，可以与其它三款核心BIM建模软件配合应用。

3)技术路线3

SketchUp是装饰设计师人人都会用的软件，普及程度高，易于上手。此路线适用于集设计与算量工作任务于一身的企业员工，小型项目或者小微企业。采用此路线，使用软件较少，硬件成本不高，可获得较高性价比，同时可以节约人工，减少工作交接环节，提高效率。

3 结语

本文认为，企业在选择装饰专业BIM技术路线时，除了需要斟酌技术因素如企业BIM应用目标、BIM应用项、软件、硬件等，其它因素如政府或业主要求、项目承包模式、项目其他参与施工企方的配合、员工对BIM软件的熟悉程度、岗位设置与协作、项目类型、软硬件成本等，还应该看企业规模、BIM软件的应用广度、BIM基础知识和软件操作的培训环境与培训周期等等，需要全面考虑。

本文在研究前人文献的基础上，对国内建筑企业在装饰工程的设计阶段采用的BIM技术路线进行了全面的分析和研究，总结和比较已形成的三种技术路线，提出了适合于各类装饰项目的不同技术路线，对目前装饰专业BIM应用转变和普及应用期以及设计企业取得良好效益都具有实际意义。

BIM技术仍然在快速发展中。目前，软件厂商仍然在积极研发新的BIM建模软件和应用软件，未来一定会出现更适合装饰专业使用的BIM软件工具。笔者认为，建筑装饰专业的技术也将会在此基础上快速发展，实现建筑全生命期的BIM应用也将指日可待。