BIM技术在广州18-22号线轨道交通建筑装饰工程中的设计探讨与应用研究

文／陈宇佳 广州地铁设计研究院股份有限公司 广东广州 510000

引言：

地铁具有运行速度快、载客能力强、运行安全性高等应用优势，现已在许多城市中得到推广，起到缓解地面交通运行压力的作用。装饰工程作为地铁工程的重要组成内容，做好美观性、安全性设计，可以塑造良好的轨道交通形象，同时对于区域文化传递也有着积极意义。在交通建筑装饰工程中引入BIM 技术，可以搭建良好的工程作业环境，提高装饰工程作业结果的合理性。

1、BIM 技术概述

1.1 技术定义

BIM（建筑信息模型）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。我国是在2004年开始引入 BIM 技术，相比国外起步较晚，不过近年来随着我国建筑产业的不断升级和发展，BIM 技术在我国进入了一个快速发展时期，很多省市陆续发布了自己的 BIM 指南和相关文件，越来越多的建筑企业开始认识到 BIM 技术的重要性，因此也涌现出了一批如上海迪士尼游乐园、南京青奥中心等大规模应用 BIM 技术的项目。2016年我国完成了 BIM 技术的实施标准意见稿，因此也就意味着我国建筑业将在科学实践指导下应用 BIM 技术。

1.2 应用特点

BIM 技术在应用中具有以下应用特点：

（1）信息可视化，BIM 技术在使用中会将传统二维信息进行数字化处理，得到的数字化信息也会在工具作用下完成三维化处理，所建立的三维模型具备更强的直观性，这样也便于及时发现设计方案的不足，不断提高所整理数据的直观性。

（2）模拟性，地铁装饰工程涉及许多作业内容，包括照明系统、地面铺装、墙体装饰等，内容复杂度和协调难度较大。在BIM 技术的辅助下，可以建立虚拟建设环境，录入相应资料后可以对整个工作过程进行模拟，便于发现施工中可能遇到的施工问题，针对性拟定预防和处理方案，减少工程施工变更问题，营造良好的工程作业环境。

（3）可出图性，BIM 技术整理的所有信息能够以图像的形式进行输出，满足不同情况下的应用要求。

2、工程概况

如图1所示，广州18-22 号线轨道交通工程的设计范围18 号线自万顷沙至广州东站，全长62.7km，设站9 座。22 号线自万顷沙至白鹅潭，线路全长31.0km，设站6 座。在装饰工程施工中，其区域定位是作为面向世界的窗口，其内容会参考国际化内容，以达到和国际顺利接轨的目的。而该轨道交通工程线路长度较大，线间距较高，在空间设计中，使用一体化设计思路，对于地下车站空间进行充分利用，以此来提高空间内容的识别性，满足相应的使用要求。

图1 广州18-22 号线轨道交通工程线路图

3、BIM 技术在装饰工程中的应用要点

3.1 工程设计阶段

3.1.1 建立三维模型

BIM 技术作为一类综合多项先进技术的建模方法，在工程设计阶段，会对设计书、任务书等内容进行客观考量，根据整理结果建立BIM 模型，在模型中包括了地铁站室内装饰各类构件、关联构件、空间含物等内容进行合理化设计，以此来模拟出地铁站空间状态，提升所建立设计方案的直观性。如图2所示，基于此次设计活动的相关要点，使用“透明LED 屏幕+穿孔铝板”的形式进行站厅设计，利用铝板的反光性，营造更加明亮的地铁运行环境，而透明LED 屏幕上滚动的文字、图片、影像，可以减少人们等待列车时的负面情绪。在BIM 模型辅助下，这些内容都可以直观体现出来，便于客观评估设计方案的可行性与先进性。

图2 站厅中庭建模示意图

3.1.2 方案模拟施工

该项目在实施过程中，也会面临不同类型的施工重难点，为提高施工方案最终的落实结果，也会利用BIM 技术来完成方案模拟施工，尤其是一些施工时较难的内容，会借助BIM 技术来模拟整个操作流程，以确定施工技术在应用中的细节问题，在确保工程施工质量的同时，确保施工现场工程进度的有序性。而且所有方案模拟过程都会进行记录，存储在对应的文件夹中，需要时直接利用PC端打开进行查看，节省了相应的图纸资源。结合该项目的基础特点，会使用Navisworks 软件作为演示工具，该软件具备较强的兼容性，同时在使用时也可以根据需求进行模型关联处理，更加及时地发现和处理设计问题，提高设计方案的可操作性。

3.1.3 参数化设计

装饰工程中所涵盖的信息总量较大，在对其进行处理时，会利用计算机技术来加快数据处理效率，从而生成BIM 模型运行时所需格式数据。得到的这些数据本身存在一定的关联性，在某一处发生变更后，其他的位置也需要进行变动。例如，项目中装饰墙铝通颜色发生调整后，为了提高整个区域色彩协调性，其他部位的材料类型、颜色也会做出调整，以提升整个装饰空间元素间的协调性。基于此，在项目装饰工程方案设计中，会使用Revit 软件参与到设计活动中，利用软件的协同功能来自动化完成相关联内容调整，调整内容也会在软件中进行提示，并且整理数据也会存储在构件族库中，为其他活动的顺利进行奠定良好基础。

3.1.4 碰撞冲突实验

装饰工程涉及许多的作业内容，其中还有许多内容和土建工程、管道工程出现冲突。常规情况下，不同类型的施工方案会安排对应专业设计单位进行设计，即使中途进行了充分的信息沟通，但依旧会面临设计风格不统一、功能使用冲突等问题，如装饰构造冲突、设备安装冲突等，利用BIM 技术提供的便利条件，可以建立相应的碰撞冲突实验，及时发现其中存在的冲突内容，对于冲突内容做出及时调整，以此来减少施工变更问题，提高施工结果的合理性。并且在建立的三维模型上，也可以对相关内容进行及时调整，按要求生成相应的轴测图或剖面图，进一步提升所整理图形的直观性。如图3所示，所展示图形可以更加直观反映站台设计内容，具备良好的应用价值。

图3 站台轴测图示意图

3.1.5 生成施工图纸

在设计阶段完成各类工作内容后，可以进行施工图纸的生成，借助更加直观、准确的方式展示工程施工过程。在施工图纸的制作中，会使用Revit 软件来搭建相应的施工模型，此类施工模型也和装饰图纸之间保持着较高的关联性，在设计人员根据需求进行 Revit 模型参数调整时，关联性数据也会发生变动，从而得到动态变化的绘制图模型，减少中间的施工环节，不断提高相关工作的开展效率。而且BIM 技术在使用中也会和手工绘图组合在一起进行使用，这样也可以根据所需在图纸上标记相应内容，从而提高活动开展结果的有效性与可靠性。

3.2 工程管理阶段

3.2.1 施工进度管理

该项目的施工工期较长，为确保项目可以在既定工期内顺利完成，需要在工程作业期间做好施工设备、施工材料、施工人员的综合控制，以此来营造良好的施工环境，加快工程施工进度。在BIM 技术应用过程中，也可以对这些暴露的问题进行及时处理，而且在需求引导下对各项影响施工进度的因素进行客观考量，以此来提高拟定施工进度管理结果的可靠性。该装饰工程项目使用铝通、LED屏幕等结构，施工要求较高、施工工期较紧，因此会利用BIM 模型来辅助施工进度管理，以此来缩减实际施工进度和预期施工进度之间的误差，从而提高施工活动的有序性，加快工程项目的开展进度。

3.2.2 施工成本管理

该项目的施工规模较大，整体施工成本较高，而且在招投标环境下，建设单位可获得的经济利润也会压缩，因此在工程作业期间也需要做好施工成本管理，将工程施工成本控制在合理范围内，以确保建设单位经济利润空间。在BIM 技术应用过程中，可以将施工成本预测、施工成本决策、施工成本计划、施工成本控制、施工成本核算等内容关联在一起，从而实现成本管理工作的全面联动，得到可靠的工程造价管理体系。而且利用BIM 模型也可以在施工过程中对造价数据进行整理，客观评估实际造价和预期造价之间的差异情况，以此来拟定可靠的处理计划，提高施工成本管理过程的合理性。

3.3 工程施工阶段

3.3.1 施工材料管理

装饰工程施工过程中，会使用到许多类型的装饰材料，这些材料的施工质量、施工效果也将影响到整个装饰过程的合理性。尤其是一些提前预制好、拥有一定拼装顺序的施工材料，在BIM 技术辅助下，可以对这些施工材料进行编号，同时在模型中也会对这些材料的名称、规格进行记录，同时也可以对构件材质进行标注，以此作为指导有序展开分项工程，确保施工材料使用过程的有序性，将施工材料应用价值充分发挥出来。

3.3.2 施工工艺管理

该装饰工程施工过程中，会使用到许多种类的施工工艺，包括地面铺装技术、焊接技术等，而这些施工技术的施工效果也将影响到整个装饰过程的合理性。尤其是一些施工工序复杂度较高的施工工艺，如果中间某环节出现问题，也将直接影响到施工结果的合理性，增加施工质量问题的发生概率。在BIM 技术辅助下，可以对这些施工工艺工序进行梳理，明确各工序施工工艺对应的施工状态，以此作为指导有序展开工程施工，确保施工工艺使用过程能够按照既定工序顺利落实，从而提高施工工艺的应用效果。

3.3.3 施工过程管理

在装饰工程施工过程中，施工过程管理直接决定了项目施工结果的艺术性和美观性。在具体的施工活动中，会利用BIM 技术来对工程项目施工过程的节点数据进行采集，确定其中的管理重点，对相关内容进行科学把控，使其可以和施工材料选型、施工材料采购、施工工艺顺利衔接，以此来提高施工过程管理结果的科学性，确保在既定时间内完成相应的施工任务。结合该项目的基础特征，在实际应用中需要做好装饰工程的全生命周期管理，搭配VR 虚拟漫游技术，来对装饰工程中的碰撞点进行动态审查，以此来提高整个工程项目的施工质量。另外，在工程施工过程中也需要做好施工过程模拟，动态纠正其中存在的相应问题，以营造良好的工程作业环境，满足相应的使用需求。

3.4 工程检测阶段

除上述提到的相关内容外，BIM 技术在工程检测阶段也具备了良好的应用价值。项目施工过程中，受到许多不确定因素影响，很容易发生施工风险，影响到工程施工质量和施工环境安全性。BIM 技术所建立的应用模型，可以更加直观和全面的监督施工过程，并以此为基础来建立闭环系统，这样也可以更好地解决施工方案科学性较低、参数偏差过大等问题。根据已有的施工数据，建立相匹配的三维模型，将其和设计模型进行对比，了解存在偏差的位置和具体原因，及时处理质量不合规的部分，以提高整个装饰工程施工结果的可靠性。

4、BIM 技术在装饰工程中的应用经验总结

4.1 确保基础数据的充足性

确保基础数据的充足性，能够提高所建立模型的完整性，提高建立模型的使用价值。从实际应用情况来看，应注意以下内容：（1）明确数据整理目标，地铁车站装饰工程涉及许多施工项目，所使用的装饰材料种类、数量繁多，对此在前期也会利用信息技术来对该区域地质资料、水文资料等内容进行梳理，同时也需要对当地文化底蕴、发展目标进行整理，从而为设计方案拟定、BIM 模型建设提供良好参考；（2）做好数据整理和价值数据提取，在实际应用中会借助信息技术来辅助数据整理，做好数据分类、时间线排序等工作，结合设计任务书将价值数据录入到BIM 模型中，从而提高所建立模型的完整性，为后续工作的开展提供参考。

4.2 组建高水平操作团队

通过组建高水平操作团队，可以更好地发挥出BIM技术应用价值，以确保装饰工程项目的顺利实施。在具体实践中需注意以下内容：（1）做好操作团队成员的筛选工作，BIM 技术作为一项复合型技术，虽然具备了较强的自动化水平，但依旧需要高水平操作人员来辅助系统运行。在对操作人员进行选择时，会建立相应的量化评估体系，对学习能力、专业能力、执行能力等定性指标进行量化处理，根据评估结果来筛选最为合适的技术人员，提高操作团队的初始水平；（2）操作团队日常工作中，也需要做好相应的培训工作，培训内容包括知识、安全知识、应急处理知识等，培训后也会对相关人员进行及时测试，测试结果也会和绩效考核制度、竞争上岗制度关联在一起，以此来提高操作团队综合能力，满足于相应的操作要求。

4.3 做好部门协作管理工作

做好部门协作管理工作，能够提高所建立BIM 模型的真实性，为施工活动的顺利展开提供良好参考。在具体实践中需注意以下内容：（1）做好信息沟通平台的建设工作，利用信息技术的应用优势来建立沟通平台，在设计阶段各单位也会及时做好信息交互，以减少设计冲突问题，加快BIM 模型的建设速度；（2）BIM 模型应用过程中，在发现技术问题、材料问题、安装问题时，也会将各部门所需要完成的工作进行明确，在信息沟通平台作用下顺利完成相应任务，并且在模型辅助下做好落实过程监督，以提高拟定措施的应用效果，满足既定的管理要求。

4.4 及时存储工程数据

及时存储工程数据，可以提高所整理数据的应用价值，不断提高BIM 技术应用体系的完善度。在具体实践中需注意以下内容：（1）所有数据完成使用后，需要对其内容进行审核，做好相应的分类工作，整理的数据也会进行属性标记，以便于数据库建设活动的顺利展开；（2）在数据整理过程中，会根据时间线来对这些数据进行梳理，每一类工程数据也会建立相匹配的文件夹，并做好不定期更新工作，为装饰工程施工体系的完善提供良好参考。

结语：

综上所述，确保基础数据的充足性，能够提高所建立模型的完整性，组建高水平操作团队，可以更好地发挥出BIM 技术应用价值，做好部门协作管理工作，能够提高所建立BIM 模型的真实性，及时存储工程数据，可以提高所整理数据的应用价值。将BIM 技术应用到地铁装饰工程施工活动中，不仅可以加快工程项目的施工进度，而且能够提升施工效果的艺术性，满足既定建设的施工要求。