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引言

人们对美好生活的向往越来越高,更加重视室内空间的美观度,模块化设计应用于室内空间的改造将会成为未来的趋势。BIM技术与装配式建筑的结合可极大地改善室内空间的使用性能,为室内装修的多样性提供更多可能^[1]。

在装配式装修系统的前期设计中,精细化操作是至关重要的一步。它不仅仅是部件选择,而是一个综合分析的过程。结构、内装、外围护、设备及管线之间的关联性和协调性是装配式装修系统设计的核心,因而必须充分考虑各种因素,以确保部件之间的协调性,使其形成系统的整体。

装配式装修可以缩短施工时间,节省成本,并且对环境友好。然而,由于缺乏有效的技术支持,装配式装修仍然存在许多问题,如设计不合理和构件连接不牢固等。因此,如何利用BIM技术解决这些问题,并提高装配式装修的效率和质量,也成为当前的研究热点。

1 BIM技术在装配式装修中的应用流程

在装配式装修中,集成是“核心”,BIM是“主线”^[2]。BIM技术将设计、制造、安装、维护和服务等环节相结合,其在装配式装修中的应用可涵盖设计、生产制造和装修等环节^[3],具体流程如图1所示。

图1 装配式装修流程

(1)设计阶段。首先是收集项目信息,如场地条件、设计要求、预制构件数量和类型等。使用相关软件创建建筑、结构、机电和装修等部分的3D模型。

(2)生产制造阶段。利用WSR制造技术进行预制构件设计^[4],包括尺寸、材质和表面处理等。通过BIM数字化感知,可提前预知构件的生产信息,优化生产计划和生产质量控制。

(3)现场安装阶段。在施工现场通过精确定位和安装,提高施工效率和质量。同时,通过模拟施工过程,以防止和避免可能存在的问题。

(4)交付和维护阶段。成果交付给业主后,通过BIM技术建立的维护管理系统实时监控装修构件的状态,如破损和老化等,以便及时进行维修。

2 BIM技术在装配式装修应用的局限性

BIM技术在可视化、协同设计、数据共享、进度控制和造价分析方面具有较大的优势，但也存在一些局限，表现在以下方面：

(1)数据共享方面：由于BIM技术需要将各种信息集成在一个模型中，因而需要各参与方之间有效地沟通和协作。然而在装配式装修行业中，不同企业之间存在数据格式和标准不统一的问题，这就会影响数据共享的效果和效率。

(2)软件兼容方面：目前市场上存在多种BIM软件，不同的软件可能存在不同的数据格式和标准，这会影响装配式装修的设计和施工过程。

(3)技术准入方面：BIM技术需要一定的专业知识和技能储备，对于一些非专业人士而言，可能存在一定的学习难度，这会影响装修单位采用BIM技术的意愿和效果。

(4)成本投入方面：BIM技术的应用需要投入巨大成本，如软硬件购买、人员培训和版权费用等，可能会给一些小型企业带来一定的经济压力。

3 BIM技术在装配式装修中的应用实践

山东省济南市彭家庄站地块住宅项目共6栋住宅楼，总建筑面积为11.7万m²,预制率为50%,采用标准化何模块化设计施工。拟对其中的3栋住宅采用装配式装修，其余仍采用现场装修方式。各部位采用的装修做法如图2所示，装修流程如图3所示。

图2装配式装修各部位做法

图3装配式装修流程图

3.1 准备工作

进行装配式装修时，首先需对全屋进行三维扫描测量，将测量数据和装配件参数输入BIM系统，通过碰撞检测和材料管理等技术，进行装修全过程协调与管理。

3.2 集成地暖系统

装配式架空集成地暖系统由上到下为饰面层、地暖层和支撑件^[5]。饰面层使用高强度硅酸钙材料，中间空腔为地暖系统，下方为支撑件。集成地板BIM模型如图4所示，装修完的集成地暖实体如图5所示。

图4集成地板模型

图5集成地暖实体

BIM技术应用效果如下：

(1)传统地暖铺筑时须逐块调平，高差通常在3～5 mm, 平整度较差；利用BIM技术安装的架空装配式集成地暖，通过可调支脚和平衡板双重调节，平整度好，误差可控制在1 mm以内。

(2)集成地暖系统的施工速度比传统地暖工序快得多，其采用了工厂化生产方式，无需二次裁切，现场安装精度与速度均较好。

3.3 集成墙面系统

承重墙已在主体结构施工中完成，需要装修的墙体主要为自承重隔墙，隔墙采用ALC条板，与主体结构柔性连接^[6]。建立隔墙BIM模型如图6所示，墙面内饰施工如图7所示。应用BIM技术时，墙面无需粉刷，空腔内可走管线；饰面丰富可选，收口精美。

图6装配式隔墙模型

图7墙面内装施工

3.4 集成吊顶系统

集成吊顶系统将传统石膏板吊顶和现代集成化技术完美融合^[7]。建立装配式吊顶的BIM模型如图8所示。

图8装配式吊顶模型

应用BIM技术，得益于产品模块化和集成化制造，个性化定制与DIY装饰得以实现；无论是吊顶还是贴砖，都无须依赖传统的专业技师，只要2名工人，根据说明书即可完成。装修后的实景如图9所示。

图9装配式吊顶施工

3.5 墙端衔接

在天花板和地面中安装U型铝槽接口，将隔墙两端对齐并卡在接口中固定好即可。墙端接口做法的BIM模型如图10所示。应用BIM技术时，成品隔墙无需繁琐的表面粉刷工艺，大大缩短了装修工期，材料防火阻燃、无污染，而且具有良好的隔声隔热、防尘和表面干净清洁等效果，可重复使用和灵活布置。

图10墙端衔接做法

3.6 收口处理

装配式内装体系中，各个功能性收口部件也可工厂生产和现场安装^[8],如门槛石收口、门窗套收口、墙地收口和顶墙收口等，如图11所示。收口工艺虽然操作简单，但却是最能体现细节之处，处理不好特别影响美观，直接影响整体设计效果。根据建立模型，可确定收口对接方案、预埋件位置、线条划分和处理效果等。

图11收口处理模型

3.7 集成卫浴系统

集成卫浴系统采用干法施工和现场拼装组合方式^[9]。将各个部件单独建模，然后进行积木式组装，保证安装精度，且可减少材料浪费。整体式卫生间各组件模型如图12所示，依据模型信息进行卫生间装修施工如图13所示。使用整体成型的防水底座，避免渗漏问题；采用干法施工，缩短工期。

图12整体式卫生间模型

图13整体式卫生间施工

3.8 装配式厨房系统

装配式集成厨房是由工厂生产的楼地面(防水底盘)、墙面(板)、吊顶、各种厨房设备和水电管线集合而成的独立单元，主要采用干式工法装配而成^[10]。安装方式分为集成后的独立单元整体吊装，或各部件拆分后现场拼装。装配式厨房系统BIM模型如图14所示。可对现场装修施工进行三维可视化交底，更加直观，如图15所示。将橱柜和墙壁紧密结合，并且采用了防滑、防水、防腐蚀和防老化的材料。

图14装配式厨房模型

图15三维可视化交底

3.9 集成配电系统

为了保证装配式集成配电系统的可靠性，应该提前预留检修孔、电气连接点、冷热水管道和排气管道^[11]。依据设计图纸建立配电管线的BIM模型如图16所示，根据模型进行管线施工如图17所示。现场装修对于管线安装往往存在大量错误、遗漏、碰撞和缺失，BIM技术可以提供机电管线综合优化解决方案，使得该项目装修后线路整洁，而且可以将线路信息导入物业管理系统，方便以后线路维护与检查。

图16集成配电系统模型

图17集成配电系统施工

3.10 集成给排水系统

给排水设计需要与机电、暖通专业相配合，利用BIM技术可以实现三维管道设计，从而避免碰撞，同时也使安装变得更加便捷^[12]。此外，BIM能够精准分析给水排水、电气和暖通等专业的参数，并将其转换为三维信息模型，从而更好地识别偏差，如图18所示。采用BIM技术经过多次和多阶段的修正，可以减少预留孔洞数量和材料浪费，达到优化图纸和节约空间的目的。