收藏
加入书签

添加成功

收藏成功

基于数字化信息平台的装饰数字化建造技术在西湖大学装饰工程中的应用

上海市建筑装饰工程集团有限公司

打开文本图片集

摘要：数字化信息技术在建筑工程领域的运用母庸置疑，数字化建造技术在装饰工程领域的应用也随着时代发展不断被挖掘出新。从一般的碰撞分析、净高检查，到能够实现身临其境的720°全景虚拟现实技术，再到通过二维码拉近数字化信息技术与现场实际管理的距离的数字化信息化技术叠加等等。都无疑体现了数字化信息技术有着广阔的未来、优渥的收益、以及无尽的可能性。

关键词：装饰工程;校园建设;数字化建造;信息化;

1 数字化建造技术应用现状

1.1 数字化信息技术应用现状

尽管数字化技术有着无比的可能性，但由于现实中的一些原因，数字化技术仍有不少局限所在。

首先是数字化信息数据库的丰富度不足，目前，大部分的数字化信息模型所附带的数据内容都十分有限，主要来源皆为设计阶段输入的设计信息和一些原有的参数属性，这些信息难以互相联动，达到我们原先所设想的效果，可以说，模型信息宛如一座座孤岛，管理都是孤立的、破碎的、零散的。更重要的是，在EPC项目中，每个阶段都会有大量的工程信息，材料供应商的厂家信息，到货时间、安装时间、质检时间、深化设计信息等，这些信息能有一半被融合到项目模型中都已经是大幸，大多都无法被项目模型所收入。在上游，也就是数字化模型生产者这里，模型信息就已经流失过半的前提下，下游，也就是模型的管理方，接收方的使用需求更加难以满足，被用以辅助决策的模型信息不完整，又如何做出正确的判断？

其次是数字化模型的技术共享受限，麻雀虽小，五脏俱全。不少精细化的数据模型可能早已有前人或者是厂家建模完毕，在直接套用的情况下往往会使得事半功倍，但由于经销商等众多因素影响，这些数据往往都被遗忘，导致模型产出方工作效率的降低。数字化信息技术本就是一个共享传递的过程。

最后是缺少数据精细化管理的有效途径，数字化信息技术的同行们水平难免参差不齐，不少大手子做出的高质量模型也难免无法让新手们灵活应用。

数字化信息技术仍需要由国家出手干预，规范数字化信息技术的构建标准，正式形成人人认可的行业行规。规范市场化运作。才有助于数字化信息技术更好的为项目所用，为项目带来收益。

1.2 数字化信息技术在装饰领域应用现状

虽然目前仍有诸多不足，但不能否认，数字化信息技术在装饰领域仍具有相当大的作用，目前应用比较广泛的有：

1、节点拆分分析/工序模拟：对于重难点节点，可以通过制作分层示意图，抑或是模拟工序制作三维模型短片。更好的帮助施工方及业主了解精装重点工艺的饰面、基层、结构及其安装的固定方式。

2、图纸问题检查，净高分析：在管线排布完毕后，我方需对管道模型与装饰模型进行复核，查看是否满足天花高度要求。考虑到房间的使用性质和活动特点，我方需保证可以在室内正常活动，并且不感到拘束;考虑到房间的采光，通风，气容量等需求;考虑建筑的经济需求等等。

3、室内外VR漫游：通过整合模型，采用专业软件进行可视化渲染，可以让使用方感受到装饰完成后的实际效果，方便业主与施工方进行有效沟通。

4、重点区域日光渲染：对具有展示、艺术效果的特殊区域，通过对该重点区域使用3Dmax进行精细化渲染，可以更好的与设计单位对接，确保实际效果与设计效果保持一致。

5、三维扫描：将现场测绘所得的实际建造结构信息与模型中的数据进行对比，核对现场施工环境与BIM模型之间的偏差，为精装、幕墙等专业的深化设计提供依据。

6、无人机倾斜摄影：通过摄影机主光轴明显偏离铅垂线或水平方向并按一定倾斜角进行的摄影，并制作720°全景影像，让用户从多个角度观察，更加真实的反映目标区域的实际情况，极大的弥补了基于正射影像应用的不足

7、增强现实技术：通过电子设备扫描项目上的QR码，即可在扫描设备内生成相应模型，帮助现场工作人员更好的理解重要节点。

2 数字化信息平台

信息平台是信息数字化的重要载体，通过信息平台能把庞大的数字数据嵌入实体，建筑工程领域项目管理信息平台应用已非常广泛，通过这样一个信息平台能够实现工程信息的数字化，工程信息的可视化。随着近十年来数字化建造技术的发展、建筑信息化模型的广泛应用，信息化平台已经不是简单的传统意义上的表格数据的载体，通过建筑信息模型挂接，能够实现的工程项目信息化程度前景远大。

3 背景工程介绍

西湖大学是中国首座国家重点支持的民办新型研究型大学，建成后首先以研究院的名义，完成博士研究生的招生。杨振宁任校董会名誉主席，施一公当选首任校长，社会关注度极高。

首期总用地面积42万平方米，总建筑面积45万平方米，地上建筑面积32万平方米，地下建筑面积13万平方米。根据校园空间划分5个组团，共计43个主要单体，其中我们承建了20余万平方米的精装修工程。

项目管理基于上海建工构配件管理信息化平台，其中装饰在平台基础上开发了装饰数字化建造管理模块，集成了装饰项目管理、材料物流管理、数字化建造信息管理等功能，实现了装饰施工及数字化建造过程的可视化管理。

4 项目施工信息化管理应用

基于项目管理信息化平台，进行模型在平台上的挂接，通过项目信息化平台进行装饰施工全过程的信息化管理、装饰数字化建造技术实施等。

模型细分：较于土建BIM模型，装饰BIM模型构件种类更加丰富、精度要求也更为苛刻。为方便对模型进行利用，决定对模型根据使用部位以及材料种类进行拆分上传，从而方便后期材料下单以及统计。

物流管理：装饰施工范围内材料种类众多，为方便对材料进行管理，对平台优化并新增了物理管理方面的功能。通过使用二维码技术，可以平台上对材料进行全周期跟踪。

逆向朔源：施工后期或者是运维阶段，一旦材料出现质量问题，通过传统方法朔源较为消耗人力物力，因此通过优化后平台新增的逆向朔源功能，可便捷、快速的收集到该构件施工期间的各种信息。

5 基于信息化平台数字化建造技术应用

5.1 大型院校项目装饰施工信息化管理应用

在指定工期内所发生的设计、技术、质量、安全问题详细记录在案，根据区域、问题类型、发生原因分类统计，现场管理人员借助大数据的优势，掌握问题分布规律，有针对性地调整下一步工作重心。对于各类问题，总数是多少，已解决多少项，现场各区域现场问题的分布，系统平台都提供了一个详细的数据分析。

5.1.1、过程信息化——材料全周期化跟踪管理

过程信息化的目标就是：贯通建造与运维的数字信息，构建完整的施工全过程信息数据库。

对于一块木地板、一片木饰面、一节铝板、各种装饰材料等等，从招采阶段开始，信息化管理纵向贯穿运输、安装、验收全过程。通过应用物联网管理平台对本项目建筑装饰构件的运输、安装与现场管理的全流程复杂及可能涉及的不同参与方无法协作工作等问题。根据预制装配式建筑装饰生产及施工流程，对构件生产、入库、运输、吊装等环节严格管控;通过BIM模型将各参与方有效连接，在工程项目中进行计划管理与进度管理。

首先第一步：根据检验批划分原则，拆分模型，构建与实际对应的施工BIM模型，建立材料设备清单与合同供应商目录，查漏补缺防止漏项。

在最终确保材料品类数量了的前提下，第二步是逐层拆分并上传模型，对不同材料的模型部件进行归类，使各方可以简单清晰的了解所有材料各自的适用范围，便于材料部门计算使用量以及损耗。v确认无误后，第三步便是填写下单确认单，将指定部位模型以及图纸通过系统发包至经过审核且在系统材料库内的供应商手中。此时平台将会生成二维码，便于管理人员确认材料加工及运输情况。

基于平台生成的二维码，厂家在对材料进行拆件、分车后，确定收货单数量，此时系统根据车次自动生成子二维码，确保一车一码，方便人员查收，再材料运输至项目后，系统将会发送提示，指引材料人员前往卸货地点进行。

第四步材料验收，材料被系统自动根据使用位置划分成数个分区，并生成对应的二维码，材料人员通过扫描二维码对原模型材料与现场材料进行比对，确认无质量问题及参数问题后对其进行分块验收，对不合格部位通过APP填写。此时材料供应商将会第一时间了解未通过原因并收到系统自动生成的新二维码（原二维码作废并重新生成新的送货单以及二维码）。并及时对新任务进行人员安排。减少了双方的工作量，并提高了双方的工作效率。

为保证材料损耗率，施工班组在材料人员验收完毕后，亦通过扫描二维码并在平台上填写领料单后完成领料。此举无疑增强了管理人员对现场施工人员当前工作的了解，也杜绝了普通工地中，材料多领，错领，最后双方各执一词的窘境。

最后，待安装完毕后，组建的质量人员配合监理方对已完成工作进行验收，验收资料同样通过系统进行上传，使最后竣工资料的收集变得简明易懂。

至此，材料从招采到安装、验收全阶段完成。一旦发现问题，可通过全周期朔源进行推理，及时发现问题原因，并对问题进行整改。

在现场施工完成并验收通过后，根据最早划分划分的检验批，由技术部人员对检验批资料进行上传，此时监理方会自动收到信息，在确认无误后监理方审核通过与否也会第一时间告知项目人员，从而进行整改。

以上步骤完成后，对竣工资料进行上传，确保过程信息化全周期运行。

5.2 基于信息化平台的装饰数字化建造技术应用

5.2.1 虚拟现实技术在学术会堂的应用

利用BIM模型，对报告厅等重点区域进行环绕式渲染，使用相关VR设备模拟最终装饰效果，通过该种途径，可以让业主方不再通过复杂的二维图纸对最终效果进行想象，在三维效果中查看现场不仅有利于设计及施工方对图纸中反应不到的区域进行直观上的纠错、查看各处节点发现一些可能存在的问题，更方便业主方对现场最终效果进行评估。减少了施工完毕后复工的可能性，为双方节省了时间以及金钱。

5.2.2 数字化建造技术在西湖大学E5学术会堂的运用

我们在开展数字化建造技术应用的过程中，需要理解我们使用这项工具的原因是什么，目标是什么。

1）实用性：实用性是一切工具的根本所在，我们通过BIM及信息化技术手段去解决项目在设计、施工实施中的遇到的问题，当前BIM技术的发展已不再是纸上谈兵，而已经有了一套较为成熟的体系，BIM项目已经可以正式落地。因此使用BIM技术时，应当尽可能遵循实用性原则。

2）便捷性：提高精装修设计深化及施工工作效率，节约工期降低成本，并辅助精装修工程出图、下料、工程量核对。让本来需要精算师、工程师等多个职能部门的工作人员可以统一在一个平台上对特定的项目进行操作，这无疑是让现场的管理人员之间进行高效沟通，提高整个项目的工作效率。

3）易用性：我们应充分理解到：闻道有先后，术业有专攻。在运维移交阶段，业主方管理人员未必对数字化平台有着深厚的了解，应用数字化手段辅助施工过程中的进度、质量、安全管理。通过装饰工程几何与非几何信息在运营维护阶段实行集成管理，辅助本项目的设备、技术、资产及运维管理。这些功能都应当操作简单上手，对初次上手者应有简单移动的操作指导，让BIM系统的运维不再“阳春白雪”。

5.2.1、数字化建造技术在深化设计阶段位于学术会堂的运用

在深化设计过程中，除了工程师进行模型的深化工作之外，BIM工程师需要不断对精装模型深化，同时对BIM深化模型进行检查，找出设计中的各种潜在问题或设计缺陷，写入专项会议，针对重点、难点的问题进行深入讨论，力求解决设计图纸中的潜在错误，大幅提高设计质量;同时通过模型对设计进行可行性分析，解决设计阶段无法发现的设计缺陷，减少施工过程中因图纸缺陷造成的变更及返工问题，保证施工阶段工作的顺利进行。

1）三维扫描技术在学术会堂的应用

为确保我方数字化模型参数规格一切皆与现场相符，我方对学术会堂区域的精装范围进行了三维扫描，三维扫描通过对现场测绘所得的实际建造结构信息与模型中的数据做对比，核对现场施工环境与BIM模型之间的偏差，为我精装专业的深化设计提供依据，具体的操作步骤如下：

使用全站仪现场定位控制坐标（设立原点）。

1）将现场分块，分区扫描。

2）通过原点坐标点（极坐标体系）拼合点云模型。

3）逆向建模后导入revit软件。

4）基于逆向模型进行装饰工程方案及深化设计工作。

本项目采用三次扫描法，即：

第一次，仅扫描结构，进行方案及深化设计。

第二次，扫描现场机电管线，对已完成的装饰方案及深化进行优化，并下单生产。

第三次，使用手持式三维扫描仪检测厂家生产构件的准确性。

其中观众厅我方根据点云及装饰设计模型，重建精装饰面。保证安装空间同时符合设计所有要求。与设计确认最终造型，调整直至符合。对于方案不确定位置进行多次建模，最终确认方案。

而在学术会堂内环廊道区域，位置重要，对外使用率高，其廊道区域的异形双曲面铝板区域，采用的是极简的现代设计风格。尤其墙面与顶面的连体弧形吊顶，又因整个报告走廊是圆弧布置，所以墙与顶的连体造形，就形成双曲面吊顶，所有对于材质的要求以及各种工艺配合要求更高。因此需要对整个空间进行三维扫描，以确定现场施工空间的真实情况。

6 总结

随着行业的日新月异，装饰工程不论从规模上还是技术难度上都发了着巨变，数字化建造技术帮助我们实现了很多以前难以完成或者需要付出巨大材料、劳动力代价的装饰场景，而数字化与信息平台的结合更是实现了建造技术的飞跃。项目管理、信息管理、建造技术通过平台集成有效可视，而更多工程信息实现数字化并通过平台进行有效管理与使用。综上，通过西湖大学项目基于信息平台的装饰数字化建造的应用，有效推进了数字化、信息化融合，实现了高水平的项目管理以及装饰建造，跨出了项目信息化管理、装饰数字化建造技术的融合成功的一步。

参考文献：

[1] 龚剑. 工程建设企业BIM 应用指南[M]. 同济大学出版社，2018，12

[2] 崔玉，彭来，陈钰婷. BIM 技术在装配式建筑施工成本管控中的应用[J]. 建设科技与工程管理，2021，102-107

[3] 葛燕锋，陈龙. BIM 技术在三维异形曲面结构施工中的应用[J]. 《山西建筑》， 2017.4， Vol43 No.11

[4] 周建晶. 基于BIM 的装配式建筑精益建造研究[J]. 建筑经济，2021，42（3）：41-46

[5] 丁烈云. 数字建造导论中国建筑工业出版社，2020，10

*本文暂不支持打印功能