基于BIM軟件的工程量計算方法研究

王淑嬙， 周啟慧

(湖北工業(yè)大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

基于BIM軟件的工程量計算方法研究

王淑嬙， 周啟慧

(湖北工業(yè)大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

從BIM應(yīng)用于建筑工程算量的角度，以某實際工程為例，進行理論分析和案例對比研究，實踐表明合理使用BIM軟件建模，可以直接、高效、準確地計算大多數(shù)組件的工程量。為解決算量軟件本土化的問題，進一步提出了國外BIM軟件(Revit)的優(yōu)化方法。

BIM； 工程量計算； 接口軟件

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是以三維幾何模型為載體，集成建筑物的物理信息和過程信息，通過開放性的數(shù)據(jù)標準以實現(xiàn)建筑工程各參與方的信息共享[1]。利用BIM技術(shù)進行工程量計算的思路是：在模型建立后，計算機自動識別模型構(gòu)建中的類型注釋和幾何屬性，通過構(gòu)件的類型進行分類，并根據(jù)模型中的運算規(guī)則計算并匯總得到明細表。BIM模型算量大體有兩種方法：一種是利用BIM模型在軟件內(nèi)直接進行算量,另一種是將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部軟件后根據(jù)軟件的計算規(guī)則進行算量。

本文在理論分析的基礎(chǔ)上，通過案例來對比研究BIM算量軟件和傳統(tǒng)算量軟件的優(yōu)缺點并提出優(yōu)化BIM算量軟件的思路。

1 基于BIM的工程算量模式

1.1 建筑業(yè)工程量計算現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)大多數(shù)算量軟件都是基于CAD平臺實現(xiàn)，例如清華斯維爾軟件，魯班，廣聯(lián)達等。在算量時都需要根據(jù)工程量信息重新建立模型，然后將各構(gòu)件信息與相應(yīng)的清單進行關(guān)聯(lián)，在手工錄入和調(diào)整的過程中會增加人為錯誤的風險[2]。此外，這些軟件對不規(guī)則形體(如曲面形體)的計算能力較弱。這些因素使得工程造價與工程決算價格相差很大，甚至會引起工程糾紛，阻礙工程的進展。

基于BIM技術(shù)的工程算量還處于初級階段，一些標志性的建筑開始應(yīng)用BIM技術(shù)，例如上海大廈利用BIM技術(shù)和其他軟件進行施工模擬和機電模擬，并提取BIM模型中的工程量統(tǒng)計信息，配合合約部、采購部以及投資監(jiān)理，對項目工程量和成本實行精確控制[3]。廣州東塔在建設(shè)的過程中利用BIM技術(shù)實現(xiàn)模型與進度、工作面、圖紙、清單、合同條款等大量信息數(shù)據(jù)的自動關(guān)聯(lián)，解決了事前預(yù)控少，變更圖眾多，成本分析工作量大等問題[4]。

1.2 基于BIM的工程算量的特點

1)BIM平臺軟件(如revit)相對于CAD平臺軟件只需要一次建模。通過建立三維數(shù)據(jù)庫可快速、準確地匯總工程量。

2)它貫穿了建設(shè)的各個階段，BIM模型的信息在各個環(huán)節(jié)可以隨時流動，這就解決了項目在設(shè)計、施工、運營階段的信息交流困難的問題。

3)當修改模型信息時，工程量隨之修改；工程量出現(xiàn)變更時，模型也會在此基礎(chǔ)上相應(yīng)調(diào)整，使工程算量程序簡化。

4)在二維或三維視圖狀態(tài)下均可以修改模型數(shù)據(jù)，真正做到了數(shù)據(jù)聯(lián)動，優(yōu)化了工程算量的精細度。使用參數(shù)化的BIM模型，可以減少人工操作失誤，降低成本，縮短工期[5]。

5)BIM可以準確描繪出非幾何信息，對不規(guī)則曲面的計算能力強。

2 案例分析

以晉江華泰國際新城92#樓為例，分別用revit2016和魯班土建算量2015計算土建部分工程量，對算量流程和方法進行對比，分析兩者之間的差異。

2.1 工程概況

本文以晉江華泰國際新城92#樓為對象，進行土建工程量計算方法分析。該項目位于晉江，框架結(jié)構(gòu)。建筑總高度22.8 m共6層，建筑面積2399.3 m2，屬多層商業(yè)用房。

2.2 算量流程對比分析

使用魯班土建算量軟件進行算量，首先按照CAD圖紙的信息畫出二維平面圖，并在二維平面圖上添加標高和樓層生成三維模型，同時需要手工設(shè)置組件參數(shù)。建立模型后進行合法性檢查，修改存在問題的構(gòu)件。然后套清單定額，得出工程量。根據(jù)匯總的工程量報表導(dǎo)出匯總數(shù)據(jù)，流程見圖1。

圖 1 基于魯班土建的算量流程

使用Revit軟件進行算量，首先繪制標高軸網(wǎng)，然后根據(jù)項目信息依次放置柱、梁、墻、板，最后安裝門窗創(chuàng)建屋面。模型的顯示和修改具有聯(lián)動性，完成模型后導(dǎo)出明細表，匯總得到工程量報表，流程見圖2。

圖 2 基于revit的算量流程

2.3 數(shù)據(jù)分析

分別使用魯班土建算量軟件和Revit軟件進行建模，并導(dǎo)出土建工程量進行對比。

對比模型見圖3、圖4。

魯班算量匯總見圖5。Revit內(nèi)外墻明細見圖6。

將數(shù)據(jù)整理得表1。

圖 3 魯班建模模型 圖 4 Revit建模模型

圖 5 魯班算量匯總

圖 6 revit內(nèi)外墻明細

項目AutodeskRevit/m3魯班算量/m3差異率/%樓板282．03261．657．78梁214．64219．07-2．02柱202．75213．51-5．04墻383．52373．792．60合計1082．941068．021．39

2.4 對比結(jié)論

1)在操作過程中發(fā)現(xiàn)，基于Revit的算量過程需要的時間要明顯少于基于魯班算量軟件所需要的時間。Revit能提高算量效率的原因有：a)Revit可以實現(xiàn)二維和三維的同步修改，當修改三維的參數(shù)時，二維數(shù)據(jù)同步修改。b)BIM可以實現(xiàn)設(shè)計與算量同步進行。當組件參數(shù)、位置等變化時，工程量隨之變化[6]。c)利用BIM軟件的工程量提取和統(tǒng)計需要的時間少于魯班算量軟件進行工程量匯總的時間。

2)BIM軟件能夠讓組件間的扣減運算更準確。在Revit軟件中，梁板柱、墻板、門窗及其主墻體之間自動扣減，實現(xiàn)組件功能結(jié)構(gòu)和幾何關(guān)系的協(xié)同統(tǒng)一[7]。特別是在大型的建筑項目中，自動扣減的功能就發(fā)揮了極其重要作用，不僅減少了造價人員的工作量，也提高工程量計算的準確率。

3)BIM軟件組件間的聯(lián)動效果更顯著，設(shè)計變更的部分可以在工程量明細表中自動變更。當某個組件的參數(shù)或位置發(fā)生變化時，該組件的其他相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)會自動更新，并且與之關(guān)聯(lián)的其他組件的關(guān)聯(lián)參數(shù)和位置也會發(fā)生變化[8]。確保算量的準確性，變更的工程量也可以及時反饋。

4)表1為利用Revit的統(tǒng)計功能和魯班算量對案例工程結(jié)構(gòu)主體進行算量的結(jié)果對比。BIM算量精度滿足可接受偏差規(guī)定的(±10%)的范圍內(nèi)。

5)對于表1中單項統(tǒng)計結(jié)果存在差異性的原因歸納如下：BIM模型板扣減柱、板扣減梁的扣減規(guī)則與國內(nèi)算量的要求不一致。同時，BIM的構(gòu)件劃分思路與傳統(tǒng)方式的設(shè)計階段的工程造價劃分思路不一樣，前者是按照建筑構(gòu)造功能性單元劃分，后者是以建筑施工工種或工作來劃分。BIM主流軟件缺乏對國內(nèi)現(xiàn)行算量兼容的計算規(guī)則，因此BIM算量軟件需要針對上述問題不斷優(yōu)化。

3 Revit工程量計算短板的優(yōu)化方法

3.1 開發(fā)思路

為了實現(xiàn)模型在Revit軟件和傳統(tǒng)算量軟件的高效銜接，既充分體現(xiàn)Revit的精確建模能力，又能適應(yīng)國內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)范要求，接口軟件的開發(fā)尤為重要。目前，基于revit平臺的二次開發(fā)的思路有兩種：

一種是開發(fā)銜接Revit和傳統(tǒng)算量軟件的接口軟件。Revit模型需要借助傳統(tǒng)算量平臺實現(xiàn)工程量計算，接口軟件不具備算量功能，例如廣聯(lián)達BIM算量和魯班BIM算量。

另一種是直接在revit中設(shè)置各地清單定額和扣減規(guī)則。不需要插件導(dǎo)出到傳統(tǒng)算量軟件里面，直接在revit套清單，查看報表。并且報表比revit自帶明細表更詳細，同時能輸出計算式，可以把其當成建模工具，例如新點比目云5D算量。

3.2 接口軟件特點

針對國外BIM軟件(Revit)本土化問題，根據(jù)工程狀況選擇合適的接口軟件尤為重要，下面對三種類型的接口軟件進行介紹。新點比目云5D算量是第一個在Revit平臺上的5D算量軟件。在設(shè)計、施工、成本和進度控制環(huán)節(jié)通用一個模型，科學地避免了反復(fù)建模。該軟件提供三維輔助設(shè)計，按照不同的地區(qū)清單、定額計算規(guī)則計算工程量。一鍵智能布置墊層、構(gòu)造柱、土方、過梁等。內(nèi)置適用全國清單和定額規(guī)則。缺點是只能自動套2008清單。并且Revit過濾器不夠優(yōu)良，構(gòu)件篩選存在不足。

廣聯(lián)達BIM算量有多種模式，實現(xiàn)一鍵全樓統(tǒng)計，管線一鍵整樓識別，改善了審核難度大、工作效率低等問題。存在的缺點有：Revit模型通過接口軟件轉(zhuǎn)換成廣聯(lián)達平臺模型的過程中，存在數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象，并且轉(zhuǎn)換模型的要求極高，對構(gòu)建的名稱等有嚴格要求，適用性較差，沒有全國版本。

魯班BIM算量對二維CAD圖紙轉(zhuǎn)化識別效率較高，同時兼容BIM模型的格式。運用云技術(shù)實現(xiàn)在線查找，可以對創(chuàng)建的模型進行檢查，減少建模缺失和錯誤。存在的問題同廣聯(lián)達類似，在轉(zhuǎn)換過程中存在數(shù)據(jù)流失現(xiàn)象并且沒有全國版本，適用性不強。

4 結(jié)束語

本文在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際案例對BIM軟件和傳統(tǒng)算量軟件進行對比研究，認為借助數(shù)字化、信息化的BIM軟件，可以提高算量的效率。但是，要在我國工程造價管理中真正推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)還有諸多困難。

BIM的計算規(guī)則與國內(nèi)工程量計算規(guī)則存在差異，尤其是柱、梁、板、墻的扣減優(yōu)先性。我國建筑業(yè)廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)，需要解決本地化的問題。通過編程設(shè)置軟件的運算規(guī)則或開發(fā)本地化功能的接口軟件，可以迅速擴大BIM技術(shù)在工程造價方面的優(yōu)勢。

[1] 許炳,朱海龍.我國建筑業(yè)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀及影響機理研究[J]. 建筑經(jīng)濟,2015(3):10-14.

[2] 張春影,高平,汪茵,鄭吉莊,等. 施工圖設(shè)計階段BIM模型的工程算量問題研究[J]. 建筑經(jīng)濟,2015(8):52-56.

[3] 陳繼良,張東升. BIM相關(guān)技術(shù)在上海中心大廈的應(yīng)用[J]. 建筑技藝,2011(Z1):104-107.

[4] 佚名. 中建三局應(yīng)用MagiCAD推進BIM技術(shù)落地[J]. 安裝,2013(3):22.

[5] 安培,余地華,艾心熒. 基于BIM的三維算量在超高層建筑項目中的研究與應(yīng)用[J]. 施工技術(shù),2015(23):15-18.

[6] 齊聰,蘇鴻根. 關(guān)于Revit平臺工程量計算軟件的若干問題的探討[J]. 計算機工程與設(shè)計,2008,14:3760-3762.

[7] 王艷艷,任宏. 基于構(gòu)件的工程量清單計價控制研究[J]. 建筑經(jīng)濟,2013(8):34-37.

[8] 汪茵,高平,宋蓉.BIM在工程前期造價管理中的研究應(yīng)用[J]. 建筑經(jīng)濟,2014(1):64-67.

[責任編校： 張巖芳]

Engineering Quantity Calculation Method Based on BIM Software

WANG Shuqiang， ZHOU Qihui

(SchoolofCivilEngin.,ArchitectureandEnvironment,HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

With a focus on the BIM application in construction engineering quantity calculation,taking an actual project as an example, theoretical analysis and comparative case studies are presented in the paper.The practice shows that the rational use of BIM software modeling can directly, efficiently, accurately calculate the great majority of components of engineering quantity. In order to solve the problem of localization of calculation software, the paper puts forward the foreign BIM software (Revit) optimization method.

BIM; engineering quantity calculation; interface software

2016-05-04

王淑嬙(1981-)， 女， 河北安國人，湖北工業(yè)大學講師，研究方向為建設(shè)項目信息化管理

周啟慧(1993-)， 女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學碩士研究生，研究方向為管理科學與工程

1003-4684(2017)02-0110-04

TU-9

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