BIM技術(shù)在建筑工程算量中的研究

李強

摘 要： BIM技術(shù)的發(fā)展加快了我國建筑業(yè)信息化的進程。運用BIM技術(shù)可以創(chuàng)建一個虛擬的建筑信息模型，這個虛擬建筑模型包含了建筑的所有信息，在工程建設(shè)的過程中，可以自動識別、轉(zhuǎn)換并分析模型中包含的大量建筑數(shù)據(jù)信息，從而加快了工程量的計算，大大節(jié)約了人力、物力和財力。本文采用具體案例來對BIM技術(shù)建模后工程土建算量和鋼筋算量的研究，為未來BIM技術(shù)的進一步發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)；建筑信息模型；虛擬建筑模型

1 引言

近些年來，BIM（building information modeling，建筑信息模型）技術(shù)的運用和逐步發(fā)展，給整個建筑業(yè)帶來一場技術(shù)變革。

根據(jù)目前我國建筑業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和國內(nèi)外建筑信息化的發(fā)展趨勢，為了應(yīng)對傳統(tǒng)的設(shè)計方法和技術(shù)無法滿足現(xiàn)實需要的實際問題，從而在BIM（建筑信息模型）技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種全新的建筑算量方法。根據(jù)這一技術(shù)創(chuàng)建的虛擬建筑模型包含了建筑的所有信息，將虛擬模型的建筑信息導(dǎo)入建筑算量軟件中，通過圖紙手動分割、自動構(gòu)件識別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并進行數(shù)據(jù)分析，從而方便快捷的得到建筑算量分析結(jié)果，大大加快了工程量的計算。

2 BIM的簡介

2.1 BIM的定義

BIM的全拼是Building Information Modeling，即：建筑信息模型。BIM 是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM 是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達。建筑信息模型同時又是一種應(yīng)用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險[6]。

2.2 BIM的來源

1975年，“BIM之父”——喬治亞理工大學(xué)的Chuck Eastman教授創(chuàng)建了BIM理念至今，BIM技術(shù)的研究經(jīng)歷了三大階段：萌芽階段、產(chǎn)生階段和發(fā)展階段。BIM理念的最先提出，是在全球石油危機之后，由現(xiàn)實引出的一個提高經(jīng)濟效益、節(jié)省時間、加快時代步伐的捷徑。1975年“BIM之父”Eastman教授在其研究的課題“Building Description System”中提出“a computer-based description of-a building”，以便于實現(xiàn)建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)計量效率。

2.3 BIM的價值

①三維渲染，宣傳展示；②快速算量，精度提升；③精確計劃，減少浪費

④虛擬施工，注重協(xié)同；⑤碰撞檢查，減少重復(fù)施工

3 基于BIM技術(shù)的工程算量

3.1 傳統(tǒng)的BIM技術(shù)算量

傳統(tǒng)過程中的建筑工程算量是在二維的基礎(chǔ)上模型的。造價工程師在對建筑工程成本概預(yù)算時，需要大量人員對單位工程、單行工程、分部分項工程一步步的計算，然后匯總統(tǒng)計，消耗了大量的人力、物力和財力。工程量的計算時間在整個建筑工程計算過程中占到差不多50%～80%。而且，由于工作人員經(jīng)常加班趕時間，不可避免的會出現(xiàn)錯誤和誤差，從而增大了風險。因此，將傳統(tǒng)的二維模型算量轉(zhuǎn)換成基于BIM模型的三維算量，是目前建筑業(yè)必須發(fā)展的方向。

3.2 基于BIM技術(shù)的三維（新型）算量

基于BIM技術(shù)的三維模型算量與傳統(tǒng)過程中的二維建模算量雖有些不同，但又密切相關(guān)。大體上講，BIM建模的三維模型算量就是通過專業(yè)軟件工程師根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖直接建模設(shè)計出的3D模型，通過導(dǎo)出到IFC格式的方法導(dǎo)入到算量軟件中，直接計算出建筑工程量，避免了再一次輸入構(gòu)建，使傳統(tǒng)的算量建模方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛贐IM模型的算量檢查和優(yōu)化精確度等工作。這種方法既可以避免重復(fù)對構(gòu)建的建模，也可以在招投階段縮短計算時間，提高工程算量精確度，并可根據(jù)施工過程中突然發(fā)生的問題動態(tài)化解決，隨時對工程量加以計算和更新，同時為后續(xù)的鋼筋計算、施工進度、工期優(yōu)化及施工質(zhì)量管理提供了更加有效的參考依據(jù)。

3.3 基于BIM技術(shù)的工程算量的應(yīng)用

BIM技術(shù)雖在我國取得了突飛猛進的進步和發(fā)展，并取得了少許成就，但仍然處于初步探索研究階段。相對于國外來說，我的的建筑工程和施工技術(shù)在BIM方面的應(yīng)用還有很大的差距。通過探討根據(jù)Revit軟件的工作原理，提出了一種新的基于BIM 模型的建筑軟件開發(fā)平臺模式，通過對建筑各方面的信息作統(tǒng)一的標準，然后實現(xiàn)建筑生命周期內(nèi)不同專業(yè)、不同范圍的數(shù)據(jù)傳遞和信息共享，從而對后期基于BIM的工程量的計算、工程預(yù)算成本的計算具有很好的指導(dǎo)意義。

總之，BIM在建筑工程算量中的應(yīng)用將會大大方便工程量的計算。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用實例

《某市職業(yè)教育中心新校區(qū)綜合服務(wù)樓》就是運用BIM技術(shù)對整個工程的造價進行預(yù)算。首先通過圖紙用Revit軟件進行建模，然后導(dǎo)入廣聯(lián)達土建算量（GCL）和鋼筋算量（GGJ）軟件中，接著運用廣聯(lián)達計價軟件（GBQ）進行計價，大大節(jié)約了人力、物力、財力，提高了工程清單報價的準確性，大大方便了之后的建筑工程招投標工作，是BIM應(yīng)用的一個典范。

4.1 REVIT軟件建立3D建模

通過對圖紙結(jié)構(gòu)施工圖和建筑施工圖的審閱，用REVIT軟件進行建模。首先在立面圖建立相應(yīng)標高，接著在平面圖中導(dǎo)入或者鏈接CAD圖紙，通過拾取CAD圖中的軸網(wǎng)建立REVIT模型中的軸網(wǎng)，然后建立結(jié)構(gòu)模型，例如基礎(chǔ)、柱子、梁、和板等等，再建立建筑模型非承重墻、隔斷墻、女兒墻和屋頂?shù)取?/p>

各種構(gòu)件建立完成之后，進行碰撞檢查模型是否建立正確無誤。如果出現(xiàn)碰撞，進行構(gòu)件深化、設(shè)計、調(diào)整，這樣在3維視圖中觀看模型并進行閱覽和調(diào)整。

接著進行一系列的渲染，亮度、對比度的調(diào)整就可以得到整個建筑模型的效果圖。

4.2 廣聯(lián)達GCL和GGJ工程算量

廣聯(lián)達工程算量分為土建算量（GCL）和鋼筋算量（GGJ），這兩個軟件是專門設(shè)計為建筑工程土建和鋼筋工程量的計算，是目前最方便、最快捷、最準備的算量軟件。

土建工程的算量：在Revit軟件中將BIM 3D模型導(dǎo)出成IFC格式，然后將IFC格式文件導(dǎo)入到廣聯(lián)達土建算量軟件，接著在繪圖輸入菜單下就可以看到基礎(chǔ)、柱子、梁、板、窗、門洞等構(gòu)件。但由于Revit軟件與廣聯(lián)達軟件出現(xiàn)一些不兼容的情況，出現(xiàn)一些問題，例如：窗和墻的重疊布置，通過匯總計算找出重疊構(gòu)件進行刪除；板的標高與柱子的搭接不一致，就在標高設(shè)置中進行修改；柱子與墻的重疊布置，就在繪圖輸入窗口中重新對構(gòu)件的定義和布置。把所有的問題改完后，最后再次進行匯總計算，得到清單構(gòu)件匯總表、清單樓層匯總表、工程綜合指標表等工程量的數(shù)據(jù)。

鋼筋工程的計算：在鋼筋算量軟件（GGJ）中，打開結(jié)構(gòu)施工圖，其顯示的是CAD模式，接著在CAD草圖菜單下進行圖紙的手動分割，使基礎(chǔ)平面圖、二層平面圖、三層平面圖、配筋圖、屋頂連配筋圖成為單個的圖紙。然后再進行每張圖紙的識別，依次從軸網(wǎng)、住、柱大樣、梁、板、鋼筋等構(gòu)件的識別，從而使所有構(gòu)件直接導(dǎo)入到GGJ中，直接進行匯總計算得到鋼筋統(tǒng)計匯總表。

4.3 廣聯(lián)達GBQ的計價

廣聯(lián)達GBQ計價軟件是非常方便的一款計價軟件。在新建投標軟件的模式下，建立分項工程、分部工程，將土建算量的工程量清單、鋼筋算量的鋼筋匯總表導(dǎo)入GBQ，再根據(jù)2013定額標準進行計價，最終匯總出所有工程的工程量報價和總價，從而為之后招投標文件的制作提供了報價依據(jù)。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)加快了建筑業(yè)信息化的發(fā)展，是一項偉大的技術(shù)變革。通過BIM技術(shù)和工程算量的有機結(jié)合，大大提高了工程量的計算效率和準確度，從而推動BIM技術(shù)更進一步的發(fā)展。

參考文獻

[1] 李恒，郭紅領(lǐng)，黃霆，陳鏡源，陳景進.BIM 在建設(shè)項目中應(yīng)用模式研究[J]工程管理學(xué)報，2010（05）.

[2] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J]. 土木建筑工程信息技術(shù). 2010（04）.

[3] 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（02）.