基于BIM技術(shù)的建筑工程計(jì)量研究

崔秀琴，戴小龍，張孟陽，余曉淇，魏姝敏，麻 巖

（1.三明學(xué)院 建筑工程學(xué)院，福建 三明 365000；2.青島城市學(xué)院 土木工程學(xué)院，山東 青島 266000；3.福建省三明市翼宏建設(shè)工程有限公司，福建 三明 365000）

1 概述

建筑工程的工程量（清單工程量、定額工程量、實(shí)物工程量）是確定工程造價(jià)的重要依據(jù)，也是施工企業(yè)和建設(shè)單位進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營管理的重要依據(jù)。只有在準(zhǔn)確計(jì)算工程量的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行編制造價(jià)文件、編制施工組織設(shè)計(jì)、安排施工進(jìn)度、組織材料供應(yīng)計(jì)劃、安排工程價(jià)款的撥付和工程結(jié)算等工作。建筑工程計(jì)量貫穿于包括決策階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施階段、運(yùn)營階段在內(nèi)的全壽命周期。目前，我國多采用手工算量和BIM算量相結(jié)合的方式進(jìn)行建筑工程計(jì)量，以應(yīng)對(duì)建設(shè)過程中設(shè)計(jì)變更、簽證、各專業(yè)間的碰撞等情況。手工算量主要依據(jù)清單工程量計(jì)算規(guī)范，各省定額工程量計(jì)算規(guī)則，圖紙及設(shè)計(jì)變更，圖紙答疑等文件，借助表格工具等進(jìn)行工程量計(jì)算，該過程效率較低。而BIM技術(shù)將工程圖紙的二維空間轉(zhuǎn)化為三維空間，大幅度提高工程信息的集成度，提高計(jì)量效率和準(zhǔn)確率，并能夠通過其可視化、協(xié)調(diào)性[1]、模擬性、優(yōu)化性[2]、可出圖性[3]等特點(diǎn)配合模型提取工程量[4]，且BIM計(jì)量軟件通過內(nèi)置計(jì)算規(guī)則、圖集做法等，能夠滿足建筑工程全壽命周期中對(duì)清單工程量、定額工程量、實(shí)物工程量的需要[5]。在我國先后出現(xiàn)了多種BIM算量軟件，根據(jù)其與Revit結(jié)合方式不同進(jìn)行分類[6]，如表1。

表1 BIM算量軟件分類

晨曦BIM算量軟件平臺(tái)是基于Revit平臺(tái)的算量軟件，更便于實(shí)現(xiàn)一模多用，支持全國清單定額，內(nèi)置國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集規(guī)范，能夠?qū)С瞿Ｐ蜆?gòu)件工程量及清單工程量，定額工程量，實(shí)物工程量等，滿足施工進(jìn)度及材料供應(yīng)安排等的需要和計(jì)價(jià)需要。

2 工程概況及研究路線

某工科實(shí)訓(xùn)大樓分為A樓、B樓、C樓、D樓、庫房和消防水池6個(gè)單元，均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本文以工科實(shí)訓(xùn)大樓A樓一層為例，針對(duì)柱、梁、板、墻、門窗等構(gòu)件設(shè)計(jì)對(duì)比BIM計(jì)量和手工算量。

本文依據(jù)《房屋建筑與裝飾工程工程量計(jì)算規(guī)范》（GB50854-2013）福建省實(shí)施細(xì)則、《福建省房屋建筑與裝飾工程預(yù)算定額》（FJYD-101-2017）、《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集16G101》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，運(yùn)用晨曦BIM算量軟件進(jìn)行BIM計(jì)量，利用晨曦手算稿軟件進(jìn)行手工算量。

3 BIM計(jì)量與手工算量對(duì)比

3.1 BIM計(jì)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

①可視化及模擬性。設(shè)計(jì)人員通過想象進(jìn)行二維圖紙繪制，而BIM計(jì)量軟件在建模算量的同時(shí)能以3D效果直觀展示施工過程的各道工序、建筑自身及周邊環(huán)境的情況（見圖1）、鋼筋三維視圖（見圖2），對(duì)投標(biāo)單位而言，能夠同時(shí)為商務(wù)標(biāo)、技術(shù)標(biāo)、施工管理提供支持。

圖1 某實(shí)訓(xùn)大樓BIM模型

圖2 實(shí)訓(xùn)大樓某鋼筋節(jié)點(diǎn)詳圖

②優(yōu)化性及協(xié)調(diào)性。BIM計(jì)量軟件在建模過程中能提前展示項(xiàng)目在施工中遇到的問題及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問題等，如同專業(yè)構(gòu)件之間的碰撞沖突、不同專業(yè)間的碰撞沖突（見圖3、圖4），有利于減少設(shè)計(jì)變更，因此能夠進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工管理、成本管理和運(yùn)營管理。

圖3 管線與土建碰撞檢查

圖4 墻上開洞滿足專業(yè)間要求

③可出圖性?；贐IM 模型可輸出各種節(jié)點(diǎn)詳圖、剖面圖、立面圖、平面圖等（見圖5、圖6），在發(fā)生設(shè)計(jì)變更時(shí)，若修改三維模型則對(duì)應(yīng)的各種二維圖紙也會(huì)同步修改，因此能夠大幅度提高工作效率。

圖5 晨曦BIM算量軟件導(dǎo)出平面圖

圖6 晨曦BIM算量軟件導(dǎo)出剖面

④快速提量及可傳遞性。對(duì)于建筑的主體結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、裝飾等，BIM計(jì)量軟件都可以通過提取CAD圖層、智能布置等功能快速建模，匯總計(jì)算后即可實(shí)現(xiàn)單構(gòu)件、多構(gòu)件、整棟構(gòu)件的多元化提量，且隨著信息化程度提高，BIM模型可以通過網(wǎng)絡(luò)傳遞、共享，便捷地應(yīng)用于工程項(xiàng)目的預(yù)結(jié)算、工程審計(jì)中。

3.2 BIM計(jì)量與手工算量工程量對(duì)比

通過晨曦BIM算量軟件（考慮各構(gòu)件間的扣減關(guān)系建立模型）和手工算量計(jì)算某工科實(shí)訓(xùn)大樓的單個(gè)構(gòu)件清單工程量（見表2），且有

表2 晨曦BIM算量軟件與手工算量分析表

式中A為晨曦BIM算量軟件中構(gòu)件工程量（門窗、模板工程量單位為m2，其他構(gòu)件工程量單位均為m3）；B為手工算量中構(gòu)件工程量（門窗、模板工程量單位為m2，其他構(gòu)件工程量單位均為m3）；K為晨曦BIM算量軟件中構(gòu)件工程量與手算構(gòu)件工程量的差值百分比。

由于晨曦BIM中無法設(shè)置矩形梁和現(xiàn)澆板為“有梁板”，故將有梁板清單工程量拆分為矩形梁工程量和現(xiàn)澆板工程量，為便于對(duì)照，手工算量也分別計(jì)算矩形梁工程量、現(xiàn)澆板工程量和有梁板工程量。

通過表2得，在考慮各構(gòu)件間扣減關(guān)系的基礎(chǔ)上使用晨曦BIM算量軟件對(duì)建筑工程建模提量時(shí)，其砌體墻、框架柱、有梁板、門窗、柱模板的清單工程量與手算幾乎沒有差別，可直接用于工程計(jì)價(jià)，其中，由于梁相交部分的歸屬不同導(dǎo)致單構(gòu)件有量差，但梁板工程量之和（即有梁板工程量）基本相等，不影響其用于計(jì)價(jià)，但需注意BIM模型中柱梁板節(jié)點(diǎn)處不同構(gòu)件的繪制界限，如繪制有梁板中的主梁時(shí)需按梁跨分別繪制至柱邊（不含柱寬），且需與柱相連，否則可能影響混凝土、模板工程量的準(zhǔn)確性。

4 小結(jié)

晨曦BIM算量平臺(tái)是基于Revit平臺(tái)的算量軟件，其能夠打開所有.rvt模型文件進(jìn)行提量，模型文件也能夠應(yīng)用于設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工模擬等方面，但由于設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)各專業(yè)人員知識(shí)不連通，設(shè)計(jì)階段的模型一般不會(huì)考慮后續(xù)計(jì)價(jià)的使用，若將其用于工程造價(jià)行業(yè)算量和計(jì)價(jià)，則需大量時(shí)間先考慮扣減規(guī)則（如框架梁與框架柱的扣減規(guī)則等）檢查、調(diào)整模型文件使模型幾何尺寸與計(jì)量規(guī)則一致后再匯總提量，效率相對(duì)較低。而一些專業(yè)用于造價(jià)算量軟件（如廣聯(lián)達(dá)BIM土建計(jì)量平臺(tái)GTJ），其模型需經(jīng)文件格式轉(zhuǎn)換以適應(yīng)Revit，轉(zhuǎn)換過程較為繁瑣，且仍需進(jìn)行模型檢查、調(diào)整?？傮w而言，BIM計(jì)量技術(shù)雖然大幅度提高了計(jì)量效率和準(zhǔn)確性，但仍需完善以同時(shí)適應(yīng)設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)等專業(yè)的需要，以實(shí)現(xiàn)實(shí)際意義的一模多用。