基于BIM技術的建筑外墻工程算量模式研究

馬朝

（寧夏建設職業技術學院）

1 工程算量模式

在實際應用中，工程算量模式主要可以分為二大類：以CAD為基礎的二維設計文件和以BIM為基礎的設計模型。前者也叫做CAD模式，這種計算模式主要針對二維模式的信息識別，然后通過算量模型對其進行相應工程量的計算；對于無法通過自動識別錄入的信息，可以采用手工加CAD電子圖的方式進行采集。不論采取哪種方式，CAD模式下的模型計算信息和算量結果之間都無法實現實時同步，計算效率和結果的準確性會因此受到較大的影響。以BIM為基礎的計算模型根據文件處理的方式不同，還可分為二種不同的工程量計算方式：①在模型計算中直接計算出工程量，也稱為BIM模式；②將模型文件直接導入有算量模型的軟件中。第二種由于文件和軟件之間兼容性的問題，可能存在計算結果不精確的隱患，需要在實際應用中進一步驗證。第一種計算模式是在模型文件中直接提取信息進行工程量的計算，從而保證了設計文件和算量模型之間的實時聯系，因此，本項目采用該計算模式，并與CAD模式進行對比分析[1]。

2 BIM建筑外墻裝飾工程量提取價值分析

2.1 案例項目

通過對大量的實際應用數據的比對分析，對BIM模式下的建筑外墻裝飾工程量進行相關研究。建立模型前，與造價人員進行溝通交流，詳細收集了相關工程量數據信息。目前在國內應用市場中，BIM模型的計算模式應用還比較少，相關數據信息零散，不易收集整理，因此，應建立相應的模型。當建筑項目結構復雜時，建立模型不方便并且成本較高時，依據建筑體的結構特點進行項目選擇，最終選擇如下3個有代表性的項目作為研究對象進行分析。項目1：別墅項目。占地面積為1288m2，外墻裝飾工程所用材料類別較多，并且結構設計較為復雜；項目2：高層住宅。采用框架剪力墻結構，占地面積為6196m2，外圍裝飾工程相對于項目1較為簡單，但是因為樓層結構且有飄窗和陽臺，工程所用材料種類較多，且墻體底部結構材料分布各異，具有中等復雜程度的特點；項目3：多層住宅?？蚣苁浇Y構，占地面積為799m2，相較于項目2，層數低且結構簡單，墻面裝飾工程復雜程度低，是三者中最簡單的。對以上3個項目進行對比分析，主要從計算效率、準確性和構件自動附帶信息程度3個指標分析BIM模式下算量模型的計算工程量的應用價值。

2.2 工程量提取效率

BIM由于其三維立體可視化和自動收集工程量的技術特點，在信息提取和處理效率方面遠高于CAD二維模式。對工程量的收集和處理效率方面的分析，一方面取決于軟件對復雜結構工程量的提取能力程度，另一方面在于其提取數據的速度，二者都對工程量的提取效率有重要的影響。BIM模式下的計算模型之所以遠高于CAD模式，主要是其省去了CAD模式處理中的二維到三維的轉換時間。轉換完成后，根據裝飾材料的選用和結構進行拆解，從而進行計算處理。而在BIM計算模式下，造價人員可以直接對三維模型進行處理分析，省去了轉化的時間和工作量，因此，處理分析效率有明顯的提高。

計算速度是決定效率的主要因素，在CAD模式下的運算，由于文件信息不能和計算模型實時聯系，發生變更后，需要用手動方式進行重新計算，大大增加了計算量。而BIM模式在此方面有明顯的優勢，能夠實時更新數據信息，實現智能調整，大大減少了工作量，并且可以避免計算錯誤和誤差。

BIM模式下計算的高效性還體現在可以間斷性地利用模型進行工程量計算。項目在實際運行中，會經常因為資金或市場等原因導致工程間斷，為造價人員對項目的跟進造成一定的困難。在CAD模式下進行工程量計算，造價人員要根據變化后的設計圖重新計算各項數據，大大增加了勞動力和時間的消耗。如果出現造價人員更換的情況，更難以保證計算結果。而BIM模式中，三維立體模型有記憶功能，工程量計算信息可以實時存儲在模型中，設計變更后，相應的工程量數據會隨方案的變化自行重新計算，保證了數據更新的及時和精準度，不會存在因為項目間斷而造成的人工與時間的消耗。

2.3 工程量提取準確性

BIM模式下的三維可視化和自動工程量提取技術大大提高了工程量計算的精度。計算精度是工程量計算的關鍵。BIM計算模式中，雖然相關計算參數和界面需要人為選擇和判斷，但是其三維可視化功能可以極大地減少工作量，提高準確性。和BIM模式相比，CAD模式只能依靠造價人員進行計算和轉換，人工計算存在誤差較大的隱患，尤其在項目結構比較復雜的情況下，更容易出現偏差。

通過對3個項目的工程量計算結果的對比分析可知，隨著項目結構復雜程度的逐漸提升，2種計算模式的計算結果之間的差值也越來越明顯。造成這種結果的主要原因是，CAD模式對復雜項目的處理能力相較于BIM模式還是有很大的差距，尤其是在CAD模式由二維向三維轉換的過程中，誤差很難控制，項目模型越復雜，計算偏差就會越大。而BIM模式則可以實時更新和匹配計算模型，因此，BIM模式計算結果的準確性方面有明顯優勢。

2.4 構件自動附帶信息程度

BIM模式處理附加信息的能力遠高于CAD模式，即在計算工程量的同時可以對估價相關的其他信息進行處理。這也是工程量計算價值的重要參考指標之一，其可以表征項目的描述和特征等基本情況，計算時，可以同時對其附加信息進行處理，大大提高了工作效率和準確程度。BIM模式除了自動附帶計算信息，還可以手動添加相關的非幾何信息。造價人員可以選擇性地對這些信息進行處理。與CAD模式相比，相當于自動附帶了計算信息。在進行外墻裝飾工程量計算時，造價人員采用BIM模式可以對設計人員添加的建筑材質、材料、項目規格和地理位置等信息進行選擇性處理，從而簡化處理模型。而在CAD模式下，二維圖紙信息則只能攜帶較少的附加信息，并且造價人員在進行工程量的計算時，要通過人工方式查找、判定特征信息，從而降低了處理信息的效率和質量。

3 結語

在相同的項目規格和程序設計的條件下，BIM模式在外墻裝飾工程量方面的計算要明顯優于CAD模式。雖然本文主要以建筑外體墻面裝飾為例進行了相應的對比分析研究，但是其研究結果對其他工程項目同樣具有一定的參考價值，在進行建筑工程其他方面的計算時同樣適用，這是因為BIM模式的基本建模思想都是一致的，區別只是在于具體的操作方式。