淺談BIM技術在建筑工程算量中的應用

楊鐵增

（中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司，北京 100024）

對于建筑工程，工程量計算是編制工程預算的前提，也是工程造價管理的基礎。工程量計算具有工作量大、繁瑣、容易出錯、耗費時間的特點，傳統的工程量計算方式是根據二維圖紙計算工程量，這樣的方式容易出錯，特別是在復雜節點處如果不能正確理解設計意圖，常常出現工程量計算偏差等問題。只有準確的工程量統計，才能保證投標、合同、變更、結算等造價管理工作順利進行。所以提高效率和準確性對于項目經濟效益和降低成本至關重要。隨著數字信息技術的快速發展及不斷完善，BIM（建筑信息模型）技術的應用對于建筑工程算量起到了深刻的變革［1］，BIM即是以三維數字技術為基礎集成建設工程項目各相關信息的工程數據模型，又是應用于設計、建造、管理的數字化技術［2］，以建筑信息化為基礎的算量模式將成為發展趨勢。

1 建筑工程工程量計算現況分析

傳統的工程量計算，由設計方提供二維圖紙，造價人員根據二維圖紙手工統計工程量，然后套用相應的定額，從而得到工程預算，對于特殊安裝工程比如智能化、精裝修、幕墻工程等，造價工程師只能通過手工對圖計算工程量，這種計算方式，不僅效率低下而且準確性大大降低。在工程決算中，工程量的計算占70%以上，消耗了工程預算人員大量的時間和精力［3］。提高工程量計算效率成為熱門的議題，現階段我國工程量計算基本上采用二維圖形算量軟件或圖表結合算量，圖表結合軟件是在工程計算中采用人工輸入計算公式的方式計算工程量，它通過造價工程師對復雜構建的理解生成相應的公式來計算工程量，這種方式在工程量計算過程中受人為因素影響比較大，統計出的工程量準確性也較低。圖形算法是以軸線為工程量計算定位線，對建設工程中的構件實體輸入屬性，工程量計算通過定位的軸線而生成的平面簡圖進行，這樣的方式使圖形工程量和定額項目較好的結合，但誤差較大。現階段建筑工程造價與設計相脫節，設計師雖然已經在設計過程中將工程量清晰的表達在圖紙中，但造價師又根據設計圖紙人工計算出工程量，使工程量計算不僅復雜而且工作量大，且容易出錯。工程量的自動提取對實現建筑設計與概預算一體化具有重要的意義［4］。

2 BIM模型算量的優勢

基于BIM技術的工程量計算軟件集合了工程建設過程中的所有數據和信息，并對其進行綜合分析和相應處理，指導工程造價管理工作，與傳統工程量統計方式相比優勢體現在以下方面：

（1）BIM算量更加準確

工程量計算是編制投標報價、工程預算及成本控制的基礎，以往造價工程師通過手工計算或數據輸入等方式進行工程量計算，這種方式容易受個人因素影響使工程量計算不準確，基于BIM技術三維算量可以脫離人為因素影響從而得到更加準確的數據，并使業主方減少不可預計費的投入，從而更好的控制成本。

（2）計算工程量效率高

眾所周知，在工程預算中，工程量計算占70%以上的工作量，造價工程師絕大部分時間都花費在工程量的計算中，因為花費時間太長，造價工程師無法及時將成果反饋各方，達不到在設計前期對建設工程成本更好管控的效果。基于BIM技術三維算量方法快速生成工程量清單，從根本上解決耗時長的問題。例如Hillwood項目，造價工程師應用BIM算量方法節約了92%的時間，且誤差也控制在 1%的范圍內［5］。

（3）關聯工程變更

在建設工程中工程變更是不可避免的，傳統的工程量計算對工程變更的應對方式是手動檢查設計變更的部位，并對工程變更影響的部位進行復核，其過程繁瑣、緩慢且準確性差。基于BIM技術的算量軟件，造價工程師可以就工程變更對三維模型進行修改，變更影響部位隨之自動調整，改變的數據會自動顯示在基于BIM技術的算量軟件中，并自動更新工程量清單，這種方式快捷且減少手工計算誤差，使業主方清楚了解工程變更造成的成本影響。

3 BIM模型算量的基本步驟

3.1 模型構建

基于BIM技術三維算量的基礎是三維模型，模型的好壞直接影響工程量計算的準確性。隨著BIM技術的不斷發展，設計院通過協同工作方式在三維軟件上進行相關專業的設計工作，并直接生成BIM模型，通過碰撞檢查發現專業之間的設計不合理或相碰撞問題及時修改模型，對于一些復雜節點進行詳細構建，方便造價師對復雜節點有清楚的認識，減少由于對設計意圖及工藝流程理解偏差造成的工程量統計偏差。

算量模型的基礎是設計單位提供的設計階段各專業的設計模型，但設計模型中往往缺少算量所需的必要信息，需要造價工程師在設計模型的基礎上添加正確數據并設置圖元參數信息，包含幾何信息和物理信息，例如土建專業構建兩道墻體，將他們命名成2F墻體，但其中一道是結構剪力墻，另一道是建筑填充墻，當進行墻體工程量統計時，直接按照一個類別進行統計，這樣生成的工程量清單不符合我國清單和定額統計方法，造價工程師需要對設計方提供的設計模型修改成符合算量規范的模型，模型構建如圖1所示。

圖1 模型構建

3.2 BIM模型構件分類

在工程建設領域，傳統設計方提供的三維模型往往是一個整體，在工程量統計過程中，往往是分區域分階段進行工程量統計，所以合理的三維模型分類對于工程量統計及工程造價管理有非常重要的作用。建筑工程中設計方提供的三維設計模型是以滿足設計方生產需求為根本，并沒有從工程量計算與造價方面進行考慮與分類，造價工程師需要對設計方提供的三維模型進行拆分及分類，將三維模型拆分成滿足工程量計算及工程造價管理的構件，結合建筑工程特點，由造價工程師將設計方提供的建筑信息模型（BIM模型）按照區域、樓層、專業進行拆分，添加工程造價信息，使工程量計算構件與分部分項工程對應關系。完成模型構件與工程量計算分類的對應關系，模型進行分解如圖2所示。

圖2 模型分解

3.3 建立算量標準

BIM模型能夠直接提取工程量，模型構建過程的幾何形體數據和實際建設工程項目一致，而且設計方在三維建筑構件中設置了真實的材質信息，為工程量統計提供基礎，但三維建筑模型提取的工程量只是建筑構件的凈量，在我國的建筑工程概算體系是以清單或者定額規則量，建筑工程凈量不能直接使用，所以制定算量標準，將規則量與實際凈量進行關聯，使得三維模型提取的量就是規則量，并用于實際工程造價，通過相應的算量標準各專業生成的工程量計算如圖3所示。

圖3 專業工程量

圖4 工程量清單

3.4 生成工程量清單

工程量的生成，不同的工程采用不同的方式，工程量清單要通過不同區域不同類型來生成不同的工程量清單，比如混凝土的量、混凝土型號對應的不同的工程量，然后實現不同區域不同類型的分類，使工程量清單可以具體到每一項。

工程量凈量計算完成，要結合算量標準將其轉化為工程項目使用的工程量清單，工程量清單是工程造價中常用的方式，通過由三維計算的工程量清單進行分類整理，生成清單分類，隨時按照不同進度調用不同階段的工程量清單內容，工程量清單可以滿足不同階段的生產要求。工程量清單可以選擇放置在BIM平臺上，使工程建設各方可以隨時調用工程量清單，這是工程結算的重要依據，通過三維算量得出的工程量清單如圖4所示，這樣可以使不同方在建設階段實現有據可依。從而根據工程量清單實現資源的合理利用和分配。

4 結語

基于BIM技術工程量計算是BIM技術在造價管理中最直接的應用，也是最有效的應用之一，目前基于BIM計算的工程量統計處于迅速普及階段，建設工程領域各方在BIM算量方面的應用率不斷的提高，對于一些工程量大、相對復雜的建筑物幾乎都是應用基于BIM技術的工程量統計軟件，利用BIM算量一方面可以在很短時間內快速算出招投標過程中工程量清單及涉及工程造價信息，另一方面可以細化單位圖元，從而提高計算深度，并可以得出每部分工程量的具體值，避免因工程量誤差問題引起各方與業主的經濟糾紛。隨著工程信息化的不斷發展，BIM技術在工程算量方面不斷完善，使工程量計算變得更加準確，更加快速、更加透明化。

［1］黃兆榮.BIM技術在建筑工程算量中的發展趨勢及應用［J］.科技創新導報，2015（35）：195-196.

［2］孫斌.BIM技術的現狀和發展趨勢［J］.水利規劃與設計，2017（03）：13-14+22+72.

［3］王宏偉.“工程量計算”軟件在工程造價中的應用［J］.當代建設，2002（06）：38-39.

［4］陸再林，張樹有，譚建榮.基于圖形理解的預算工程量提取［J］.計算機輔助設計與圖形學學報，2002（05）：442-446.

［5］王廣斌，張洋，譚丹.基于BIM的工程項目成本核算理論及實現方法研究［J］.科技進步與對策，2009（21）：47-49.