基于BIM 的工程量計算和計價方法

張 勇 王永明* 孫玉慧 王春偉

(黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

隨著科學技術的不斷進步同時響應國家節能減排的號召，傳統的計價模式已不能滿足需求。要實現建筑項目成本控制的關鍵則是對工程預算和工程造價管理的控制。我國目前的造價現況分為以下幾種：(1)能夠利用三維建模的專業型人才較少，(2)不同軟件間不能夠兼容增加重復建模的過程浪費財力和人力，(3)造價管理的過程不連續只有在投資預算，施工預算和結算過程才收到重視，而對于控制成本最為主要的設計階段則鮮有關注，(4)不同項目間交流不及時，出現工程量變更的情況，工程預算不能及時的修改不能反映工程的實際狀況從而導致項目成本控制的失敗。

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)就是利用數字信息技術和GTJ，Revit 等軟件把建筑信息整合到一個三維模型上面，通過對項目的構件信息進行參數化建族，對構件進行坐標軸和高度的定位實現三維可視化，攜帶著參數族的模型可以在項目策劃、建設、運營等各個階段實現共享和傳遞，BIM具有參數化、可視化、模擬化。可輸出性等特點[1]。極大的提高不同階段的協同作業的能力，由于這些特點BIM在全生命周期中的有著廣泛的應用，使建筑向著更加綠色、安全、節約的方向邁進，BIM技術與傳統的CAD技術相比，提高了圖紙的維度使觀察更加清晰明了，同時還引入了造價和管理的實現四維甚至是五維的信息共享。

IFC 是由國際協同聯盟 (International Alliance for Interoperability，IAI)制定的國際化開放BIM的標準，其規定了概念數據架構以及建筑信息模型數據的交換的文件格式[2]，IFC 大綱[3]提出的建筑數據表達和數據交換的國際標準，貫穿與建筑的全生命周期中實現數據和信息的共享[4]，對建筑系統內各種軟件的數據交換和管理提供了支持，IFC 大綱描述的可以是實體，如坡道、樓梯、屋面、窗等。也可以是抽象的，如通過IFC Product 的派生實體IFC Building Element 表達，IFC Building Element 描述建筑物的一個抽象實體。國內外諸多學者都對IFC標準在構件表達和與工程量清單的結合做了諸多研究。

本文主要分析傳統計價模式與BIM計量與計價的差異，通過BIM制作的模型導出工程量清單，導入到如GBQ 等計件軟件中添加價格信息從而得出工程量，同時也可以利用IFC標準得出工程量清單再利用C#語言編寫價格的信息得出工程量清單，本文主要采用前者計量的模式，同時計價模式為清單計價。

1 BIM計價模式與傳統計價模式的差異

1.1 項目的劃分和算量的對比

傳統的定額計價模式是定額加費用的指令性計價模式，由地方政府根據自己統一制定的預算定額和國家統一指定的費用標準，最后形成工程造價，這種計價模式計算出來的往往都是指令性價格，不能真實的反映項目的實際費用[5]。清單計價是由市場進行調控的計價模式，實行“量價分離”的原則，由招投標文件直接給出的工程量清單，不同企業根據自己的企業綜合實力給出不同的填報單價，這種方法得出的造價完全取決市場并能夠反映企業在施工技術，管理模式等各方面的優異。

BIM的計價模式是通過對不同構件尺寸進行屬性的編輯繪制三維模型，通過對不同構件不同屬性進行統計得出各種構件的工程量清單，BIM技術得出的工程量清單，通過一些計價軟件套用清單或定額的標準的得出工程預算。目前我國主要的算量軟件和計價軟件如表1 所示。

表1 我國主要的預算軟件的列表

在進行工程量的計價和計量過程中由于不同階段的建模細度不同，可以把項目劃分為主體結構、細部結構、臨時結構。每種結構的具體構件類型如表2。

表2 BIM工程的分類

主體結構的工程量主要是通過BIM三維模型進行匯總計算導出工程清單進行直接獲取，細部結構工程量主要是通過構件與附屬對象間的屬性關聯，將其并入到附屬對象中進行考慮，比如墻面抹灰主要是內墻表面積計算，表3 以構造柱和外墻保溫層為例，給出了三種模式下不同細部結構與附屬工程量的計算對比。對于建筑工程的臨時結構如腳手架的工程量也可以通過與構件間的相互關聯獲取工程信息，如外墻腳手架工程量可以通過外墻的周長乘檐高進行計算；樓板的工程量主要與現澆混凝土進行關聯按表面積計算。

表3 三種模式下不同細部結構與附屬工程量的計算對比

1.2 其他費用的取費對比

定額計價中采用的單價只包含人工費、材料費、機械費、而其他的費用如間接費、利潤、稅金等都是由政府規定的費率進行取費，不能反映項目的真實價格。在清單的計價模式中采用的單價是綜合單價其包括了人工費、材料費、機械費、管理費、利潤等費用[6]，受企業管理水平和施工工藝的影響較大，其中規費和稅率也是通過政府制定的費率與直接費相乘得到。BIM計價可選擇定額和清單等不同的計價模式，同時BIM技術也不能完全確定稅費，但為了提高企業的競爭力，本文建議把規費作為企業定額的一部分。

1.3 IFC對工程量信息的表達與計量

BIM對工程量的表述主要是對構件的添加和定義, 利用BIM建模軟件導出IFC格式，在IFC標準中建筑構件的工程量可以用實體IfcElementQuantity一個靜態屬性集表述，用來實現構件間不同參數(長度、體積、時間等)的附加計量，覆蓋了定額計價的所有計量方式，故可以用來實現工程量信息的表述。IFC中構件的幾何信息存儲在IfcPhysicalQuantity的屬性集中，用來描述構件的體積、面積、長度等。圖1 為IFC構件幾何信息的表述方法。圖1 中#210863表示某連梁的語句，#210867，#210868 描述連梁的標高和長度的信息。BIM模型導出為IFC格式文件，可以在IFC查看器中查看構件的幾何信息，讀取工程量信息，利用C#語言編程在IFC 中添加價格信息，從而實現得出工程量清單。

圖1 IFC 構件幾何信息表述方法

2 基于BIM的工程量計算和計價案例分析

本文采用江西某住宅樓為案例，該住宅樓的結構為剪力墻結構，抗震設防烈度為6 度，建筑面積為6487 平方米，占地930.34 平方米，建筑物分為地上8 層和地下1 層，建筑物高度24.3 米，采用清單的計價模式。建模軟件采用GTJ2018，計價軟件采用GBQ4.0。

在新建工程中選擇相對應的計價規則和定額規則，修改工程信息里面的結構類型、檐高、抗震等級等一些參數，編輯樓層信息修改不同樓層間不同構件的混凝土強度等級。在廣聯達土建計量GTJ2018 軟件中插入建筑圖和結構圖進行分割定位和樓層的選擇，并對軸網進行識別。

構造柱和剪力墻的繪制，根據結構圖中柱表對鋼筋的描述，編輯柱和剪力墻的鋼筋信息，根據柱高剪力墻平面圖進行繪制見圖2。

圖2 柱和建立墻的繪制

梁的繪制通過對梁平法施工圖進行識別，提取梁邊線，提取梁標識，生成梁，然后對生成的梁進行校核設置支座進行原位標注，板的繪制，在板屬性列表中編輯板的厚度，依次布置，根據板的結構平面布置圖，可以知道板負筋和和跨板鋼筋的信息，在板負筋和跨板鋼筋的屬性列表編輯鋼筋信息依次布置見(圖3)。

圖3 板的繪制

GTJ2018 中進行匯總計算查看報表可以得出工程量，通過上述得到的工程量清單然后導入到GBQ4.0 軟件中進行套價得到工程量預算。

3 結論

3.1 本文主要分析了定額計價模式和清單計價模式與BIM計價的差別，提出了BIM環境下的工程量與計價的新模式。同時提出基于BIM模式下的IFC標準但這種模式不可以對鋼筋進行實體計算。

3.2 使用BIM進行三維建模與傳統的計價模式相比更加的準確便捷，不會因為設計變更而導致部分構件的重新計算從而極大的浪費人力和物力，BIM的三維算量只需要對相應構件修改，能夠及時的反映項目的實際價格。

3.3 BIM在全過程造價中存在一些問題比如不同軟件間的不兼容，導致重復建模浪費時間，造價過程只有在預算階段和結算階段從收到重視，設計和施工階段對造價的影響也至關重要。隨著科學的發展BIM造價中的缺點將會得到改進，BIM技術將會有很大的發展空間。