基于BIM技術的建筑工程計量研究

崔秀琴，戴小龍，張孟陽，余曉淇，魏姝敏，麻 巖

（1.三明學院 建筑工程學院，福建 三明 365000；2.青島城市學院 土木工程學院，山東 青島 266000；3.福建省三明市翼宏建設工程有限公司，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、實物工程量）是確定工程造價的重要依據，也是施工企業(yè)和建設單位進行生產經營管理的重要依據。只有在準確計算工程量的基礎上，才能進行編制造價文件、編制施工組織設計、安排施工進度、組織材料供應計劃、安排工程價款的撥付和工程結算等工作。建筑工程計量貫穿于包括決策階段、設計階段、實施階段、運營階段在內的全壽命周期。目前，我國多采用手工算量和BIM算量相結合的方式進行建筑工程計量，以應對建設過程中設計變更、簽證、各專業(yè)間的碰撞等情況。手工算量主要依據清單工程量計算規(guī)范，各省定額工程量計算規(guī)則，圖紙及設計變更，圖紙答疑等文件，借助表格工具等進行工程量計算，該過程效率較低。而BIM技術將工程圖紙的二維空間轉化為三維空間，大幅度提高工程信息的集成度，提高計量效率和準確率，并能夠通過其可視化、協(xié)調性[1]、模擬性、優(yōu)化性[2]、可出圖性[3]等特點配合模型提取工程量[4]，且BIM計量軟件通過內置計算規(guī)則、圖集做法等，能夠滿足建筑工程全壽命周期中對清單工程量、定額工程量、實物工程量的需要[5]。在我國先后出現(xiàn)了多種BIM算量軟件，根據其與Revit結合方式不同進行分類[6]，如表1。

表1 BIM算量軟件分類

晨曦BIM算量軟件平臺是基于Revit平臺的算量軟件，更便于實現(xiàn)一模多用，支持全國清單定額，內置國家建筑標準設計圖集規(guī)范，能夠導出模型構件工程量及清單工程量，定額工程量，實物工程量等，滿足施工進度及材料供應安排等的需要和計價需要。

2 工程概況及研究路線

某工科實訓大樓分為A樓、B樓、C樓、D樓、庫房和消防水池6個單元，均為鋼筋混凝土框架結構。本文以工科實訓大樓A樓一層為例，針對柱、梁、板、墻、門窗等構件設計對比BIM計量和手工算量。

本文依據《房屋建筑與裝飾工程工程量計算規(guī)范》（GB50854-2013）福建省實施細則、《福建省房屋建筑與裝飾工程預算定額》（FJYD-101-2017）、《國家建筑標準設計圖集16G101》等標準規(guī)范，運用晨曦BIM算量軟件進行BIM計量，利用晨曦手算稿軟件進行手工算量。

3 BIM計量與手工算量對比

3.1 BIM計量技術的優(yōu)點

①可視化及模擬性。設計人員通過想象進行二維圖紙繪制，而BIM計量軟件在建模算量的同時能以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），對投標單位而言，能夠同時為商務標、技術標、施工管理提供支持。

圖1 某實訓大樓BIM模型

圖2 實訓大樓某鋼筋節(jié)點詳圖

②優(yōu)化性及協(xié)調性。BIM計量軟件在建模過程中能提前展示項目在施工中遇到的問題及圖紙設計問題等，如同專業(yè)構件之間的碰撞沖突、不同專業(yè)間的碰撞沖突（見圖3、圖4），有利于減少設計變更，因此能夠進一步優(yōu)化設計、施工管理、成本管理和運營管理。

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。基于BIM 模型可輸出各種節(jié)點詳圖、剖面圖、立面圖、平面圖等（見圖5、圖6），在發(fā)生設計變更時，若修改三維模型則對應的各種二維圖紙也會同步修改，因此能夠大幅度提高工作效率。

圖5 晨曦BIM算量軟件導出平面圖

圖6 晨曦BIM算量軟件導出剖面

④快速提量及可傳遞性。對于建筑的主體結構、二次結構、裝飾等，BIM計量軟件都可以通過提取CAD圖層、智能布置等功能快速建模，匯總計算后即可實現(xiàn)單構件、多構件、整棟構件的多元化提量，且隨著信息化程度提高，BIM模型可以通過網絡傳遞、共享，便捷地應用于工程項目的預結算、工程審計中。

3.2 BIM計量與手工算量工程量對比

通過晨曦BIM算量軟件（考慮各構件間的扣減關系建立模型）和手工算量計算某工科實訓大樓的單個構件清單工程量（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算量軟件中構件工程量（門窗、模板工程量單位為m2，其他構件工程量單位均為m3）；B為手工算量中構件工程量（門窗、模板工程量單位為m2，其他構件工程量單位均為m3）；K為晨曦BIM算量軟件中構件工程量與手算構件工程量的差值百分比。

由于晨曦BIM中無法設置矩形梁和現(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，為便于對照，手工算量也分別計算矩形梁工程量、現(xiàn)澆板工程量和有梁板工程量。

通過表2得，在考慮各構件間扣減關系的基礎上使用晨曦BIM算量軟件對建筑工程建模提量時，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，可直接用于工程計價，其中，由于梁相交部分的歸屬不同導致單構件有量差，但梁板工程量之和（即有梁板工程量）基本相等，不影響其用于計價，但需注意BIM模型中柱梁板節(jié)點處不同構件的繪制界限，如繪制有梁板中的主梁時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、模板工程量的準確性。

4 小結

晨曦BIM算量平臺是基于Revit平臺的算量軟件，其能夠打開所有.rvt模型文件進行提量，模型文件也能夠應用于設計優(yōu)化、施工模擬等方面，但由于設計、施工、造價各專業(yè)人員知識不連通，設計階段的模型一般不會考慮后續(xù)計價的使用，若將其用于工程造價行業(yè)算量和計價，則需大量時間先考慮扣減規(guī)則（如框架梁與框架柱的扣減規(guī)則等）檢查、調整模型文件使模型幾何尺寸與計量規(guī)則一致后再匯總提量，效率相對較低。而一些專業(yè)用于造價算量軟件（如廣聯(lián)達BIM土建計量平臺GTJ），其模型需經文件格式轉換以適應Revit，轉換過程較為繁瑣，且仍需進行模型檢查、調整。總體而言，BIM計量技術雖然大幅度提高了計量效率和準確性，但仍需完善以同時適應設計、施工、造價等專業(yè)的需要，以實現(xiàn)實際意義的一模多用。