大型貨運機場BIM計量計價應(yīng)用及審核要點研究

支小剛，李 強，阮江平，李志豪

（上海寶冶集團有限公司，上海 200941）

1 工程概況

鄂州花湖機場項目定位為專業(yè)性貨運樞紐機場，作為我國民航首批“四型機場”示范項目和住建部建筑信息化改革試點項目，秉承建設(shè)、運營一體化的理念，以“智慧機場”為目標(biāo)，致力于全方位、全過程推廣BIM應(yīng)用，并通過一套模型實現(xiàn)項目的全生命周期管理。

鄂州花湖機場項目轉(zhuǎn)運中心工程指廊及綜合業(yè)務(wù)樓工程主要包括指廊、綜合業(yè)務(wù)樓、室外工程、配套工程、航材特運庫、機組休息室、走馬石景觀保護區(qū)等，房屋總建筑面積約21.6萬m2，主要結(jié)構(gòu)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，本文以此為例，針對BIM模型從深化階段到計量計價階段的模型審核要點進行研究分析。

2 BIM計量計價模型

“計量計價模型”即BIM模型在容差范圍內(nèi)精確計算工程量，并依據(jù)項目工程量清單內(nèi)容和綜合單價，利用模型計算工程量并得出工程價款。因此，為使BIM模型達到計量計價的精細(xì)度，首先需明確模型深化原則及模型拆分原則。

2.1 模型深化原則

本項目針對各專業(yè)BIM模型深化制定了一系列深化原則，依據(jù)專業(yè)劃分，對模型結(jié)構(gòu)、模型構(gòu)件分類、模型構(gòu)件信息及編碼、模型審批及模型計量計價等進行極為細(xì)致的規(guī)定，以確保BIM模型的準(zhǔn)確性。具體模型深化工作應(yīng)滿足本項目設(shè)計工作要求（設(shè)計圖紙內(nèi)容）和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，深化內(nèi)容如下。

1）結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)、墻、梁、板、柱、止水帶、墊層、集水坑、電梯基坑、設(shè)備基礎(chǔ)、樓梯、排水溝等及其鋼筋深化模型。

2）建筑 建筑墻、零星砌體、門、窗、臺階、樓梯、欄桿、扶手、坡道、電梯、扶梯、停車位及配件、樓板洞口、墻洞口、排水溝、二次結(jié)構(gòu)等及其構(gòu)造配筋。

3）裝飾 地面裝飾工程、墻面裝飾工程、頂棚裝飾工程、踢腳裝飾工程、門窗裝飾、衛(wèi)浴裝置/裝飾設(shè)備、家具等。

4）電氣 電氣橋架、電纜、配電箱柜、照明燈具、消防報警設(shè)備、開關(guān)插座、其他末端點位等。

5）給排水 給排水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、設(shè)備閥門、水箱水池、末端點位等。

6）暖通 暖通水系統(tǒng)、暖通風(fēng)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、水閥風(fēng)閥、風(fēng)機設(shè)備、空調(diào)機組、制冷機組、末端風(fēng)口等。

2.2 模型處理原則

鄂州花湖機場是首個采用BIM模型進行全過程質(zhì)量驗評和計量計價的項目，施工現(xiàn)場嚴(yán)格遵守“按模施工”“現(xiàn)場不出現(xiàn)施工藍(lán)圖”的施工原則，故對模型建模及模型后期處理要求極高。

2.2.1 模型切圖原則

模型切圖重點應(yīng)為立面圖、剖面圖和詳圖，同時宜補充工程重難點部位的三維透視圖、軸測圖、剖切圖和三維節(jié)點圖等，更準(zhǔn)確地表達設(shè)計意圖，有效發(fā)揮BIM技術(shù)的價值。如設(shè)計說明、門窗表、機房大樣及詳圖、明細(xì)表等信息在模型中完成；同時制定圖紙目錄、樣式、圖框等信息，標(biāo)注必要的尺寸信息，再依據(jù)模型導(dǎo)出圖紙。

2.2.2 模型扣減原則

1）根據(jù)扣減規(guī)則，需修改墻梁板柱等構(gòu)件之間的剪切關(guān)系，完善連接。

2）由于鋼筋搭接等措施手段在清單綜合單價中已考慮損耗率，因此在模型深化過程中，不應(yīng)出現(xiàn)搭接情況。

3）建筑墻體繪制過程中，遇到與柱相交位置，墻體需斷開，分段繪制；墻體的底部標(biāo)高與結(jié)構(gòu)樓板頂面平齊，頂部標(biāo)高與結(jié)構(gòu)樓板底面或結(jié)構(gòu)梁底面平齊；所有墻體繪制均按樓層劃分，不能一面墻體貫穿整個樓層標(biāo)高。

4）建筑面層、天花等宜按房間劃分單獨建模，并確保與結(jié)構(gòu)樓板之間無間隙和重疊部分。

2.3 模型拆分原則

本項目模型工作量極大，不但要進行結(jié)構(gòu)鋼筋的建模，而且要繪制電纜線管，構(gòu)件總數(shù)超1 000萬個，考慮計算機的性能要求及報審平臺的承載能力，必須進行模型拆分，并且模型拆分可顯著提高模型深化效率及檢驗批劃分、質(zhì)量驗評或清單掛接效率，同時在一定程度上避免構(gòu)件出錯率。模型拆分大致分為4個原則：根據(jù)模型構(gòu)件數(shù)量、構(gòu)件類別、專業(yè)類別拆分；根據(jù)檢驗批（分部分項）拆分；根據(jù)正負(fù)零分界或者樓層拆分；按模型特性或其他特殊要求拆分。

除此之外，模型拆分時還需要結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況、設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)管理人員、資料員的確認(rèn)判斷拆分的合理性。

1）首先按地下、地上、樓層進行劃分，再以專業(yè)劃分為建筑、結(jié)構(gòu)（柱、梁、墻、板等）、給排水、暖通、電氣、內(nèi)裝等。

2）結(jié)合設(shè)計圖紙，以結(jié)構(gòu)為例，按后澆帶、伸縮縫等劃分，同時結(jié)合檢驗批大小再劃分（技術(shù)管理人員、資料員可針對此進行交底），比如一個區(qū)域的樓板和相鄰區(qū)域的樓板在建模時不能做成一個整體，而是要各自分開。

3）同一分部分項的構(gòu)件拆分成一個模型文件，對于某些零星構(gòu)件可合成一個模型文件，前提是構(gòu)件數(shù)量較少，對計算機性能要求較低，比如集水坑和檢修通道等。

為此，把拆分后的模型按標(biāo)準(zhǔn)進行深化，經(jīng)一系列報審及測試后，最終得到計量計價模型。

3 審核要點

BIM模型的精細(xì)程度關(guān)系到計量和計價的準(zhǔn)確性，因此，在鄂州花湖機場項目BIM模型深化時，除上述對模型進行處理后，需要在模型深化過程中制定模型審核要點，確保模型的精細(xì)度能達到計量計價要求。

3.1 圖模一致性

圖模一致性即BIM模型與設(shè)計圖紙表達信息不一致，不僅要對設(shè)計模型的一致性進行審核，而且要對深化模型進行審查。在建設(shè)行業(yè)領(lǐng)域中，施工圖紙修改和變更的情況屢見不鮮，尤其是“三邊”工程，即邊勘測、邊設(shè)計、邊施工，圖紙?zhí)幱诓环€(wěn)定狀態(tài)且根據(jù)現(xiàn)場施工進度迭代更新，同時未施工區(qū)域的圖紙深度達不到施工要求。在引入BIM技術(shù)后，可以直觀地發(fā)現(xiàn)許多細(xì)節(jié)性錯誤，包括構(gòu)件的尺寸、標(biāo)高等，甚至于構(gòu)件存在的沖突、遺漏現(xiàn)象，利用BIM技術(shù)搭建三維模型可解決此類問題。同時，設(shè)計方提供設(shè)計圖紙、設(shè)計模型后，需核對模型與圖紙所表達的信息是否一致，若有不一致處，需聯(lián)系設(shè)計方進行核查，并做好相應(yīng)圖紙會審記錄。另外，設(shè)計模型只是讓除設(shè)計方之外的各參建方更好地把控單體的整體情況及更好地理解設(shè)計意圖，但作為BIM深化團隊，設(shè)計模型作為圖紙的另外一種表達方式，參考的同時需核對其構(gòu)件信息的準(zhǔn)確性，與設(shè)計圖紙是否存在信息出入，做好相應(yīng)的圖紙問題清單，再反饋給設(shè)計方解決問題，與此同時，深化團隊人員應(yīng)充分識圖，認(rèn)真深化，避免因識圖有誤或軟件操作有誤導(dǎo)致模型與圖紙表達信息不一致，而此類情況集中體現(xiàn)在構(gòu)件的尺寸及位置、鋼筋直徑及根數(shù)、墻厚及位置、預(yù)埋件位置、管道直徑及位置及構(gòu)件重復(fù)等。

3.2 幾何剪切碰撞

幾何剪切碰撞分為兩個部分，一個是“剪切”，另一個是“碰撞”，而造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于模型構(gòu)件未按扣減規(guī)則調(diào)整墻、梁、板、柱等構(gòu)件之間的剪切關(guān)系所導(dǎo)致，小部分是由于扣減順序出錯。

1）“剪切”，即兩個構(gòu)件相互扣減，但扣減關(guān)系不正確，如結(jié)構(gòu)板扣減了結(jié)構(gòu)柱。對于此類問題，需在深化過程中遵循構(gòu)件的扣減規(guī)則，即混凝土強度相同時，模型單元優(yōu)先級應(yīng)符合基礎(chǔ)＞結(jié)構(gòu)柱＞結(jié)構(gòu)梁＞結(jié)構(gòu)墻＞結(jié)構(gòu)板＞建筑柱＞建筑墻的規(guī)定，其中優(yōu)先級較高的模型單元不應(yīng)被優(yōu)先級較低的模型單元重疊或剪切，優(yōu)先級相同的模型單元不宜重疊。

2）“碰撞”，即兩個構(gòu)件未發(fā)生扣減。一般來說，兩個構(gòu)件需按扣減規(guī)則相互扣減后，即可避免出現(xiàn)碰撞情況，尤其是對于混凝土計量，若不進行扣減，則混凝土重復(fù)計量，混凝土量增加。為避免此類情況發(fā)生，單專業(yè)模型可利用Revit軟件中自帶的碰撞檢查功能查找構(gòu)件碰撞，再根據(jù)碰撞檢查報告調(diào)整模型構(gòu)件；對于多專業(yè)，則可利用Navisworks軟件實現(xiàn)多專業(yè)模型碰撞檢測，協(xié)同工作，消除碰撞。

另外，對于預(yù)埋件及預(yù)埋孔洞，在土建專業(yè)模型下，應(yīng)結(jié)合其他專業(yè)深化模型，合理扣減。

3.3 參數(shù)賦值

在計量計價模型中，參數(shù)賦值尤為重要，一旦出錯將導(dǎo)致某項工程量增大，計價結(jié)果偏差也會很大，對質(zhì)量驗評環(huán)節(jié)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。模型“參數(shù)”共分為三大類：項目信息參數(shù)、構(gòu)件屬性信息參數(shù)及與清單有關(guān)的信息參數(shù)。

1）項目信息參數(shù) 包括單項工程、單位工程、子單位工程、階段、版本、模型文件名稱等主要參數(shù)。對于整個項目，子單位工程參數(shù)可用于項目平臺判斷該模型所屬區(qū)域；版本則表明該模型修改次數(shù)，也可避免模型混淆；模型文件名稱參數(shù)是唯一的，可使平臺識別該模型并顯示到各流程中。

2）構(gòu)件屬性信息參數(shù) 包含專業(yè)、子專業(yè)、分部工程、子分部工程、分項工程等參數(shù)信息。此類參數(shù)信息關(guān)系到檢驗批劃分和質(zhì)量驗評環(huán)節(jié)，隸屬于建筑工程分部分項工程劃分，可根據(jù)國家規(guī)范填寫。檢驗批劃分是在對應(yīng)平臺上操作，其通過構(gòu)件填寫的分部分項信息進行識別并按劃分原則進行劃分，同時掛接到工序表單上，并最終在質(zhì)量驗評環(huán)節(jié)中體現(xiàn)。

3）與清單有關(guān)的信息參數(shù) 主要為混凝土強度等級、抗?jié)B等級、耐火等級、耐火極限以及構(gòu)件設(shè)計屬性及構(gòu)件編碼信息。柱、梁、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度等級不一致，需要具體區(qū)分；地下部分尤其是地下室，有抗?jié)B要求的地方，其混凝土用料及價格也不相同，需要一一分類。對于構(gòu)件的設(shè)計屬性，實際是將構(gòu)件尺寸、位置等設(shè)計信息賦值在軟件操作界面的屬性欄中，使構(gòu)件信息明顯和齊全，而構(gòu)件編碼信息是對每個構(gòu)件賦予唯一的“身份”，是在計價階段平臺能夠識別構(gòu)件的唯一標(biāo)識，一旦編碼出現(xiàn)錯誤或出現(xiàn)重復(fù)的情況，則此構(gòu)件無法識別及計價，構(gòu)件作廢。構(gòu)件編碼由36位數(shù)字組成，包含工程（項目）.單項工程.單位工程.子單位工程_階段.專業(yè).子專業(yè).二級子專業(yè)_構(gòu)件類別.構(gòu)件族.構(gòu)件類型_構(gòu)件實例屬性。例如：項目中鋼筋_HRB400_8的其中一個構(gòu)件實例編碼為01.01.01.01_04.03.06.01_01.0001.0011_0000521822示：湖北國際物流核心樞紐項目.新建湖北鄂州民用機場轉(zhuǎn)運中心工程.轉(zhuǎn)運中心.轉(zhuǎn)運中心_施工準(zhǔn)備階段.結(jié)構(gòu)專業(yè).鋼筋.鋼筋_鋼筋類別.鋼筋.直徑8_第521 822根鋼筋，因此，在模型審核中，對構(gòu)件編碼的審核是重中之重，如圖1所示。

圖1 構(gòu)件信息總表

3.4 報審規(guī)范性

“報審規(guī)范性”涉及兩個方面，一方面是報審文件的規(guī)范性，包括主文件和附件，如模型附件文件夾命名及存放內(nèi)容、模型文件命名等；另一方面是流程報審的規(guī)范性，包括表單填寫內(nèi)容及審核項表內(nèi)容等。

1）報審文件分為主文件和附件。主文件只包含深化模型和深化圖紙，是作為平臺識別的主要文件；報審附件包括：01深化模型-02深化依據(jù)-03設(shè)計交底和圖紙會審文件-04送審表及自審報告-05各方審核意見-06邊界確認(rèn)文件-07凈高分析報告（如有）-08構(gòu)件數(shù)據(jù)變動對比表（如有）-09構(gòu)件明細(xì)表-10成果清單-11鏈接文件-12Tekla模型（如有），主要用于各方審核模型。

2）報審流程的模型分為過程版模型（即根據(jù)審核意見不斷升版修改的深化模型）及歸檔模型（即根據(jù)最后一輪審核意見修改完成并通過五方晨會會審的深化模型）兩類，其流程填寫劃分為報審表單及審核項表單兩大部分。其中，報審表單大致劃分3個部分，第一部分為報審所屬，即項目名稱、審核方等信息；第二部分為模型附件文件按類別上傳，如邊界確認(rèn)文件、深化模型、深化圖紙等；第三部分即流程流轉(zhuǎn)中各方的審核意見。

過程版文件報審只針對深化模型外審過程，因此需著重于模型文件的報審規(guī)范性，同時流程終結(jié)于建設(shè)方總工辦審核（見圖2）。

圖2 過程性模型報審審核流程

歸檔文件報審需走正式版流程審核后歸檔。歸檔流程不僅注重報審的模型文件是否正確，同時對模型邊界確認(rèn)文件、圖紙會審文件、構(gòu)件編碼等著重審核，流程終結(jié)于建設(shè)方項目總監(jiān)審核（見圖3）。

圖3 過會模型歸檔審核流程

針對報審流程，在BIM模型確保無誤的情況下，上傳時需要值得注意的是：模型需要按專業(yè)分開上傳，尤其是機電專業(yè)的預(yù)留預(yù)埋，按電氣、給排水及暖通專業(yè)分開報審；邊界確認(rèn)文件如有則必須上傳，不可遺漏；圖紙會審需按項目要求規(guī)范化，同時加蓋單位公章后上傳；上會通過的BIM模型，其會議紀(jì)要需附帶會議簽到表在平臺進行上傳；對于一次性上傳有可能超過平臺限制的，可將文件分開并多次上傳，滿足平臺允許容量。

3.5 模型切圖

按模施工是獨具特色的一項由信息化主導(dǎo)施工的工作，而模型切圖作為輔助手段，在審核階段同樣需要重視。以結(jié)構(gòu)鋼筋為例，出圖要點如下。

1）平、剖面視圖 構(gòu)件尺寸、標(biāo)高及鋼筋直徑、根數(shù)、排布間距等信息。

2）三維軸測圖 直觀展示構(gòu)件內(nèi)部鋼筋排布樣式，輔助標(biāo)注鋼筋信息。

3）鋼筋統(tǒng)計表 對鋼筋類型、直徑、長度、數(shù)量等進行統(tǒng)計，必要時附上鋼筋圖例。

4）必要的說明文字 對表達不清的圖形或其他內(nèi)容需附上必要的說明文字。

4 結(jié)語

鄂州花湖機場項目是全國首個采用BIM模型進行全過程質(zhì)量驗評和計量計價的項目，項目遵循精準(zhǔn)建模-按模施工-按模質(zhì)量驗評-按模計量支付的全新路徑，驗證了采用BIM模型施工的可行性。隨著BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域內(nèi)快速發(fā)展，基于項目全生命周期BIM 協(xié)同將會成為主流，不僅在加快進度、提高施工質(zhì)量的指標(biāo)里起著指導(dǎo)性的作用，還在節(jié)約成本、科學(xué)管理的范圍內(nèi)增大了信息化的滲透，其對于整個工程的整體效益有著顯著的提升。

基于BIM模型的計量計價將向標(biāo)準(zhǔn)化邁進一步，按模施工也將BIM技術(shù)推向更高的地位，隨著BIM技術(shù)的深入應(yīng)用，基于BIM的質(zhì)量驗評與計量計價將會受到項目管理人員的推崇，BIM技術(shù)也必將作為提高建筑行業(yè)效率和利潤的有效途徑之一。