基于清華斯維爾軟件的建筑工程三維算量研究

王源佑　祝連波　衣好光

摘要：文章就三維算量軟件在建筑工程中較二維算量的優勢及應用展開詳細的論述，重點探討了三維算量在算量數據準確性和速度上的優勢，并用清華斯維爾BIM三維算量軟件對清華信息港科研樓工程分析在建筑工程中的應用。

Abstract： This article introduced the advantage and application of 3D quantity calculation software compared with 2D quantity calculation software in detail， and focused on the advantage of 3D quantity calculation in data accuracy and speed， and analyzes the application of Thsware BIM 3D quantity calculation software in Tsinghua Teleport Research Activities Building engineering.

關鍵詞： 三維算量；二維算量；清華斯維爾；BIM軟件

Key words： 3Dquantity calculation；2Dquantity calculation；Tsware；BIM software

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0167-03

0 引言

“國家十二五規劃”重視發展BIM理論及技術，國內對BIM理論和技術的研究洶涌而至。住建部的《2011-2015建筑業信息化發展綱要》中明確提出對BIM技術的研究[1]。未來建筑產業的發展方向就是建筑業的能耗降低，信息化快速發展，建筑產業生產效率提高，實現建筑產業的精細化發展[2]。在閱讀大量參考文獻和前人的研究成果后，BIM三維算量軟件較二維算量在算量數據準確性和速度上的優勢及應用不夠明確，結合清華斯維爾軟件以清華信息港科研樓工程為例，清華斯維爾BIM三維算量軟件較二維算量的優勢，從而大力推廣BIM技術的應用。

1 基于清華斯維爾BIM三維算量軟件的優勢

清華斯維爾BIM三維算量軟件較二維算量的顯著優勢是快速精確建安工程計量算價。

基于圖紙的二維算量，牽涉的部門眾多、面臨大量的數據、子項目很難分解等眾多難題，基于算量的估算、預算、核算、決算時復雜情況[3]，采用數據共享技術，建立三維模型基礎上，再通過自動算量可以做到多個部門共享一個模型，多次利用算量結果，進而來降低成本。自動算量技術明確定義了每個構件，通過軟件建立的模型導出含有構件、鋼筋、混凝土等明細表。此外，方便檢查和進行動態查詢，并且能直接計算匯總，這就使建設過程中算量的工作量大大減少，而且統計分析工作就很輕松。

基于BIM的實際成本核算方法，較傳統方法具有挖回填工程、地下室邊坡支護、外墻裝飾工程等，為竣工結算送審造價提供基礎參考數據[4]。將BIM建模與BIM專項應用分解，建模工作為工作量大的一般勞動[5]，BIM專項應用工作為專業性強、經驗要求高的智力工作，實現分工與協作，提高效益。提供便捷的手工建模和智能建模兩種BIM建模功能，經過工程識圖培訓和軟件簡單入門培訓即可掌握建模方法；在簡單建模方法基礎上建立復雜模型。

目前我國國內在工程量的計量規則上并沒有一個統一的標準，例如，對墻梁板柱的交叉接觸部分的扣減計算方式，各省市地方都有著自己的標準[6]。在傳統人工計算工程量時，計算并匯總工程量對造價人員是一個極其困難的工作。在參數化模型的基礎，通過BIM技術按照空間拓撲關系和三維計算規則，造價人員只需要改變相應的扣減計算規則，軟件就會自主完成扣減運算，并將工程量信息精確完整地統計出來。

另外，在嚴格按照計算規則的前提下，傳統手工算量與軟件算量準確性一致，顯然，軟件更簡便快捷，而且實際工作中手工算量只是概算而非嚴格按照計算規則計算。

2 基于清華斯維爾BIM三維算量軟件的案例分析

2.1 工程簡介

7萬多平方米，擬建14層，總造價2.06億元的清華信息港科研樓，該項目位于深圳市北環大道與科苑大道交匯處東北角，西鄰已建成的一期A棟技術孵化樓，南朝緊鄰北環大道輔道，北側是擬建工程唯一的進出通道；市政管道臨近建筑用地；東北側是其他企業辦公樓；深圳市直升機場就在西邊2.5公里處，屬建筑高度控制區域。結合清華斯維爾軟件，進行算量分析。

2.2 清華斯維爾BIM三維算量軟件的應用

2.2.1 精確建安工程量

①建筑專業。二、三維，同步設計；THS-BIM三維算量的基礎土方軟件自動采集網點自然標高、設計標高，等高線識別、網格土方三維顯示，輕松解決土方算量問題[7]；在內外墻面，利用已有的工程模型，通過展開拉伸墻面的正立面、背立面、側立面區域[8]，自有切割指定裝飾做法，快速準確計算內外墻裝修工程量；軟件自帶工程對比模塊，導入不同人做的同一個工程，自動分析快速定位兩個工程各層、各類構件的做法[9]，工程量或實物量差異、鋼筋差異，并形成差異數據報表；斜墻斜柱、分層土方按實際計算歸并輸出工程量；還可以自動布置欄桿和扶手，減少漏項[10]；門垛、防水反坎、異形欄板等算量全面，計算準確；梁柱板墻混凝土強度差處結點計算，專業又智能。這就增強了土建算量的準確性。（圖1）

②結構專業。建筑傳遞柱、梁、墻、板等結構信息進入BIM結構分析軟件，直接得到受力分析以及配筋圖；正確反映鋼結構平面（鋼柱、鋼梁、鋼桁架、組合樓板）的類型、截面尺寸和鋼材等級。（圖2）

③安裝工程。管線二、三維同步設計；機電部分建模范圍包括機電全專業，如：空調、給排水、強電、弱電、燃氣、雨水、消防；給排水所有管線和各機電專業管線、設備機房內的管線、管道支吊架、管線、閥門的保溫；各類機電末端：燈具、溫感、噴淋、開關、插座、消防控制器等。（圖3）

2.2.2 算量和造價

THS-BIM三維算量軟件提供了二維圖紙智能識別建模功能，智能識別算法高效轉化二維圖紙為三維BIM模型，可極大提高工作效率，還可以有效利用設計院的BIM模型設計成果，做到一鍵識別快速算量建模，節約50%算量建模時間。算量模型一鍵導入，快速計價。

2.2.3 案例小結

時間快捷方面，在選擇增加層高3.7還是3.8米時，若手工計算需耗時2-3天，施工單位是不能接受這樣的時間延誤的。用已建好的算量模型，2個小時就確定了不同層高所需費用；通過BIM三維算量軟件，可對工程項目起到控制盲目決策的作用，假設案例中隨便確定3.8米為變更高度，將對環境、費用投入等都有帶來極大風險；利用BIM軟件，對工程項目起到造價控制作用，如通過費用比對選擇3.7米層高，就會少投入65.33萬元；在指導施工管理方面，如果不進行比較，其模板的利用和備料就會造成浪費和不能保證工程質量。

3 結論

①微觀方面，清華斯維爾BIM三維算量軟件的優勢主要體現在快速、準確地處理工程量信息，改變傳統思維以及工作方式等方面；②宏觀方面，基于清華斯維爾BIM的三維算量軟件提高了工程項目各參與方對成本控制的能力，同時也為各方節約了成本。

目前BIM主要在一些大型項目和設計院中使用，因此，大力推廣BIM三維算量軟件在建筑工程中的應用勢在必行，從而加強BIM技術在工程項目全過程造價控制中的應用。

參考文獻：

[1]吳荻.論BIM技術及其在工程成本控制中的應用[J].現代裝飾（理論），2012（5）：175-177.

[2]楊一凡.基于BIM的工程項目成本控制分析[D].大連：大連理工大學，2014.

[3]桑培東.基于BIM的建設項目成本動態監控可行性研究[J].價值工程，2013（6）；1006-4311.

[4]張修德.基于BIM技術的建筑工程預算軟件研制[D].北京：清華大學，2011.

[5]陳艷玲.應用BIM技術在工程項目投標上使用效果分析[J].2014（5）：72-74，99.

[6]王耀.BIM技術價值分析及其在建筑施工階段的應用實踐[J].福建建筑，2013（12）：79-81.

[7]劉眾，徐濤，唐賢斐.BIM在改造項目招投標管理中的應用探討[J].2014（6）：8-10.

[8]裴卓非.BIM技術與物聯網在施工階段的應用[J].建材技術與應用，2013（1）：60-62.

[9]曹旭明，張士彤.BIM技術在機電施工階段的應用[J].建筑技術，2013（10）：909-912.

[10]朱建國.BIM技術在施工階段的應用策略研究[J].建筑施工，2013（7）：1004-1001.