基于BIM軟件的工程量計(jì)算方法研究

王淑嬙， 周啟慧

(湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430068)

基于BIM軟件的工程量計(jì)算方法研究

王淑嬙， 周啟慧

(湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430068)

從BIM應(yīng)用于建筑工程算量的角度，以某實(shí)際工程為例，進(jìn)行理論分析和案例對比研究，實(shí)踐表明合理使用BIM軟件建模，可以直接、高效、準(zhǔn)確地計(jì)算大多數(shù)組件的工程量。為解決算量軟件本土化的問題，進(jìn)一步提出了國外BIM軟件(Revit)的優(yōu)化方法。

BIM； 工程量計(jì)算； 接口軟件

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是以三維幾何模型為載體，集成建筑物的物理信息和過程信息，通過開放性的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)建筑工程各參與方的信息共享[1]。利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程量計(jì)算的思路是：在模型建立后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別模型構(gòu)建中的類型注釋和幾何屬性，通過構(gòu)件的類型進(jìn)行分類，并根據(jù)模型中的運(yùn)算規(guī)則計(jì)算并匯總得到明細(xì)表。BIM模型算量大體有兩種方法：一種是利用BIM模型在軟件內(nèi)直接進(jìn)行算量,另一種是將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部軟件后根據(jù)軟件的計(jì)算規(guī)則進(jìn)行算量。

本文在理論分析的基礎(chǔ)上，通過案例來對比研究BIM算量軟件和傳統(tǒng)算量軟件的優(yōu)缺點(diǎn)并提出優(yōu)化BIM算量軟件的思路。

1 基于BIM的工程算量模式

1.1 建筑業(yè)工程量計(jì)算現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)大多數(shù)算量軟件都是基于CAD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，例如清華斯維爾軟件，魯班，廣聯(lián)達(dá)等。在算量時(shí)都需要根據(jù)工程量信息重新建立模型，然后將各構(gòu)件信息與相應(yīng)的清單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在手工錄入和調(diào)整的過程中會(huì)增加人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)[2]。此外，這些軟件對不規(guī)則形體(如曲面形體)的計(jì)算能力較弱。這些因素使得工程造價(jià)與工程決算價(jià)格相差很大，甚至?xí)鸸こ碳m紛，阻礙工程的進(jìn)展。

基于BIM技術(shù)的工程算量還處于初級階段，一些標(biāo)志性的建筑開始應(yīng)用BIM技術(shù)，例如上海大廈利用BIM技術(shù)和其他軟件進(jìn)行施工模擬和機(jī)電模擬，并提取BIM模型中的工程量統(tǒng)計(jì)信息，配合合約部、采購部以及投資監(jiān)理，對項(xiàng)目工程量和成本實(shí)行精確控制[3]。廣州東塔在建設(shè)的過程中利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型與進(jìn)度、工作面、圖紙、清單、合同條款等大量信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)關(guān)聯(lián)，解決了事前預(yù)控少，變更圖眾多，成本分析工作量大等問題[4]。

1.2 基于BIM的工程算量的特點(diǎn)

1)BIM平臺(tái)軟件(如revit)相對于CAD平臺(tái)軟件只需要一次建模。通過建立三維數(shù)據(jù)庫可快速、準(zhǔn)確地匯總工程量。

2)它貫穿了建設(shè)的各個(gè)階段，BIM模型的信息在各個(gè)環(huán)節(jié)可以隨時(shí)流動(dòng)，這就解決了項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段的信息交流困難的問題。

3)當(dāng)修改模型信息時(shí)，工程量隨之修改；工程量出現(xiàn)變更時(shí)，模型也會(huì)在此基礎(chǔ)上相應(yīng)調(diào)整，使工程算量程序簡化。

4)在二維或三維視圖狀態(tài)下均可以修改模型數(shù)據(jù)，真正做到了數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，優(yōu)化了工程算量的精細(xì)度。使用參數(shù)化的BIM模型，可以減少人工操作失誤，降低成本，縮短工期[5]。

5)BIM可以準(zhǔn)確描繪出非幾何信息，對不規(guī)則曲面的計(jì)算能力強(qiáng)。

2 案例分析

以晉江華泰國際新城92#樓為例，分別用revit2016和魯班土建算量2015計(jì)算土建部分工程量，對算量流程和方法進(jìn)行對比，分析兩者之間的差異。

2.1 工程概況

本文以晉江華泰國際新城92#樓為對象，進(jìn)行土建工程量計(jì)算方法分析。該項(xiàng)目位于晉江，框架結(jié)構(gòu)。建筑總高度22.8 m共6層，建筑面積2399.3 m2，屬多層商業(yè)用房。

2.2 算量流程對比分析

使用魯班土建算量軟件進(jìn)行算量，首先按照CAD圖紙的信息畫出二維平面圖，并在二維平面圖上添加標(biāo)高和樓層生成三維模型，同時(shí)需要手工設(shè)置組件參數(shù)。建立模型后進(jìn)行合法性檢查，修改存在問題的構(gòu)件。然后套清單定額，得出工程量。根據(jù)匯總的工程量報(bào)表導(dǎo)出匯總數(shù)據(jù)，流程見圖1。

圖 1 基于魯班土建的算量流程

使用Revit軟件進(jìn)行算量，首先繪制標(biāo)高軸網(wǎng)，然后根據(jù)項(xiàng)目信息依次放置柱、梁、墻、板，最后安裝門窗創(chuàng)建屋面。模型的顯示和修改具有聯(lián)動(dòng)性，完成模型后導(dǎo)出明細(xì)表，匯總得到工程量報(bào)表，流程見圖2。

圖 2 基于revit的算量流程

2.3 數(shù)據(jù)分析

分別使用魯班土建算量軟件和Revit軟件進(jìn)行建模，并導(dǎo)出土建工程量進(jìn)行對比。

對比模型見圖3、圖4。

魯班算量匯總見圖5。Revit內(nèi)外墻明細(xì)見圖6。

將數(shù)據(jù)整理得表1。

圖 3 魯班建模模型 圖 4 Revit建模模型

圖 5 魯班算量匯總

圖 6 revit內(nèi)外墻明細(xì)

項(xiàng)目AutodeskRevit/m3魯班算量/m3差異率/%樓板282．03261．657．78梁214．64219．07-2．02柱202．75213．51-5．04墻383．52373．792．60合計(jì)1082．941068．021．39

2.4 對比結(jié)論

1)在操作過程中發(fā)現(xiàn)，基于Revit的算量過程需要的時(shí)間要明顯少于基于魯班算量軟件所需要的時(shí)間。Revit能提高算量效率的原因有：a)Revit可以實(shí)現(xiàn)二維和三維的同步修改，當(dāng)修改三維的參數(shù)時(shí)，二維數(shù)據(jù)同步修改。b)BIM可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與算量同步進(jìn)行。當(dāng)組件參數(shù)、位置等變化時(shí)，工程量隨之變化[6]。c)利用BIM軟件的工程量提取和統(tǒng)計(jì)需要的時(shí)間少于魯班算量軟件進(jìn)行工程量匯總的時(shí)間。

2)BIM軟件能夠讓組件間的扣減運(yùn)算更準(zhǔn)確。在Revit軟件中，梁板柱、墻板、門窗及其主墻體之間自動(dòng)扣減，實(shí)現(xiàn)組件功能結(jié)構(gòu)和幾何關(guān)系的協(xié)同統(tǒng)一[7]。特別是在大型的建筑項(xiàng)目中，自動(dòng)扣減的功能就發(fā)揮了極其重要作用，不僅減少了造價(jià)人員的工作量，也提高工程量計(jì)算的準(zhǔn)確率。

3)BIM軟件組件間的聯(lián)動(dòng)效果更顯著，設(shè)計(jì)變更的部分可以在工程量明細(xì)表中自動(dòng)變更。當(dāng)某個(gè)組件的參數(shù)或位置發(fā)生變化時(shí)，該組件的其他相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)更新，并且與之關(guān)聯(lián)的其他組件的關(guān)聯(lián)參數(shù)和位置也會(huì)發(fā)生變化[8]。確保算量的準(zhǔn)確性，變更的工程量也可以及時(shí)反饋。

4)表1為利用Revit的統(tǒng)計(jì)功能和魯班算量對案例工程結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行算量的結(jié)果對比。BIM算量精度滿足可接受偏差規(guī)定的(±10%)的范圍內(nèi)。

5)對于表1中單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果存在差異性的原因歸納如下：BIM模型板扣減柱、板扣減梁的扣減規(guī)則與國內(nèi)算量的要求不一致。同時(shí)，BIM的構(gòu)件劃分思路與傳統(tǒng)方式的設(shè)計(jì)階段的工程造價(jià)劃分思路不一樣，前者是按照建筑構(gòu)造功能性單元?jiǎng)澐郑笳呤且越ㄖ┕すしN或工作來劃分。BIM主流軟件缺乏對國內(nèi)現(xiàn)行算量兼容的計(jì)算規(guī)則，因此BIM算量軟件需要針對上述問題不斷優(yōu)化。

3 Revit工程量計(jì)算短板的優(yōu)化方法

3.1 開發(fā)思路

為了實(shí)現(xiàn)模型在Revit軟件和傳統(tǒng)算量軟件的高效銜接，既充分體現(xiàn)Revit的精確建模能力，又能適應(yīng)國內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)范要求，接口軟件的開發(fā)尤為重要。目前，基于revit平臺(tái)的二次開發(fā)的思路有兩種：

一種是開發(fā)銜接Revit和傳統(tǒng)算量軟件的接口軟件。Revit模型需要借助傳統(tǒng)算量平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工程量計(jì)算，接口軟件不具備算量功能，例如廣聯(lián)達(dá)BIM算量和魯班BIM算量。

另一種是直接在revit中設(shè)置各地清單定額和扣減規(guī)則。不需要插件導(dǎo)出到傳統(tǒng)算量軟件里面，直接在revit套清單，查看報(bào)表。并且報(bào)表比revit自帶明細(xì)表更詳細(xì)，同時(shí)能輸出計(jì)算式，可以把其當(dāng)成建模工具，例如新點(diǎn)比目云5D算量。

3.2 接口軟件特點(diǎn)

針對國外BIM軟件(Revit)本土化問題，根據(jù)工程狀況選擇合適的接口軟件尤為重要，下面對三種類型的接口軟件進(jìn)行介紹。新點(diǎn)比目云5D算量是第一個(gè)在Revit平臺(tái)上的5D算量軟件。在設(shè)計(jì)、施工、成本和進(jìn)度控制環(huán)節(jié)通用一個(gè)模型，科學(xué)地避免了反復(fù)建模。該軟件提供三維輔助設(shè)計(jì)，按照不同的地區(qū)清單、定額計(jì)算規(guī)則計(jì)算工程量。一鍵智能布置墊層、構(gòu)造柱、土方、過梁等。內(nèi)置適用全國清單和定額規(guī)則。缺點(diǎn)是只能自動(dòng)套2008清單。并且Revit過濾器不夠優(yōu)良，構(gòu)件篩選存在不足。

廣聯(lián)達(dá)BIM算量有多種模式，實(shí)現(xiàn)一鍵全樓統(tǒng)計(jì)，管線一鍵整樓識(shí)別，改善了審核難度大、工作效率低等問題。存在的缺點(diǎn)有：Revit模型通過接口軟件轉(zhuǎn)換成廣聯(lián)達(dá)平臺(tái)模型的過程中，存在數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象，并且轉(zhuǎn)換模型的要求極高，對構(gòu)建的名稱等有嚴(yán)格要求，適用性較差，沒有全國版本。

魯班BIM算量對二維CAD圖紙轉(zhuǎn)化識(shí)別效率較高，同時(shí)兼容BIM模型的格式。運(yùn)用云技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線查找，可以對創(chuàng)建的模型進(jìn)行檢查，減少建模缺失和錯(cuò)誤。存在的問題同廣聯(lián)達(dá)類似，在轉(zhuǎn)換過程中存在數(shù)據(jù)流失現(xiàn)象并且沒有全國版本，適用性不強(qiáng)。

4 結(jié)束語

本文在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際案例對BIM軟件和傳統(tǒng)算量軟件進(jìn)行對比研究，認(rèn)為借助數(shù)字化、信息化的BIM軟件，可以提高算量的效率。但是，要在我國工程造價(jià)管理中真正推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)還有諸多困難。

BIM的計(jì)算規(guī)則與國內(nèi)工程量計(jì)算規(guī)則存在差異，尤其是柱、梁、板、墻的扣減優(yōu)先性。我國建筑業(yè)廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)，需要解決本地化的問題。通過編程設(shè)置軟件的運(yùn)算規(guī)則或開發(fā)本地化功能的接口軟件，可以迅速擴(kuò)大BIM技術(shù)在工程造價(jià)方面的優(yōu)勢。

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[責(zé)任編校： 張巖芳]

Engineering Quantity Calculation Method Based on BIM Software

WANG Shuqiang， ZHOU Qihui

(SchoolofCivilEngin.,ArchitectureandEnvironment,HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

With a focus on the BIM application in construction engineering quantity calculation,taking an actual project as an example, theoretical analysis and comparative case studies are presented in the paper.The practice shows that the rational use of BIM software modeling can directly, efficiently, accurately calculate the great majority of components of engineering quantity. In order to solve the problem of localization of calculation software, the paper puts forward the foreign BIM software (Revit) optimization method.

BIM; engineering quantity calculation; interface software

2016-05-04

王淑嬙(1981-)， 女， 河北安國人，湖北工業(yè)大學(xué)講師，研究方向?yàn)榻ㄔO(shè)項(xiàng)目信息化管理

周啟慧(1993-)， 女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)楣芾砜茖W(xué)與工程

1003-4684(2017)02-0110-04

TU-9

A