基于BIM技術的建筑工程施工量化管理與應用

李葉根 （中鐵上海工程局集團華海工程有限公司，上海 201101）

1 概述

BIM技術在建筑工程中的應用涵蓋了建筑工程施工的各個階段，包括了項目規劃管理、施工管理、運營管理諸多方面，可在施工現場指導、碰撞檢查、優化施工進度、施工方案模擬、成本控制、資源管理等中具體應用。本文就基于BIM技術的建筑工程施工量化管理與應用這一方面，從基于BIM項目臨建量化管理與應用、基于BIM項目主體量化管理與應用、基于BIM項目措施方案量化管理與應用三個方面來具體闡述。

2 基于BIM項目臨建量化管理與應用

基于BIM項目臨建工程量計算和應用主要包含臨建可視化設計、臨建設計標準智能檢查分析、臨建工程量計算、三維可視化交底，其中臨建可視化設計和臨建設計標準智能分析保證了臨建工程量一次性計算的準確性，避免了工程量因臨建方案的不確定性而多次改動，出圖交底是方案量化施工的延續，避免了返工，減少材料的損耗，工程量的準確、快速計算為臨建指量化指標分析、物資采購提供了依據。

其應用流程圖如圖1。

圖1 基于BIM項目臨建工程量計算和應用流程

2.1 基于BIM項目臨建工程量計算

通過對企業臨建BIM族庫的建立和累積，可基于BIM技術對項目臨建進行可視化、模塊化設計，有效提高臨建方案設計效率，并通過BIM軟件規范檢查功能和可視化研討，對臨建設計進行快速審核，保證臨建方案設計合理，同時保證了臨建工程量計算的準確率，由于設計方案的三維可視化，提高了臨建工程量的可追溯性，建立了量與模型的對應關系，實現了量的任意提取。

圖2 基于BIM項目臨建可視化設計

圖3 基于BIM項目臨建設計規范檢查

2.2 項目臨建量化管理與應用

BIM技術在保證臨建工程量的及時性、準確性、可追溯性的基礎上，對臨建工程量進行指標分析、造價控制、物資采購，以確保臨建造價符合公司標準要求，同時利用BIM的快速出圖性和三維可視化對施工現場進行交底，并在施工過程中進行對比指導施工，以確保按照臨建方案設計準確施工，避免因交底不清造成返工和損失，從而實現臨建量化管理目標。

圖4 基于BIM項目臨建工程量計算

圖5 基于BIM項目臨建施工快速出圖

3 基于BIM項目主體量化管理與應用

建筑工程項目主體量計算相對已非常成熟，如廣聯達、魯班、斯維爾等算量軟件早已被廣泛應用，但多僅用于工程量的計算，無論是應用還是軟件本身功能都比較單一，而基于BIM技術工程量計算不僅實現了工程量高效計算，而且實現了工程量多功能應用。

3.1 基于BIM建筑工程項目主體工程量計算

基于BIM建筑工程項目主體工程量計算流程一般為：設計圖紙導入BIM軟件→高效識別圖紙翻模→智能化合法性檢查→工程量統計計算→工程量三維追溯。相對以往的算量軟件，基于BIM工程量計算實現了高效圖紙識別翻模，提高了算量模型搭建效率，智能化設計規范檢查和工程量三維追溯提高了BIM算量模型的準確性，減少了因人為因素而出現的量差；基于BIM建筑工程項目主體工程量計算，不僅可以根據項目應用需求計算、統計清單工程量，而且可以統計定額工程量。

圖6 BIM合法性檢查

3.2 基于BIM建筑工程項目主體工程量模型應用

在傳統的施工過程中，現場通過二維平面工程設計圖紙，很難把握施工圖紙中的各個要點。而通過BIM技術建立的三維立體建筑信息模型，將二維平面工程設計圖紙轉化為立體模式，在這種情況下，施工管理人員能夠詳細、全面地把握整個施工圖紙的要點，有效地彌補了傳統管理模式中的不足；另一方面，通過BIM技術，建筑工程施工管理人員還可以進行工程多專業碰撞檢查分析，并且針對模型中的碰撞點，進行詳細的檢測，得出碰撞檢查報告。根據檢查報告，及時發現引起模型碰撞的原因，作出相應的調整。實現圖紙可視化審核，避免因圖返工；通過三維鋼筋節點查看鋼筋施工交底，以及出鋼筋下料表指導施工現場鋼筋加工，有效降低了鋼筋損耗；模型可以對建筑工程施工中計劃工程量與所用的建筑材料進行分析，通過模型使施工管理人員對實際使用的建筑材料進行選擇比較，進而有效地節約施工成本。在實際建造中，利用BIM技術對成本進行有效控制，降低成本損失，進而提高工程經濟效益。

圖7 安裝與土建碰撞檢查

圖8 鋼筋下料表單

4 基于BIM建筑工程項目主體工程量化管理

通過研究和實踐，基于BIM建筑工程項目主體工程量化管理主要應用如圖9。

圖9 基于BIM建筑工程項目主體工程量化管理流程

①在BIM模型中，通過任何一個節點都可以查詢到成本信息，而且對于發生的工程變更信息也能同步進行更新，同時，BIM模型還可以將輸入進去的成本信息、進度信息進行資源整合，可以匯總，可以拆分，還可以進行統計，可自動將這些信息與模型中的計劃進度進行比較，直接生成相應的偏差信息。此外，項目算量BIM模型通過上傳BIM5D平臺實現工程量數據集成管理和數據共享，充分發揮工程量數據在實驗檢驗批量確定、物資計劃確定、工程分包結算等方面的管理和應用，如此，不僅實現了項目依量管理，而且提高了管理精細化程度和相關工作效率。

②BIM-5D模型可以計算出任何一個WBS節點的資源計劃，并能與進度、成本信息相關聯，合理安排出日、周、季的資源計劃，避免了出現人員窩工和浪費材料的現象，同時該系統也支持變更后的資源計劃安排，有效地利用資源。該模型可以根據實際進度與計劃進度之間的差異來給予警告，如果超過了計劃進度，系統會自動預警，從而可以引導施工人員及時調整進度方案，從而降低了風險。工程量、施工進度計劃與BIM模型的關聯，使以往的施工進度計劃時間維度變成可視化的多維度的動態進度計劃，其中工程量與進度計劃的結合為項目施工進度資源配置管理、進度分析提供了數據依據。

①基于BIM5D平臺的多功能使用，為項目物資限額管理提供數據依據，如：通過BIM5D平臺對墻體砌塊排布、計量、出圖，施工現場對墻體砌塊數量限制，強制降低砌塊損耗。

②工程管理人員可通過BIM5D手機端在施工現場查看BIM模型任意構件的工程量，可實現對現場施工量化管理，如：通過查看承臺的混凝土方量快速確定混凝土的計劃量和施工剩余量，可有效控制混凝土的余方量。

基于BIM項目工程定額工程量計算，并基于造價軟件(如廣聯達GBQ)套入定額單價得到工程造價，可用于工程招標控價；基于BIM清單工程量計算，并根據等式“清單工程量×綜合單價=定額工程量×定額單價”計算得到綜合單價，用于投標報價，同時清單工程量可用于招標清單量審核。

5 基于BIM項目措施方案量化管理與應用

①對于建筑工程施工措施方案主要有模板、支架、基坑支護等方案，如：建筑工程目前模板以木模為主，由于人為因素，其損耗率比較高，同時其物資數量無法運用一般的算量軟件進行統計計算，人工計算不僅效率低，而且準確性難以保證，經常導致備料和領料存在一定的量差，同時以往由于量的難以準確、快速確定，使其技術設計方案難以通過精細的量化分析評估。

②通過對BIM技術的研究和探索，利用BIM不僅可以實現模板、支架方案、基坑支護等方案的可視化設計、力學計算分析，而且可以快速統計其方案措施材料量，其量的統計為方案量化分析、物資量化管理提供了數據依據。

實施流程如圖10。

圖10 基于BIM方案可視化設計流程

圖11 承臺工程量查看

③在進行建筑工程施工管理中，需要施工各個環節相互的配合，這時科學合理的管理至關重要。在這種情況下，利用BIM技術在施工方案、工藝模擬中的應用，可以構建一個整體的工程模擬。在這個過程中，包含了施工的各個環節，以及施工中的各項施工工藝、施工技術等，這樣不僅可以避免因主觀因素所造成的施工失誤，還能夠促進工程施工的順利進行，保障施工質量；另一方面可以極大地提高施工效率，節約施工材料，增強整個工程的經濟效益。

圖12 支架方案設計BIM模型

圖13 方案措施物資統計

6 總結

綜上所述，基于BIM技術建筑工程施工量化管理與應用不僅促進了項目精細化管理，而且有效提升了項目盈利能力，尤其是在項目節材、降耗方面起到了至關重要的作用，同時進一步拓展了BIM技術的應用，隨著BIM技術的快速發展，基于BIM項目量化管理與應用將在項目施工中發揮更大的經濟效益，為項目施工管理創造新的價值點。