曹穎
東南大學(xué)/土木工程學(xué)院 江蘇 南京 210000
隨著未來(lái)建筑越來(lái)越偏向于復(fù)雜化、智能化和規(guī)?;l(fā)展,工程造價(jià)咨詢的服務(wù)需要更加專業(yè)化和更具自身特色。工程項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)能夠在項(xiàng)目各參與方之間準(zhǔn)確、流暢和及時(shí)地傳輸,是工程能夠順利進(jìn)展的重要因素。但對(duì)于傳統(tǒng)的工程造價(jià)來(lái)說(shuō),因缺少信息平臺(tái),造價(jià)數(shù)據(jù)無(wú)法充分傳遞,造成造價(jià)方和項(xiàng)目各參與方的溝通問題,從而影響工程造價(jià)的效率與質(zhì)量,甚至于影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展情況。
新興技術(shù)BIM在工程造價(jià)具有十分顯著優(yōu)勢(shì),是未來(lái)研究和發(fā)展的重要方向。若造價(jià)人員能直接利用BIM設(shè)計(jì)模型獲取工程量,可以大幅度提高工程計(jì)量效率和質(zhì)量。因此,如何將BIM設(shè)計(jì)模型與BIM造價(jià)模型實(shí)現(xiàn)有效連接,保證建筑信息之間的數(shù)據(jù)無(wú)障礙流轉(zhuǎn),是亟待解決的重要問題。
BIM 技術(shù)是一門新興的技術(shù),最早發(fā)源于美國(guó),發(fā)展至今逐漸形成了較為完善的 BIM 技術(shù)理論體系。BIM中的B代表building的縮寫,表示一個(gè)建筑項(xiàng)目的建造過(guò)程,BIM中的I代表information,指的是建筑信息,BIM中M代表modeling,指的是一個(gè)建模的過(guò)程??偨Y(jié)來(lái)說(shuō),BIM是一種基于物理的功能的數(shù)學(xué)表達(dá),是一種支持和表現(xiàn)各自職責(zé)的協(xié)同工作,是項(xiàng)目全壽命周期中的所有決策的可靠依據(jù)。BIM 技術(shù)擁有全面化、可視化、全程化與參數(shù)化的四個(gè)特點(diǎn),是建筑信息的綜合數(shù)據(jù)庫(kù),可以確保建筑各種非幾何與幾何信息能夠立體呈現(xiàn)[1]。
由此可見,BIM以建筑信息為核心,利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和計(jì)算機(jī)軟件將建筑中各個(gè)構(gòu)件的信息進(jìn)行拆分重組,最終形成一個(gè)參數(shù)化和可視化的建筑模型。BIM軟件使用的是面向?qū)ο蟮膮?shù)化建模方法,通過(guò)BIM軟件構(gòu)建的BIM設(shè)計(jì)模型,依托建筑物幾何三維,以構(gòu)件實(shí)體為基本單元的建筑對(duì)象,不僅包含構(gòu)件的尺寸數(shù)據(jù)、空間位置和不同構(gòu)件的空間關(guān)系,還包括工程項(xiàng)目的基本信息如名稱、建設(shè)單位等[2]。根據(jù)上述概念,在項(xiàng)目全壽命周期的不同的階段,各參與方可以共享同一個(gè)BIM模型,如果造價(jià)咨詢?nèi)藛T能將已有BIM設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換成BIM造價(jià)模型,從中直接獲取工程量,那么工程算量的效率和質(zhì)量將得到大幅度的提升。
現(xiàn)如今主要有兩種方法可以解決如何利用BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行工程算量的問題。一種方法認(rèn)為,將BIM設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出到外部算量軟件中,主要通過(guò)相關(guān)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后導(dǎo)出外部平臺(tái)進(jìn)行計(jì)量。另一種方法認(rèn)為,將BIM設(shè)計(jì)模型所使用的軟件作為平臺(tái),利用相關(guān)插件直接在其基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)化的工程算量。
2.1.1 將BIM設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出外部算量軟件:將BIM設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出外部算量軟件是指通過(guò)研發(fā)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)接口,將BIM設(shè)計(jì)模型直接導(dǎo)出到現(xiàn)有的算量軟件中進(jìn)行計(jì)算,但其導(dǎo)出的子信息模型計(jì)算的數(shù)據(jù)需要注意其準(zhǔn)確性和可靠性。例如廣聯(lián)達(dá)BIM和魯班BIM軟件,通過(guò)數(shù)據(jù)接口將Revit中的BIM設(shè)計(jì)模型文件更改格式后導(dǎo)出至外部算量平臺(tái)完成計(jì)算。其作為一種模型文件格式轉(zhuǎn)換類型的軟件,本身不具備算量的功能,而是需要借助外部其他算量平臺(tái)完成計(jì)算[3]。
2.1.2 BIM設(shè)計(jì)模型直接作為算量平臺(tái):將BIM設(shè)計(jì)模型直接作為算量平臺(tái)是指以BIM軟件群作為平臺(tái),對(duì)其進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)模型構(gòu)建映射后實(shí)現(xiàn)工程計(jì)量的工作,例如晨曦BIM算量軟件。通過(guò)以BIM軟件群為平臺(tái)進(jìn)行二次深化開發(fā),一般對(duì)BIM軟件有較好的兼容性,可以貫穿項(xiàng)目全壽命周期的各個(gè)階段,保證項(xiàng)目工程計(jì)量的完整性和連續(xù)性。軟件支持CAD翻模功能和智能布置功能,使得工程量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng),可以達(dá)到快速完成計(jì)量工作并且實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命周期的數(shù)據(jù)共享。支持自動(dòng)套用清單定額功能,可以按照實(shí)物出量也可以自動(dòng)關(guān)聯(lián)做法出量,哪怕是異形或者特殊構(gòu)件也能得到適配的計(jì)算模式,但自動(dòng)關(guān)聯(lián)做法出量可能需要手動(dòng)篩選劃分工程量的歸屬。支持構(gòu)件調(diào)整和模型檢查功能,可以幫助快速調(diào)整模型,保證工程算量的準(zhǔn)確與可靠。
基于BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行工程算量有著顯著的優(yōu)勢(shì),具體有以下三點(diǎn)。
2.2.1 利用BIM設(shè)計(jì)模型的計(jì)算效率高。BIM設(shè)計(jì)模型是建筑物可視化和參數(shù)化的體現(xiàn),能夠顯示真實(shí)信息,轉(zhuǎn)換為BIM造價(jià)模型后,不僅可以輔助大型復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,還可以直接提取模型中任何構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息,節(jié)約了重復(fù)建模的時(shí)間,將造價(jià)人員從煩瑣的計(jì)算中解脫出來(lái),可以在保證其準(zhǔn)確率的情況下大大的節(jié)約工程造價(jià)人員的工作時(shí)間,有利于工程造價(jià)人員將精力投入工程造價(jià)管理中更需要人工完成的工作,為精細(xì)化管理創(chuàng)造條件。
2.2.2 利用BIM設(shè)計(jì)模型后計(jì)算質(zhì)量好。BIM軟件聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)利用模型的參數(shù)化特點(diǎn)可以對(duì)所需構(gòu)件進(jìn)行篩選統(tǒng)計(jì),對(duì)模型中的構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化管理,有助于提高工程造價(jià)的準(zhǔn)確性;BIM技術(shù)是建筑信息的集成與協(xié)同,相較于現(xiàn)行的在工程造價(jià)計(jì)價(jià)階段使用自有物資查詢網(wǎng)的價(jià)格來(lái)講,BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的物料人工價(jià)格信息與市場(chǎng)實(shí)施聯(lián)動(dòng),這樣才能保證工程造價(jià)的準(zhǔn)確性,防止出現(xiàn)“三超”現(xiàn)象。
2.2.3 利用BIM設(shè)計(jì)模型后及時(shí)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)師對(duì)于設(shè)計(jì)的深化或修改可直接聯(lián)動(dòng)工程量,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與造價(jià)的同步更新且響應(yīng)速度快,有利于工程造價(jià)效率的提高。施工過(guò)程中如果出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更可以直接在BIM設(shè)計(jì)技術(shù)在模型上進(jìn)行修改,然后聯(lián)動(dòng)BIM造價(jià)模型,快速對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行調(diào)整,不會(huì)再像以往一樣去手動(dòng)尋找變更位置,重新調(diào)整計(jì)算工程量。依托BIM設(shè)計(jì)模型的工程造價(jià)工作可以保證工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性,控制工程設(shè)計(jì)變更的可靠性,提高項(xiàng)目策劃的可行性,有利于造價(jià)數(shù)據(jù)的積累和共享,支持不同緯度的多算對(duì)比。
基于BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行工程算量存在著一些問題,具體有以下四點(diǎn)。
2.3.1 軟件體量大,運(yùn)行不穩(wěn)定。因不同的使用者對(duì)于BIM軟件有著不同的需求,為滿足大部分需求軟件占用的空間和資源越來(lái)越多,必然會(huì)運(yùn)行困難,若在使用過(guò)程中軟件不穩(wěn)定或運(yùn)行錯(cuò)誤,容易造成轉(zhuǎn)換的過(guò)程中丟失數(shù)據(jù),十分不利于工作計(jì)量的效率。
2.3.2 模型構(gòu)建的方法不利于工程出量。BIM設(shè)計(jì)建模的主要目的在于滿足視覺效果和圖紙要求,例如外墻的建立,但對(duì)于使用模型的造價(jià)人員來(lái)說(shuō),這種方法并不能滿足工程算量的要求。例如設(shè)計(jì)師使用貫通多層的墻體不僅效率高,視覺效果也能達(dá)到要求,但該模型卻不能直接統(tǒng)計(jì)出不同樓層外墻的工程量或是不同混凝土標(biāo)號(hào)的外墻工程量。因兩者目標(biāo)不一所致,建立的模型在某些方面對(duì)于部分工程量的統(tǒng)計(jì)十分不方便。
2.3.3 算量規(guī)則不統(tǒng)一。如今現(xiàn)行的工程量計(jì)算規(guī)則制定的時(shí)間較早,計(jì)算規(guī)則的制定在手工計(jì)算的背景下,考慮化繁為簡(jiǎn),遵循細(xì)編粗算。但BIM設(shè)計(jì)模型中構(gòu)件的屬性卻真實(shí)自然數(shù)據(jù),和現(xiàn)行計(jì)算規(guī)則中約定的不一致,若為了現(xiàn)行計(jì)算規(guī)則而改變BIM設(shè)計(jì)模型,則不利于BIM技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮,若為了和BIM設(shè)計(jì)模型統(tǒng)一而更改現(xiàn)行的計(jì)算規(guī)則,顯然也是不合適的。二者存在一定的矛盾關(guān)系,必然會(huì)影響應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)模型流轉(zhuǎn)導(dǎo)出的工程量。
2.3.4 模型之間數(shù)據(jù)流通不穩(wěn)定,BIM設(shè)計(jì)模型無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接導(dǎo)入外部算量軟件進(jìn)行利用,而是需要通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,但目前技術(shù)下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口不穩(wěn)定,轉(zhuǎn)換的效果不理想,可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或運(yùn)行錯(cuò)誤的各類問題,轉(zhuǎn)換后還需要額外核查模型的工程量,造成工作量的增加。
選取某住宅項(xiàng)目中一棟高層建筑為例,從實(shí)際項(xiàng)目分析BIM設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為BIM造價(jià)模型的應(yīng)用步驟。各階段使用的相關(guān)軟件如下:建模階段使用軟件為Autodesk公司旗下的Revit軟件,文件格式轉(zhuǎn)換階段使用廣聯(lián)達(dá)GFC插件,工程算量階段使用廣聯(lián)達(dá)土建圖形算量軟件,工程計(jì)價(jià)階段使用廣聯(lián)達(dá)計(jì)價(jià)軟件。其具體步驟總結(jié)為:將現(xiàn)存的Revit模型進(jìn)行工程設(shè)置及模型檢查→將Revit模型轉(zhuǎn)換成GFC格式→格式轉(zhuǎn)化成功后導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)圖形算量軟件中→將導(dǎo)入的模型進(jìn)行合法性檢查及修正→套取構(gòu)件的相應(yīng)做法后匯總計(jì)算,并查看報(bào)表。
3.1.1 將Revit模型進(jìn)行工程設(shè)置及模型檢查等:檢查模型中構(gòu)件命名規(guī)范,構(gòu)件命名的原則應(yīng)包含構(gòu)件基本信息,利于結(jié)構(gòu)反查識(shí)別。Revit模型中各構(gòu)件所包含的建模信息要滿足造價(jià)管理各階段的要求。
3.1.2 將Revit模型轉(zhuǎn)換成GFC格式:廣聯(lián)達(dá)公司的GFC插件可以實(shí)現(xiàn)將Revit模型轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)圖形算量模型中進(jìn)行使用,如此就可以實(shí)現(xiàn)BIM模型的連續(xù)應(yīng)用,既一次建模,多次利用,大大減少了后續(xù)工程管理人員的建模時(shí)間,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員和造價(jià)人員的角色互換和對(duì)接,利用該插件實(shí)現(xiàn)了將工程造價(jià)管理逐步引入到BIM體系中。
3.1.3 將GFC文件導(dǎo)入到廣聯(lián)達(dá)BIM圖形算量軟件中:第一步在圖形算量軟件中新建工程,填寫工程信息和概況,設(shè)置樓層數(shù)和每層的層高,設(shè)置工程量計(jì)算規(guī)則,根據(jù)工程設(shè)計(jì)設(shè)定層高和各構(gòu)件的混凝土編號(hào)等。第二步導(dǎo)入GFC文件,選擇需要導(dǎo)入的樓層和構(gòu)件,設(shè)置“導(dǎo)入設(shè)置”,將GFC文件導(dǎo)入到圖形算量軟件中,如有發(fā)生變化的圖元應(yīng)進(jìn)行檢查。第三步根據(jù)工程設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件套取相應(yīng)的定額或者清單做法,批量計(jì)算工程量,并匯總出最終工程量出具相關(guān)報(bào)表。
3.1.4 套取構(gòu)件的相應(yīng)做法后匯總計(jì)算,并查看報(bào)表:根據(jù)工程設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件套取相應(yīng)的定額或者清單做法,批量計(jì)算工程量,并匯總出最終工程量出具相關(guān)報(bào)表。軟件可以按照構(gòu)件種類進(jìn)行匯總工程量也可以按樓層匯總工程量。不同的消耗量在最終報(bào)表中可以隨時(shí)查看,軟件提供的報(bào)表種類涵蓋了人工、材料、機(jī)械等等消耗量,根據(jù)使用者的不同需求提供相應(yīng)的造價(jià)信息,信息一目了然方便使用和對(duì)于工程量的控制。完成工程量計(jì)算過(guò)程后可以導(dǎo)出GCL文件為后續(xù)的計(jì)價(jià)工作做準(zhǔn)備。
通過(guò)將BIM設(shè)計(jì)模型直接導(dǎo)入設(shè)計(jì)BIM模型的相關(guān)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),直接使用設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出工程量會(huì)出現(xiàn)較高的計(jì)算誤差。究其原因,造價(jià)BIM模型和設(shè)計(jì)BIM模型的最初的用途不同,自然兩者所對(duì)應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)有一定的差異。其一,BIM造價(jià)模型所需要的數(shù)據(jù)在BIM設(shè)計(jì)模型中沒有體現(xiàn),例如鋼筋的平法標(biāo)注無(wú)法體現(xiàn),結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)大樣無(wú)法體現(xiàn),裝飾做法無(wú)法體現(xiàn)。其二,BIM造價(jià)模型中需要區(qū)分的做法在BIM設(shè)計(jì)模型中無(wú)法區(qū)分,例如在BIM設(shè)計(jì)模型中,內(nèi)外墻無(wú)法區(qū)分,混凝土標(biāo)號(hào)無(wú)法無(wú)分,人防與非人防區(qū)域無(wú)法區(qū)分等等。其三,BIM設(shè)計(jì)模型與造價(jià)模型的計(jì)算規(guī)則無(wú)法統(tǒng)一,例如在BIM設(shè)計(jì)模型中無(wú)法考慮防水材料卷邊高度和超高模板等。
結(jié)構(gòu)部分工程量差異分析:本工程基礎(chǔ)和墊層部分的工程量未有差異,混凝土梁板柱存在差異。引起差異的原因主要是Revit源于國(guó)外,其默認(rèn)計(jì)算規(guī)則與我國(guó)的工程量清單計(jì)量規(guī)則不一致造成的,廣聯(lián)達(dá)的默認(rèn)計(jì)算規(guī)則是柱通長(zhǎng)計(jì)算,梁遇到柱斷開,墻體和樓板均計(jì)算至柱梁的外皮,而Revit的默認(rèn)計(jì)算規(guī)則是板優(yōu)先,例如板剪切梁和柱。顯然這種連接邏輯并不符合工程實(shí)際。
混凝土模板部分工程量差異分析:Revit是通過(guò)在構(gòu)件族類型參數(shù)中添加參數(shù)和公式來(lái)計(jì)算模板的工程量,相較之下,廣聯(lián)達(dá)在實(shí)操性方面具有明顯優(yōu)勢(shì),更加方便快捷。而在計(jì)算中可能發(fā)生構(gòu)件界限有交叉,柱模板伸入到了板中,梁模板伸入了柱中的情況,因計(jì)算規(guī)則不一致導(dǎo)致扣減優(yōu)先級(jí)不一致,模板工程量伴隨著構(gòu)建工程量會(huì)出現(xiàn)誤差。
建筑裝飾部分工程量差異分析:Revit在繪制樓板和墻體等構(gòu)件時(shí),工程量是在構(gòu)建屬性的編輯類型中添加相應(yīng)做法面層,通過(guò)材質(zhì)明細(xì)表來(lái)獲取的,因而墻體的保溫和裝飾面層,樓地面的裝飾層工程量的是依附于墻體和樓板的工程量的,必然會(huì)產(chǎn)生工程量的差異。
我國(guó)工程造價(jià)的發(fā)展已有一定的時(shí)間,而BIM卻是一門新興技術(shù),其在工程造價(jià)方面的應(yīng)用較少,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一,要想實(shí)現(xiàn)BIM在工程造價(jià)領(lǐng)域內(nèi)成功推廣應(yīng)用,仍需要不少的努力。面對(duì)BIM設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為BIM造價(jià)模型的應(yīng)用中存在的問題,我們需要做到四個(gè)統(tǒng)一。
目前尚未有一套通用的BIM建模標(biāo)準(zhǔn),最多是企業(yè)通過(guò)實(shí)踐整理后應(yīng)用于內(nèi)部的一套標(biāo)準(zhǔn),僅用以保證企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的流通與銜接。而只有擁有通用的BIM建模標(biāo)準(zhǔn),才能使得BIM信息平臺(tái)做到真正意義上的統(tǒng)一,打破信息孤島,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與兼容。
為了解決信息的共享與傳遞,必須對(duì)建筑工程中所有構(gòu)件進(jìn)行編碼。有了明確的編碼標(biāo)準(zhǔn),就像是有了可以溝通交流的語(yǔ)言,對(duì)于構(gòu)件的分類檢索和管理十分有利,可以確保信息并不局限在項(xiàng)目建設(shè)的某一個(gè)階段,而是在項(xiàng)目的全壽命周期中進(jìn)行流通與傳遞。
構(gòu)件分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí),但是其并不能解決精細(xì)化算量的問題,應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行工程計(jì)量還是會(huì)出現(xiàn)誤差,主要原因就是計(jì)算規(guī)則的不統(tǒng)一問題。只有計(jì)算規(guī)則統(tǒng)一,才能真正打通設(shè)計(jì)階段與造價(jià)階段存在的障礙,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的流轉(zhuǎn),真正提高工程計(jì)量的準(zhǔn)確性。
在應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)算量的過(guò)程中,企業(yè)需要制定統(tǒng)一的工作流程標(biāo)準(zhǔn),確保信息數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確無(wú)誤地輸入到BIM模型當(dāng)中,按照統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建模,對(duì)相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行分類編碼,應(yīng)用統(tǒng)一的計(jì)算規(guī)則,最后從BIM設(shè)計(jì)模型中轉(zhuǎn)換出我們需要的數(shù)據(jù)。
BIM在工程造價(jià)方面的應(yīng)用價(jià)值是毋庸置疑的,但在應(yīng)用的過(guò)程中也確實(shí)存在一些問題。如何更加有效地用BIM設(shè)計(jì)模型,保障BIM數(shù)據(jù)的兼容性、流通性和數(shù)據(jù)生存壽命,降低數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)階段流轉(zhuǎn)到造價(jià)階段的差異率,是當(dāng)下亟待解決的問題。我國(guó)BIM技術(shù)的應(yīng)用起步較晚,仍處在初級(jí)階段,為了發(fā)揮BIM技術(shù)的最大價(jià)值,造價(jià)人員需要更好學(xué)習(xí)BIM技術(shù),利用BIM模型,推動(dòng)規(guī)則的制定,打破BIM設(shè)計(jì)模型和BIM造價(jià)模型存在的壁壘,使得BIM設(shè)計(jì)模型中的數(shù)據(jù)信息更有效地為造價(jià)咨詢企業(yè)利用, 推動(dòng)工程造價(jià)行業(yè)信息化應(yīng)用水平更上一層樓。