基于Revit的机电安装工程BIM算量研究与思考

崔树成（郑州中兴工程监理有限公司， 河南 郑州 450007）

BIM 作为建筑行业一项革命性技术手段，越来越受到科研院校、设计、施工、咨询等相关方的重视，业内纷纷投入人力物力进行平台建设和二次开发与应用。目前 BIM在设计、施工及运维等建筑生命周期中都不同程度地得到应用，尤其是在设计验证、可视化交底、碰撞检测及管线综合方面效果较为突出。

BIM 在工程造价领域的应用，国内主流服务提供商多在进行研究及开发，其中工程量计量方面目前尚未形成成熟的可以直接生成并导出基于BIM模型且符合工程量计算规范的应用软件，尤其在电气工程中由于回路众多且无法有效快速创建线缆模型等问题而无法生成工程量清单。

工程计价三要素包括：量、价、费，其中工程量计量是工程计价及造价管理的基础工作。有数据表明，工程预算编制中，工程量计算耗用的工作量，约占全部预算编制工作量的 60%～70%。工程量计算的快慢，直接影响和决定工程招标文件(工程量清单)、工程预算书等的编制，其准确性将直接影响工程计价造价的准确性。因此，如何解决工程BIM算量是目前 BIM 应用的重要研究与开发方向。

机电安装工程专业类别多，在《通用安装工程工程量计算规范》中清单子目众多，工程量计算量大，如解决了BIM 机电安装工程算量问题，利用 BIM 模型，自动生成与《通用安装工程工程量计算规范》相一致的工程量清单，将会大大提高工程计量及造价管理的工作效率，极大减轻工程造价人员的工作量。

在众多可构建 BIM 模型的软件中，Revit 是我国建筑业BIM 体系中使用最广泛的软件，基于 Revit 的 BIM 研究和应用也最广泛。笔者将结合我公司基于 Revit 的机电安装工程 BIM 算量研究课题的开发，就有关研究方法路线、相关成果及对有关问题进行探讨。

1 基于 Revit 的机电安装工程BIM算量研究方法及路线

1.1 基本思路

BIM 是以建筑工程项目各项相关信息数据作为基础建立起的三维建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。机电安装工程BIM算量研究将基于 Revit 软件创建的 BIM 模型，赋予 BIM 模型相关工程量清单信息(编码、名称、项目特征、单位)，开发与《通用安装工程工程量计算规范》计算规则相一致的计算软件，自动计算工程量并导出与清单计价规范相一致的工程量清单。

1.2 研发路线

消防工程包含消防水系统(喷淋系统、消火栓系统等)、消防通风排烟系统及消防报警与联动系统，内容类似于房屋建筑工程中的水、暖、电等机电安装工程内容。如以较小的消防系统为切入点和突破口，实现对其水、风、电的 BIM 工程量清单算量突破，将对最终实现机电工程 BIM(水、暖、电)算量具有指导和示范引领作用，从而实现机电工程 BIM 算量。

(1) 将消防工程分解为消防水、消防风、消防电三个细分专业，按照工程量计价规范的要求，逐项梳理出 BIM 模型所必须包含的工程量清单信息。

(2) 将工程量清单信息与基于 Revit 的 BIM 模型进行对比检查，完善、补充、修改 BIM 族等模型。

(3) 将清单要素(编码、名称、项目特征、单位)信息赋予BIM模型。

(4) 按照《通用安装工程工程量计算规范》的计算规则，逐个梳理并编写开发工程量计算插件，实现工程量自动计量。

(5) 开发相关软件，自动导出符合规范的工程量清单。

1.3 研发团队

BIM 机电安装工程算量研究不仅涉及建模标准及软件编程，还涉及清单规范计算规则的梳理及机电工程安装技术等相关专业，多专业协作是完成课题研究的必要条件。本课题利用公司工程管理、工程技术和工程造价方面的优势，联合母公司机械工业第六设计研究院有限公司信息与智能化工程院，利用其丰富的 BIM 技术和软件编程能力，成立 BIM 机电工程算量软件研发团队，实现优势互补。

1.4 明确分工

制订研发进度计划，每周召开例会检查计划执行情况、解决研发过程中存在的问题、讨论研发过程中的难点问题并提出解决思路和方案、布置下周研发工作计划。

2 BIM机电安装工程算量研究成果

(1) 目前，基于 Revit 的 BIM 机电安装工程算量研究已取得重大突破，不仅能对建筑工程中的水、暖工程进行工程量自动计量与导出，对电气工程(包括在 Revit 软件中无实物模型只有模型线的电缆电线)也实现了工程量自动计量并导出与《通用安装工程工程量计算规范》相一致的工程量清单。软件已初步实现4万余平方米建筑面积 BIM 模型的验证。

(2) 研究开发出相关软件插件，快速进行管、线建模。

(3)起草编制基于Revit的BIM机电安装工程算量建模标准手册。

3 机电相关专业BIM工程量清单算量部分步骤、计算时间

某科研楼项目总建筑面积：44 832.58 m2；其中地下建筑面积为 1 399.51 m2；地上建筑面积为 43 433.07 m2。建筑层数：地下 1 层(局部夹层)，地上 16 层；结构形式：框架剪力墙结构，建筑结构设防类别丙类，设计合理使用年限为 50 a，抗震设防烈度为 7 度。建筑类别：一类高层公共建筑。本工程机电安装工程包括：建筑电气系统(含弱电智能与信息)、给排水系统、通风与空调系统等。

此科研楼电气照明系统生成工程量清单基本步骤：快速创建电气模型→配置线管设备清单→编辑清单项目特征→配置线缆生成线缆→验证线缆路由根数→生成工程量清单。

给排水专业、通风空调专业生成工程量清单相对简单且与电气工程相似，不再重复描述。

此科研楼机电工程工程量计算时间如下。

3.1 科研楼水暖专业优化算法前后工程量计算时间(见表1)

表1 科研楼水暖专业优化算法前后工程量计算时间

3.2 科研楼电气专业各系统构件工程量计算时间

科研楼电气专业各系统构件，包括电气照明及插座系统，火灾报警系统，综合布线系统，有线电视系统，安全防范系统等 F1～F16 层整体模型，灯具，开关，配电箱，烟感，电脑信息插座，电视插座，摄像头，线管，桥架等实体构件。其工程量计算时间，如表2 所示。

3.3 电气专业各系统电线电缆(电气照明及插座系统，火灾报警系统，综合布线系统等1～12、1～16层模型)，优化算法前后工程量计算时间

电气专业各系统电线电缆，包括电气照明及插座系统，火灾报警系统，综合布线系统等，其优化算法前后工程量计算时间如表3 所示。

表2 科研楼电气专业各系统构件工程量计算时间

表3 电气专业各系统电线电缆优化算法前后工程量计算时间

4 BIM算量工程量清单的准确性

关于 BIM 算量工程量准确性问题多有争论，我们认为，如果 BIM 模型足够符合工程实际(模型深度到位)，用BIM 算量软件计算的工程量 100% 准确；与传统二维 CAD图纸算量相比，由于 CAD 图纸深度及细节表示不到位等原因，且存在人为估算的问题，因此用 BIM 算量软件计算的工程量更加准确。

5 关于BIM机电工程算量的思考

(1) 目前工程 BIM 应用中正向设计较少，传统 CAD 设计中，机电工程二维图纸设计深度不够，管线、设备等细部做法、空间及相对位置在图纸中未全面体现，各专业之间交叉矛盾也比较突出，所以利用 CAD 二维图纸进行BIM翻模者除应具有较好的 BIM 建模知识外，还应具备较好的施工专业知识与一定的造价知识。

(2) 随着 BIM 技术的不断推广及相关软件功能的不断完善，利用 CAD 二维图纸进行翻模再进行应用将逐渐退出历史舞台，建筑 BIM 正向设计必将成为工程设计的主流。在设计阶段按照模型标准进行模型创建将大大提高 BIM 模型在工程实施阶段(工程造价管理、工程施工质量管理、工程进度管理、工程材料设备管理等)及运维阶段的应用价值。

(3) 我国现有的工程量计算规则是基于二维图纸制定的，有部分计算规则可能是为了减少造价人员的工作量，进行了简化处理，按照计算规则计算的工程量不是图纸(模型)实际工程量：如按照计算规则风管计量中是以图示延长面积计算，未考虑风口的扣除也未考虑风管堵头的计量；管道长度计算时对于阀门也不进行扣减等。

随着 BIM 算量软件逐渐成熟，这样简化的计算规则有可能发生变化，以实际的实物模型工程量为准，这样更符合工程实际，同时也减少了为适应计量规则而专门研发相关计算插件。

(4) BIM 机电安装工程算量的基础是 BIM 模型的创建。在现有 BIM 应用中，算量模型要涵盖工程量计算规范中的所有子目构件要素，因此如何快速便捷地进行 BIM 模型的创建将成为算量软件成功与否的关键。

机电工程 BIM 算量的难点在于建筑电气。由于电气工程中回路众多，管线中的导线数量各有不同，手工模型创建难度大，效率低，解决电气管、线模型快速创建是算量课题的重中之重。

(5) 我公司在电气工程照明及配电线路的 BIM 模型创建中采用技术措施实现回路导线的快速生成，但由于生成过程中需要进行大量计算，因此在模型较小时普通电脑设备还能满足运算要求，模型较大时由于运算量成几何级数增加，普通电脑设备计算速度较慢，因此优化算法与提高运算能力成为算量软件成功与否的又一关键。

(6) 要实现 BIM 机电安装工程算量，就要求 BIM 模型深度达到清单算量的基本要求，因此制订统一的 BIM 机电安装工程算量建模标准就显得十分必要。

(7) 不同单位、不同阶段创建的 BIM 模型可能只是为本单位、本阶段进行服务，模型的深度与标准各不相同，因此，开发相关软件快速将已有 BIM 模型转化为机电安装工程 BIM 算量所需模型将大大提升 BIM 的模型复用价值，这将是又一个需要研究的重要课题。