基于BIM的三维算量在工程中的应用
2021-10-23李美衡
李美衡，王 楠
1.沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110168
2.中国建筑东北设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006
BIM是指建筑信息模型，在国内外建筑行业正在逐渐被认可与应用，特别是近年来在建筑高速发展的背景下，BIM已经在国内一些大型工程项目中得到积极应用，涌现出很多成功案例[1]。中华人民共和国住房和城乡建设部指出，“十三五”时期，全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网等信息技术集成应用能力。工程的造价管理随着项目的多元化、建筑构件的不规则化、设备安装形式的多样化，传统计算方式的效率和准确性已逐渐跟不上项目的需求，一定程度上严重制约着建筑行业的持续稳定发展。由于绝大多数项目的BIM模型在命名与属性、建模精度等方面与工程造价的要求不匹配，模型的数据和信息无法实现共享，会造成大量重复算量工作，也会给建设各参与方的协调沟通带来极大不便，因此探索运用BIM模型进行工程算量的方法迫在眉睫。
当前市面上可进行BIM算量的软件繁多，其中包括广联达BIM算量、斯维尔BIM算量、品茗HIBIM、比目云BIM、鲁班BIM等，经过分析判断，其中广联达BIM算量及斯维尔BIM算量具有明显优势，广联达BIM算量市场占有率高，而斯维尔BIM算量是直接基于Revit平台，采用映射的方式，可与BIM技术对接，准确度高[2]。文章以斯维尔BIM算量for Revit进行三维算量研究，并与传统二维算量结果进行对比。
1 项目概况
某数据中心信息楼坐落于沈阳市浑南区，建筑面积约57000m2，共有A1～A6六个塔楼，如图1所示。现以A6塔楼为例，深入研究基于BIM的三维算量应用，最大化利用BIM模型实现简易化、精细化算量。
图1 某数据中心效果图
2 BIM模型的建模规则
理论上，工程造价人员提取BIM模型中的信息可以进行造价工作，共享模型数据信息[3]，而实践中，由于造价体系和设计体系的不同，设计人员建模时对模型的命名和属性设置通常仅按照设计习惯完成，精细程度及拆分规则往往不满足造价工程的算量规则，造价人员对BIM算量软件的应用不普及及对三维模型信息的识别和提取不全，造成了直接应用BIM模型进行算量的难度巨大。BIM建模规则如表1所示，模型信息如图2所示。
图2 柱模型信息
表1 BIM建模规则
3 基于BIM模型的算量应用
3.1 土建BIM算量
在设计过程中直接采用Revit建立BIM模型，设计人员对土建施工流程了解得不够透彻，对造价人员的算量计价要求不了解，导致建立的模型不符合造价要求，造价人员为使模型能够达到一键算量的标准，需对整个项目的BIM模型存在的问题进行修改。按照对应的族命名进行模型映射后，调整好出量规则，直接运用Revit模型进行工程量统计计算，在主要构件上得到的三维计算结果与传统二维算量的计算结果对比如表2所示，将误差控制在1%以下。
表2 土建BIM计量结果比对 单位：m3
3.2 机电BIM算量
（1）以桥架为主的分类算量。机电安装造价部分，由于安装的要求不同，桥架、风管等需要按照材质、型号、安装高度等造价规则进行分类别算量。通过斯维尔三维算量软件进行算量时，由于按照软件原设置无法准确提取模型信息，实现分类算量，现从软件重新调整参数和算量设置，实现算量的分类。部分三维算量结果与二维传统算量结果对比如表3所示，平均误差在2%左右。
（2）线缆算量。由于在Revit中没有满足线缆算量规则的族类型，且线缆数量巨大，系统繁杂，工作人员在建模、出图和算量方面都遇到无法突破的阻碍。经研究测试，在线管中加入项目参数，可解决线管中线缆的算量问题。除了大量在线管中的线缆，仍有数量众多的线缆布在桥架之中，可先采用斯维尔三维建模软件中桥架配线的方案快速配线，准确提量。部分三维算量结果与二维传统算量结果对比如表3所示，平均误差在3%左右。
表3 机电BIM计量结果比对 单位：m
4 三维算量结果分析
经过研究，按照算量规则深化后的BIM模型能够直接实现三维算量，使项目无须重新建立算量模型的同时摒弃传统的大量手算工作，大幅度提高了工作效率，也使得算量工作更简洁、更准确。经过深化后的BIM模型属性信息更加全面，可传递给施工方、运维方进行使用，打破了设计与施工模型传递的技术壁垒，为实现基于BIM的全过程应用打通了关键环节。
5 结束语
目前，三维算量软件因为在市场上应用的时间还不长，处于普及阶段，算量软件的成熟度还不高，还存在很多诸如算量表达式不全、扣减规则不准确、不满足土建、机电全部构件算量要求等问题，需要建筑设计单位、施工造价单位与软件供应商共同解决，共同推动，不断完善。希望通过BIM技术的提高、软件的迭代，技术人员能在实际工程中积极应用先进技术，发现问题并进一步解决，推动基于BIM的三维算量应用，为全过程BIM应用打下良好的基础。
