基于BIM技术的建筑工程计量研究

崔秀琴，戴小龙，张孟阳，余晓淇，魏姝敏，麻 岩

（1.三明学院 建筑工程学院，福建 三明 365000；2.青岛城市学院 土木工程学院，山东 青岛 266000；3.福建省三明市翼宏建设工程有限公司，福建 三明 365000）

1 概述

建筑工程的工程量（清单工程量、定额工程量、实物工程量）是确定工程造价的重要依据，也是施工企业和建设单位进行生产经营管理的重要依据。只有在准确计算工程量的基础上，才能进行编制造价文件、编制施工组织设计、安排施工进度、组织材料供应计划、安排工程价款的拨付和工程结算等工作。建筑工程计量贯穿于包括决策阶段、设计阶段、实施阶段、运营阶段在内的全寿命周期。目前，我国多采用手工算量和BIM算量相结合的方式进行建筑工程计量，以应对建设过程中设计变更、签证、各专业间的碰撞等情况。手工算量主要依据清单工程量计算规范，各省定额工程量计算规则，图纸及设计变更，图纸答疑等文件，借助表格工具等进行工程量计算，该过程效率较低。而BIM技术将工程图纸的二维空间转化为三维空间，大幅度提高工程信息的集成度，提高计量效率和准确率，并能够通过其可视化、协调性[1]、模拟性、优化性[2]、可出图性[3]等特点配合模型提取工程量[4]，且BIM计量软件通过内置计算规则、图集做法等，能够满足建筑工程全寿命周期中对清单工程量、定额工程量、实物工程量的需要[5]。在我国先后出现了多种BIM算量软件，根据其与Revit结合方式不同进行分类[6]，如表1。

表1 BIM算量软件分类

晨曦BIM算量软件平台是基于Revit平台的算量软件，更便于实现一模多用，支持全国清单定额，内置国家建筑标准设计图集规范，能够导出模型构件工程量及清单工程量，定额工程量，实物工程量等，满足施工进度及材料供应安排等的需要和计价需要。

2 工程概况及研究路线

某工科实训大楼分为A楼、B楼、C楼、D楼、库房和消防水池6个单元，均为钢筋混凝土框架结构。本文以工科实训大楼A楼一层为例，针对柱、梁、板、墙、门窗等构件设计对比BIM计量和手工算量。

本文依据《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》（GB50854-2013）福建省实施细则、《福建省房屋建筑与装饰工程预算定额》（FJYD-101-2017）、《国家建筑标准设计图集16G101》等标准规范，运用晨曦BIM算量软件进行BIM计量，利用晨曦手算稿软件进行手工算量。

3 BIM计量与手工算量对比

3.1 BIM计量技术的优点

①可视化及模拟性。设计人员通过想象进行二维图纸绘制，而BIM计量软件在建模算量的同时能以3D效果直观展示施工过程的各道工序、建筑自身及周边环境的情况（见图1）、钢筋三维视图（见图2），对投标单位而言，能够同时为商务标、技术标、施工管理提供支持。

图1 某实训大楼BIM模型

图2 实训大楼某钢筋节点详图

②优化性及协调性。BIM计量软件在建模过程中能提前展示项目在施工中遇到的问题及图纸设计问题等，如同专业构件之间的碰撞冲突、不同专业间的碰撞冲突（见图3、图4），有利于减少设计变更，因此能够进一步优化设计、施工管理、成本管理和运营管理。

图3 管线与土建碰撞检查

图4 墙上开洞满足专业间要求

③可出图性。基于BIM 模型可输出各种节点详图、剖面图、立面图、平面图等（见图5、图6），在发生设计变更时，若修改三维模型则对应的各种二维图纸也会同步修改，因此能够大幅度提高工作效率。

图5 晨曦BIM算量软件导出平面图

图6 晨曦BIM算量软件导出剖面

④快速提量及可传递性。对于建筑的主体结构、二次结构、装饰等，BIM计量软件都可以通过提取CAD图层、智能布置等功能快速建模，汇总计算后即可实现单构件、多构件、整栋构件的多元化提量，且随着信息化程度提高，BIM模型可以通过网络传递、共享，便捷地应用于工程项目的预结算、工程审计中。

3.2 BIM计量与手工算量工程量对比

通过晨曦BIM算量软件（考虑各构件间的扣减关系建立模型）和手工算量计算某工科实训大楼的单个构件清单工程量（见表2），且有

表2 晨曦BIM算量软件与手工算量分析表

式中A为晨曦BIM算量软件中构件工程量（门窗、模板工程量单位为m2，其他构件工程量单位均为m3）；B为手工算量中构件工程量（门窗、模板工程量单位为m2，其他构件工程量单位均为m3）；K为晨曦BIM算量软件中构件工程量与手算构件工程量的差值百分比。

由于晨曦BIM中无法设置矩形梁和现浇板为“有梁板”，故将有梁板清单工程量拆分为矩形梁工程量和现浇板工程量，为便于对照，手工算量也分别计算矩形梁工程量、现浇板工程量和有梁板工程量。

通过表2得，在考虑各构件间扣减关系的基础上使用晨曦BIM算量软件对建筑工程建模提量时，其砌体墙、框架柱、有梁板、门窗、柱模板的清单工程量与手算几乎没有差别，可直接用于工程计价，其中，由于梁相交部分的归属不同导致单构件有量差，但梁板工程量之和（即有梁板工程量）基本相等，不影响其用于计价，但需注意BIM模型中柱梁板节点处不同构件的绘制界限，如绘制有梁板中的主梁时需按梁跨分别绘制至柱边（不含柱宽），且需与柱相连，否则可能影响混凝土、模板工程量的准确性。

4 小结

晨曦BIM算量平台是基于Revit平台的算量软件，其能够打开所有.rvt模型文件进行提量，模型文件也能够应用于设计优化、施工模拟等方面，但由于设计、施工、造价各专业人员知识不连通，设计阶段的模型一般不会考虑后续计价的使用，若将其用于工程造价行业算量和计价，则需大量时间先考虑扣减规则（如框架梁与框架柱的扣减规则等）检查、调整模型文件使模型几何尺寸与计量规则一致后再汇总提量，效率相对较低。而一些专业用于造价算量软件（如广联达BIM土建计量平台GTJ），其模型需经文件格式转换以适应Revit，转换过程较为繁琐，且仍需进行模型检查、调整。总体而言，BIM计量技术虽然大幅度提高了计量效率和准确性，但仍需完善以同时适应设计、施工、造价等专业的需要，以实现实际意义的一模多用。