基于BIM 造价软件的工程预算管理研究

汪 楠，邓小蕾，程佳会

（武昌工学院 城市建设学院，湖北 武汉 430065）

随着我国经济快速发展,建筑行业规模不断扩张,市场竞争日益激烈,行业亟需新的技术手段支撑其发展壮大。BIM（Building Information Modeling）技术的引入带来了建筑行业发展的重大变革。BIM 是“建筑信息模型”的英文简称。BIM 不是指代某一个软件，它是一个软件平台，这个平台提供了一系列软件供工程项目参与各方使用。BIM 也不仅代表一种新型软件群，更是一种具有开拓性的思维方式与工作方法。一个建设项目从前期招投标阶段的方案设计到后期竣工验收阶段形成的各类数据信息都可以通过BIM 系列软件进行全面全过程的管控。BIM 系列软件可以分为以下几类：核心建模软件、方案设计软件、可持续分析软件、结构分析软件、模型检查软件、造价管理软件等。

本文主要探讨的是BIM 造价管理软件在工程预算编制中的应用。该类 BIM 软件的核心功能有两个：一是进行工程量的计算；二是完成工程计价任务。同时，BIM 造价管理软件通过 BIM 模型结构化数据的支持可以实现对工程预算的动态管理。

1 工程预算

工程预算是工程尚未开始前编制的对工程未来拟发生的货币投入，它反映了项目的经济效果。编制工程预算是企业加强经济核算、成本控制的重要依据。对于施工单位而言，在施工前应编制与企业管理水平和技术水平匹配的工程预算，该工程预算是企业内部进行经济核算和成本控制的基础。在编制工程预算时，应注意预算的准确性，预算结果是企业进行造价管理的核心控制指标。工程预算价格的产生主要依托于工程量计算和工程计价两项工作。

2 BIM 工程量计算

2.1 工程量计算概述

工程量计算是工程造价产生的前提，是工程造价管理的基础。工程量的准确与否，直接关系到工程招投标、合同签订、工程变更、工程结算等一系列工作能否顺利进行。现行的工程量统计工作存在以下问题。

（1）工程量计算工作强度普遍偏大。由于工程项目普遍规模大、工期长，涉及的分项工程类别多，因此工程量的计算难度大、耗时长。传统的工程量统计工作对工程造价人员而言是最繁琐、最复杂的部分。

（2）工程量计算精度普遍不高。在利用传统造价软件完成工程量统计工作时，需要导入工程图纸或者手动进行数据输入，手工操作所占比例仍然过大，工程量的统计是否准确依赖于工作人员对于图纸的识图能力和细致程度。工程量的计算结果容易出现偏差，工程量精度无法达到恒定水准。

（3）工程量计算重复烦冗。一个建设项目涉及多方主体的参与。建设单位、施工单位、监理单位、造价咨询公司可能都需要对工程量进行统计。各方主体都会建立自己的工程量统计模型，并且与其他主体的工程量统计结果进行比对。在发现有问题时往往需要重新建模，这个过程可能会反复多次，消耗大量的人力物力。

2.2 基于BIM 技术的工程量计算

BIM 技术的一大特点是信息共享，它满足了建设项目参与各方沟通、协调、合作的需要，各方主体可以交换和共享项目模型信息。利用BIM 技术建立三维模型，是依靠设计阶段各专业的设计模型。由于设计模型建立的标准和规范与造价模型不同，因此设计模型显示的信息对于造价模型建立来说不能照搬，两者之间存在以下差异：

（1）设计模型无法呈现部分工程量统计所需数据，如设计模型中不含脚手架搭设设计内容。

（2）在设计模型中，少量构件是简化表示的，这部分构件无法很好地在算量模型中表现出来。

（3）算量模型重在统计量，因此构件的不同做法会被细致区分，而在设计模型中没有这一要求。例如，内外墙的不同做法在设计模型中不作区分。

（4）设计软件与造价软件在构件节点处的扣减处理方式和规则不同，导致工程量计算结果出现偏差。

基于此，造价工作人员在设计模型的的基础上建立算量模型，有两种途径：一是按照设计图纸在造价软件中重新绘制构件模型，然后生成工程量；二是直接导入设计模型数据。对于二维图纸而言，BIM 技术支持从电子版CAD 文件直接导入工程算量软件，在此基础上，建立三维模型。工程造价人员在导入模型的基础上增加工程量计算和工程计价需要的特有信息，对模型进行属性设置和完善，最终形成算量模型。

2.3 基于BIM 技术的工程量自动计算

（1）建筑实体工程量计算的自动化，并且是准确的

BIM 模型中各类构件都有各自的参数信息，包括尺寸（长短或高低）、型号类别、材料种类等。由于模型是三维的，构件的空间位置都是相对独立的。模型中的每一个构件都与实体工程中的构件保持一一对应。由于软件自动对输入的信息进行提取，根据构件本身的属性进行快速识别分类，因此构件的工程量统计的准确率和速度上都得到很大的提高。以门窗工程量的计算为例，图纸导入BIM算量软件后，造价人员对门窗属性进行修改和确认，软件就可根据门窗的类型和组分信息统计出不同门窗的数量，并对相同的构件进行自动归类。

（2）软件内置的工程量计算规则保证了计算结果的规范性和准确性

BIM 造价软件模型的建立除了构件自身属性的正确输入，还包括空间位置的正确定位。不同构件在空间上存在交叉、重叠、遮盖，这时就必须明确构件的计算规则和扣减规则。这些规则就是工程量计算规则，BIM 算量软件已经根据国家和各个地区的规定将计算规则内置到软件中。工程量计算规则分为清单规则和定额规则，模型建立好之后，工程造价软件人员根据不同构件的属性特点套用清单项和定额项，清单项和定额项决定了工程量的计算表达式和单位。确认了构件的清单项和定额项后，软件将根据内置的区域规则对构件的工程量进行自动扣减并计算。

2.4 相交构件工程量的扣减计算

在工程量计算中，相交构件重叠部分工程量的计算是耗时耗力且难度较大的，特别是在碰到异型构件的情况下，相交部分的尺寸不易确定，计算难度就更大了。在没有软件模型的时代，工程量的计算是依靠二维图纸。图纸上仅仅标注了构件自身的平面尺寸信息，但是对相交构件在空间上的交叉和重叠并没有很好的显示。造价人员根据自己的知识储备对相交构件的尺寸进行辨识，在计算工程量时进行相应的扣减，工作繁琐且计算结果因人而异，极易造成计算错误。根据我国相关规范的规定，工程量的计算必须遵循一定的规则。工程量计算规则根据地域进行了分类，各个省都会出台针对本省造价水平的定额规则。

相较于传统的工程量计算模式，基于BIM技术建立的工程量模型中包含了每一类构件的大小、形状、尺寸等属性信息，以及在空间中的位置信息。构件之间的关联情况都很清晰，软件能自动地进行工程量的计算，并按照工程量计算规则进行准确地扣减。同时，BIM工程量计算软件通过集成各地计算规则库，规则库描述构件与构件之间的扣减关系计算法则，软件可以根据构件关联或相交部分的尺寸和空间关系数据智能化匹配计算规则，准确计算并扣减工程量。

2.5 异型构件的工程量计算

在实际工程中，除了常规构件，也会经常出现不规则的异型建筑造型或节点，这类构件依靠人工计算工程量往往难度较大且准确率不高。传统的计算中对异型构件的处理主要是采取分割的方法，将其分成便于采用公式计算的模块。分割方法的不同，计算结果也会产生偏差，计算结果的准确性不高。

基于BIM 技术的工程造价软件从两方面解决了异型构件的工程量计算。

首先，基于BIM 技术的异型构件工程量计算结果更加准确。BIM 三维模型准确确定了异型构件的尺寸大小和空间位置，通过内置的数学方法，能够将不规则构件切割分块趋于最小化，计算结果非常精确。

其次，基于BIM 技术的异型构件工程量计算结果更加全面完整。异型构件一般都会与其他构件产生相交或重叠，由于构件在空间上的分布不同，导致这些重合部分不仅不规则而且形状各不相同。工程算量软件可以有效地解决这一问题，它可以通过构件的空间信息准确计算重合部分的工程量，并根据软件内置的计算规则对工程量进行扣减和统计，汇总得出最终工程量。

3 工程计价

过去20 年，计算机技术的迅猛发展带来了各行各业软件的广泛应用，工程造价人员也开始使用工程造价软件来完成工程造价文件的编制。但是过去的软件效率和效果都不是非常理想。

随着BIM 技术的出现和广泛应用，工程造价软件的功能得到很大程度的优化和提高。运用BIM 技术的工程造价软件可以通过三维建模创立算量模型，并基于模型进行准确算量。算量模型可以直接导入计价软件，工程量自导带入，通过组价，最终形成预算模型。预算模型可以进一步关联4D 进度模型，最终形成BIM5D 模型，并基于BIM5D 进行造价全过程的管理。基于BIM 的工程预算包括以下几方面特点。

3.1 基于BIM 工程造价模型的量价一体化

工程造价软件分为工程量计算软件和计价软件。有很多厂家设计的算量软件和计价软件在功能上是完全独立的，算量软件只能用于工程量的统计，计价软件只能只用于组价，这样需要人工将工程量输入计价软件，工作效率低下，出错率也较高。基于BIM 的工程造价软件将工程量计算和计价软件联合起来，实现了量价一体化。工程造价人员利用算量模型中的属性在软件中选取项目特征，并匹配合适的清单项。算量模型完成汇总计算后，将程序文件导入计价软件，软件中即刻出现算量模型中构件的工程量。工程造价人员根据构件的项目特征匹配合适的定额项，实现快速组价。

3.2 造价调整更加快捷

在招投标阶段或者施工阶段中，可能会经常出现由于图纸错误或者业主需求改变导致的设计变更，设计变更带来了工程量的变化。传统的工程算量软件和工程计价软件无法实现量价一体化，无法根据设计变更快速地生成新的造价文件。基于BIM 的工造造价管理软件支持在原有BIM 模型上修改构件参数或者其他属性信息，继而生成新的算量模型，并根据原有算量规则计算工程量。计价软件也可以根据构件对应的清单项和定额项快速地得出费用。工程量的变化和费用的调整会在模型上产生记录，便于后期的造价管理工作。

3.3 利用BIM 技术进行设计优化，降低工程造价

在大型工程中会涉及多个专业的参与，特别是在地下部分，管线种类庞杂、纵横交错，施工难度大且易出现问题。此时，利用BIM技术对建筑、结构、机电等专业进行建模，通过施工模拟，了解其在空间中是否存在碰撞或其他设计问题，根据检测结果，及时调整并优化设计方案，降低施工风险。后续直接利用BIM 算量软件的建模功能对模型进行调整，及时更正相应的造价数据，从设计方案上节约工程造价。

4 结语

综上所述，BIM 造价管理软件作为新型计量与计价工具，充分发挥了BIM技术的可视化、透明化、数据共享等优势，能够很好地对工程量进行分析统计，高效处理异型构件的工程量计算，将算量模型快速导入计价模型中，实现了造价工作中的量价一体化，并对工程预算进行持续地动态管理。BIM 造价管理软件在工程预算编制中极大地提高了造价工作的效率和质量，有效地增强了工程预算管理的效果，有力地保障了建设项目取得预期的收益。