崔樹成（鄭州中興工程監(jiān)理有限公司， 河南 鄭州 450007）

BIM 作為建筑行業(yè)一項革命性技術手段，越來越受到科研院校、設計、施工、咨詢等相關方的重視，業(yè)內紛紛投入人力物力進行平臺建設和二次開發(fā)與應用。目前 BIM在設計、施工及運維等建筑生命周期中都不同程度地得到應用，尤其是在設計驗證、可視化交底、碰撞檢測及管線綜合方面效果較為突出。

BIM 在工程造價領域的應用，國內主流服務提供商多在進行研究及開發(fā)，其中工程量計量方面目前尚未形成成熟的可以直接生成并導出基于BIM模型且符合工程量計算規(guī)范的應用軟件，尤其在電氣工程中由于回路眾多且無法有效快速創(chuàng)建線纜模型等問題而無法生成工程量清單。

工程計價三要素包括：量、價、費，其中工程量計量是工程計價及造價管理的基礎工作。有數據表明，工程預算編制中，工程量計算耗用的工作量，約占全部預算編制工作量的 60%～70%。工程量計算的快慢，直接影響和決定工程招標文件(工程量清單)、工程預算書等的編制，其準確性將直接影響工程計價造價的準確性。因此，如何解決工程BIM算量是目前 BIM 應用的重要研究與開發(fā)方向。

機電安裝工程專業(yè)類別多，在《通用安裝工程工程量計算規(guī)范》中清單子目眾多，工程量計算量大，如解決了BIM 機電安裝工程算量問題，利用 BIM 模型，自動生成與《通用安裝工程工程量計算規(guī)范》相一致的工程量清單，將會大大提高工程計量及造價管理的工作效率，極大減輕工程造價人員的工作量。

在眾多可構建 BIM 模型的軟件中，Revit 是我國建筑業(yè)BIM 體系中使用最廣泛的軟件，基于 Revit 的 BIM 研究和應用也最廣泛。筆者將結合我公司基于 Revit 的機電安裝工程 BIM 算量研究課題的開發(fā)，就有關研究方法路線、相關成果及對有關問題進行探討。

1 基于 Revit 的機電安裝工程BIM算量研究方法及路線

1.1 基本思路

BIM 是以建筑工程項目各項相關信息數據作為基礎建立起的三維建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。機電安裝工程BIM算量研究將基于 Revit 軟件創(chuàng)建的 BIM 模型，賦予 BIM 模型相關工程量清單信息(編碼、名稱、項目特征、單位)，開發(fā)與《通用安裝工程工程量計算規(guī)范》計算規(guī)則相一致的計算軟件，自動計算工程量并導出與清單計價規(guī)范相一致的工程量清單。

1.2 研發(fā)路線

消防工程包含消防水系統(tǒng)(噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等)、消防通風排煙系統(tǒng)及消防報警與聯動系統(tǒng)，內容類似于房屋建筑工程中的水、暖、電等機電安裝工程內容。如以較小的消防系統(tǒng)為切入點和突破口，實現對其水、風、電的 BIM 工程量清單算量突破，將對最終實現機電工程 BIM(水、暖、電)算量具有指導和示范引領作用，從而實現機電工程 BIM 算量。

(1) 將消防工程分解為消防水、消防風、消防電三個細分專業(yè)，按照工程量計價規(guī)范的要求，逐項梳理出 BIM 模型所必須包含的工程量清單信息。

(2) 將工程量清單信息與基于 Revit 的 BIM 模型進行對比檢查，完善、補充、修改 BIM 族等模型。

(3) 將清單要素(編碼、名稱、項目特征、單位)信息賦予BIM模型。

(4) 按照《通用安裝工程工程量計算規(guī)范》的計算規(guī)則，逐個梳理并編寫開發(fā)工程量計算插件，實現工程量自動計量。

(5) 開發(fā)相關軟件，自動導出符合規(guī)范的工程量清單。

1.3 研發(fā)團隊

BIM 機電安裝工程算量研究不僅涉及建模標準及軟件編程，還涉及清單規(guī)范計算規(guī)則的梳理及機電工程安裝技術等相關專業(yè)，多專業(yè)協(xié)作是完成課題研究的必要條件。本課題利用公司工程管理、工程技術和工程造價方面的優(yōu)勢，聯合母公司機械工業(yè)第六設計研究院有限公司信息與智能化工程院，利用其豐富的 BIM 技術和軟件編程能力，成立 BIM 機電工程算量軟件研發(fā)團隊，實現優(yōu)勢互補。

1.4 明確分工

制訂研發(fā)進度計劃，每周召開例會檢查計劃執(zhí)行情況、解決研發(fā)過程中存在的問題、討論研發(fā)過程中的難點問題并提出解決思路和方案、布置下周研發(fā)工作計劃。

2 BIM機電安裝工程算量研究成果

(1) 目前，基于 Revit 的 BIM 機電安裝工程算量研究已取得重大突破，不僅能對建筑工程中的水、暖工程進行工程量自動計量與導出，對電氣工程(包括在 Revit 軟件中無實物模型只有模型線的電纜電線)也實現了工程量自動計量并導出與《通用安裝工程工程量計算規(guī)范》相一致的工程量清單。軟件已初步實現4萬余平方米建筑面積 BIM 模型的驗證。

(2) 研究開發(fā)出相關軟件插件，快速進行管、線建模。

(3)起草編制基于Revit的BIM機電安裝工程算量建模標準手冊。

3 機電相關專業(yè)BIM工程量清單算量部分步驟、計算時間

某科研樓項目總建筑面積：44 832.58 m2；其中地下建筑面積為 1 399.51 m2；地上建筑面積為 43 433.07 m2。建筑層數：地下 1 層(局部夾層)，地上 16 層；結構形式：框架剪力墻結構，建筑結構設防類別丙類，設計合理使用年限為 50 a，抗震設防烈度為 7 度。建筑類別：一類高層公共建筑。本工程機電安裝工程包括：建筑電氣系統(tǒng)(含弱電智能與信息)、給排水系統(tǒng)、通風與空調系統(tǒng)等。

此科研樓電氣照明系統(tǒng)生成工程量清單基本步驟：快速創(chuàng)建電氣模型→配置線管設備清單→編輯清單項目特征→配置線纜生成線纜→驗證線纜路由根數→生成工程量清單。

給排水專業(yè)、通風空調專業(yè)生成工程量清單相對簡單且與電氣工程相似，不再重復描述。

此科研樓機電工程工程量計算時間如下。

3.1 科研樓水暖專業(yè)優(yōu)化算法前后工程量計算時間(見表1)

表1 科研樓水暖專業(yè)優(yōu)化算法前后工程量計算時間

3.2 科研樓電氣專業(yè)各系統(tǒng)構件工程量計算時間

科研樓電氣專業(yè)各系統(tǒng)構件，包括電氣照明及插座系統(tǒng)，火災報警系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)，有線電視系統(tǒng)，安全防范系統(tǒng)等 F1～F16 層整體模型，燈具，開關，配電箱，煙感，電腦信息插座，電視插座，攝像頭，線管，橋架等實體構件。其工程量計算時間，如表2 所示。

3.3 電氣專業(yè)各系統(tǒng)電線電纜(電氣照明及插座系統(tǒng)，火災報警系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)等1～12、1～16層模型)，優(yōu)化算法前后工程量計算時間

電氣專業(yè)各系統(tǒng)電線電纜，包括電氣照明及插座系統(tǒng)，火災報警系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)等，其優(yōu)化算法前后工程量計算時間如表3 所示。

表2 科研樓電氣專業(yè)各系統(tǒng)構件工程量計算時間

表3 電氣專業(yè)各系統(tǒng)電線電纜優(yōu)化算法前后工程量計算時間

4 BIM算量工程量清單的準確性

關于 BIM 算量工程量準確性問題多有爭論，我們認為，如果 BIM 模型足夠符合工程實際(模型深度到位)，用BIM 算量軟件計算的工程量 100% 準確；與傳統(tǒng)二維 CAD圖紙算量相比，由于 CAD 圖紙深度及細節(jié)表示不到位等原因，且存在人為估算的問題，因此用 BIM 算量軟件計算的工程量更加準確。

5 關于BIM機電工程算量的思考

(1) 目前工程 BIM 應用中正向設計較少，傳統(tǒng) CAD 設計中，機電工程二維圖紙設計深度不夠，管線、設備等細部做法、空間及相對位置在圖紙中未全面體現，各專業(yè)之間交叉矛盾也比較突出，所以利用 CAD 二維圖紙進行BIM翻模者除應具有較好的 BIM 建模知識外，還應具備較好的施工專業(yè)知識與一定的造價知識。

(2) 隨著 BIM 技術的不斷推廣及相關軟件功能的不斷完善，利用 CAD 二維圖紙進行翻模再進行應用將逐漸退出歷史舞臺，建筑 BIM 正向設計必將成為工程設計的主流。在設計階段按照模型標準進行模型創(chuàng)建將大大提高 BIM 模型在工程實施階段(工程造價管理、工程施工質量管理、工程進度管理、工程材料設備管理等)及運維階段的應用價值。

(3) 我國現有的工程量計算規(guī)則是基于二維圖紙制定的，有部分計算規(guī)則可能是為了減少造價人員的工作量，進行了簡化處理，按照計算規(guī)則計算的工程量不是圖紙(模型)實際工程量：如按照計算規(guī)則風管計量中是以圖示延長面積計算，未考慮風口的扣除也未考慮風管堵頭的計量；管道長度計算時對于閥門也不進行扣減等。

隨著 BIM 算量軟件逐漸成熟，這樣簡化的計算規(guī)則有可能發(fā)生變化，以實際的實物模型工程量為準，這樣更符合工程實際，同時也減少了為適應計量規(guī)則而專門研發(fā)相關計算插件。

(4) BIM 機電安裝工程算量的基礎是 BIM 模型的創(chuàng)建。在現有 BIM 應用中，算量模型要涵蓋工程量計算規(guī)范中的所有子目構件要素，因此如何快速便捷地進行 BIM 模型的創(chuàng)建將成為算量軟件成功與否的關鍵。

機電工程 BIM 算量的難點在于建筑電氣。由于電氣工程中回路眾多，管線中的導線數量各有不同，手工模型創(chuàng)建難度大，效率低，解決電氣管、線模型快速創(chuàng)建是算量課題的重中之重。

(5) 我公司在電氣工程照明及配電線路的 BIM 模型創(chuàng)建中采用技術措施實現回路導線的快速生成，但由于生成過程中需要進行大量計算，因此在模型較小時普通電腦設備還能滿足運算要求，模型較大時由于運算量成幾何級數增加，普通電腦設備計算速度較慢，因此優(yōu)化算法與提高運算能力成為算量軟件成功與否的又一關鍵。

(6) 要實現 BIM 機電安裝工程算量，就要求 BIM 模型深度達到清單算量的基本要求，因此制訂統(tǒng)一的 BIM 機電安裝工程算量建模標準就顯得十分必要。

(7) 不同單位、不同階段創(chuàng)建的 BIM 模型可能只是為本單位、本階段進行服務，模型的深度與標準各不相同，因此，開發(fā)相關軟件快速將已有 BIM 模型轉化為機電安裝工程 BIM 算量所需模型將大大提升 BIM 的模型復用價值，這將是又一個需要研究的重要課題。