劉熙瑤 萬 坤 劉雅靜 譚海燕
中建一局集團第一建筑有限公司 上海 201103
隨著建筑行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,參建各方不再拘泥于單純建模,而是將重點轉(zhuǎn)向模型信息的提取與利用,力爭實現(xiàn)多專業(yè)聯(lián)動、多部門協(xié)同的綜合應(yīng)用。其中與商務(wù)部、物資部、工程部的聯(lián)動,輔助商務(wù)算量、物資對量、現(xiàn)場控量一直是重點研究方向。
BIM模型算量對比傳統(tǒng)工程量計量軟件算量的優(yōu)勢在于:模型可搭載更多工程信息,減少工程量統(tǒng)計錯誤發(fā)生的可能性;模型創(chuàng)建準(zhǔn)確,對于異形構(gòu)件、復(fù)雜節(jié)點的處理方法更靈活,工程量統(tǒng)計便利;模型三維表達效果更好,可編輯性強;BIM應(yīng)用軟件可掛接插件,可利用程序語言進行二次開發(fā),應(yīng)用潛力巨大[1-2]。
現(xiàn)已通用的BIM模型工程量計算方式主要有3種。第一種是通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,生成商務(wù)算量模型,應(yīng)用傳統(tǒng)方法進行工程量計算。此種方式提高了BIM模型利用率,推動了多部門協(xié)同,但數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不完整,存在轉(zhuǎn)化異常、信息丟失的問題。第二種是基于BIM建模軟件進行二次開發(fā)。此方法需要投入巨大的人力、資金進行長時間的測試研究,一般項目很難具備二次開發(fā)條件。第三種為BIM建模軟件直接計算工程量,此方法避免了模型信息丟失,但國外BIM軟件并沒有內(nèi)置符合我國工程量清單計價規(guī)則或各省定額要求的計算規(guī)則,故工程量不能直接用于商務(wù)套價。
3種方式的優(yōu)、缺點相比較,對于工程項目來講,第3種方式的可行性、應(yīng)用效果最佳。針對軟件提取工程量不能直接用于套價的問題,項目BIM管理人員可通過對商務(wù)算量的研究學(xué)習(xí),對計算方法進行改進,可提出適用于項目的算量方法,滿足BIM模型算量適應(yīng)商務(wù)工作需求。
鄭州鑫苑城九號院項目規(guī)劃凈用地面積2.72萬 m2,規(guī)劃總建筑面積16.080 4萬 m2,容積率為4.49,建筑密度為44.89%,綠地率25.01%,小區(qū)住宅戶數(shù)286戶,并配套有相應(yīng)5層大型商業(yè)樓及部分小型2層商業(yè)樓(圖1)。
圖1 外立面效果圖
作為項目精細化管理的一環(huán),利用BIM模型提取工程凈量作為工程量底線值,用于內(nèi)控管理。對商務(wù)廣聯(lián)達軟件計算工程量進行校核;輔助物資部對模板、混凝土等材料用量進行管控;工程部在施工前對現(xiàn)場實際用量做到心中有數(shù)。
為了便于工程量統(tǒng)計及工程量對比分析,提前制定BIM建模規(guī)則,創(chuàng)建Dynamo運算節(jié)點,大大減少為準(zhǔn)確提量對模型處理的工作量。方法依據(jù)普通住宅項目總結(jié)歸納,一般住宅項目可通用,具有一定普遍性。
Revit作為中國建筑市場占有率比較高的BIM建模軟件,是工程項目創(chuàng)建BIM模型應(yīng)用較多的一款軟件。除軟件本身模型創(chuàng)建、信息統(tǒng)計能力強大,其內(nèi)置的開源式可視化編程插件Dynamo也可進行模型參數(shù)化、信息自動化處理,大大提高了工作效率。
利用Revit軟件計算工程量,首先需要解決的問題是模型計算規(guī)則。由于Revit有自己嚴格的構(gòu)件扣減規(guī)則,導(dǎo)致當(dāng)繪制順序不同、搭接長度不同時,所得到的工程量會有所差異。
基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板混凝土工程量,根據(jù)定額工程量計算規(guī)則,創(chuàng)建模型時需要確定構(gòu)件創(chuàng)建標(biāo)高、構(gòu)件類型等。其中墻、柱構(gòu)件的標(biāo)高、板構(gòu)件的邊界尤為重要。構(gòu)件創(chuàng)建應(yīng)用系統(tǒng)自帶族,還是單獨創(chuàng)建族也需要根據(jù)圖紙要求、項目算量需要,經(jīng)過反復(fù)修改確定。不同類型構(gòu)件相接,必須考慮Revit構(gòu)件扣減優(yōu)先級,細部節(jié)點單獨處理。按規(guī)則建立的模型,其混凝土工程量可通過簡單設(shè)置過的明細表直接進行統(tǒng)計。
考慮軟件計算規(guī)則的同時,還要兼顧當(dāng)?shù)氐亩~工程量計算規(guī)則,確保軟件直接統(tǒng)計出的工程量能夠與商務(wù)工作無縫對接。以鄭州鑫苑城九號院項目為例,依據(jù)《河南省房屋建筑與裝飾工程預(yù)算定額》(HA01-31-2016),分別按相應(yīng)計量規(guī)則、計算方法,提取混凝土工程量及模板用量。并基于工程量數(shù)據(jù)統(tǒng)計,總結(jié)歸納出適用于《河南省房屋建筑與裝飾工程預(yù)算定額》(HA01-31-2016)的Revit建模規(guī)則。工程量數(shù)據(jù)經(jīng)過樣板模型手算對比,精確度滿足要求。
按照總結(jié)的建模規(guī)則創(chuàng)建BIM模型,基礎(chǔ)、柱、墻、梁、板的混凝土工程量可直接通過明細表統(tǒng)計。需要注意的是集水坑模型的創(chuàng)建方法。集水坑族可以選擇“基于樓板的公制常規(guī)模型”族樣板文件建立,載入項目后,會在屬性面板中顯示體積(圖2)。多個集水坑可進行連接,體積會自動扣減,工程量在常規(guī)模型明細表中統(tǒng)計,也可以將集水坑族類型修改為“結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”,工程量將在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)明細表中同底板、承臺工程量一起統(tǒng)計。
圖2 集水坑模型及工程量統(tǒng)計
墊層的混凝土、防水工程量計算,無論是傳統(tǒng)商務(wù)算量還是BIM模型算量,都是比較復(fù)雜的一項工作(圖3)。尤其在碰到多個集水坑嵌套、底板底面高低差、筏板出邊等問題,更增加了算量難度。如梯形集水坑側(cè)壁無論手算還是軟件計算,都很難得到準(zhǔn)確工程量。通過將Revit模型導(dǎo)入Sketch Up進行處理,可以快速、準(zhǔn)確得到墊層各分層模型。將模型導(dǎo)回Revit生成體量,得到相應(yīng)體積、總表面積屬性信息。與基礎(chǔ)模型合并,校核墊層是否與底板完全貼合,對問題部位可做進一步修改。
圖3 墊層模型及工程量統(tǒng)計
樓梯、陽臺、雨篷、臺階等根據(jù)當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)計量規(guī)則處理,若為按水平投影面積計量的構(gòu)件,在不需要現(xiàn)場用量時,可以不用創(chuàng)建模型,而用平面代替。
模板工程量按混凝土與模板的接觸面積計量。按照總結(jié)的建模規(guī)則創(chuàng)建BIM模型,將Revit模型提取入Dynamo,利用Dynamo進行邏輯運算(圖4)。無需創(chuàng)建模板實體,通過Dynamo節(jié)點、Phython Script編寫代碼,可以分別得到各類構(gòu)件底模和側(cè)模板面積。目前研究成果適用于結(jié)構(gòu)常規(guī)建筑,如鄭州鑫苑城九號院項目,對于斜面、異形構(gòu)件的模板量計量,有待結(jié)合實際工程進一步研究。
圖4 Dynamo進行邏輯運算
依照此方法提取工程量,無需購置其他軟件、插件,節(jié)約項目軟硬件購置成本。提高BIM模型利用率,模型信息能夠得到充分利用,且避免了模型轉(zhuǎn)換帶來的信息丟失。模型編輯按區(qū)域拆分更為便捷,通過深入挖掘軟件功能,可從模型中獲取更多有效信息,省去商務(wù)管理人員校核、掛接模型的附加工作,減輕管理人員負擔(dān)。模型提取工程量可以與商務(wù)預(yù)算工程量進行比對,查缺補漏,輔助項目進行“三算對比”(表1)。通過驗證歸納總結(jié)的Revit建模規(guī)則,也可以依據(jù)當(dāng)?shù)囟~,作為普遍性標(biāo)準(zhǔn)在其他常規(guī)住宅項目中應(yīng)用。
表1 鑫宛城九號院工程量對比表 單位:m3
本方法雖有其優(yōu)勢,但目前仍不夠完善。此方法應(yīng)用Dynamo進行邏輯運算,Dynamo對模型繪制的精細度要求較高,數(shù)值大多輸出雙精度浮點數(shù),構(gòu)件稍有位置偏差、細微連接問題,節(jié)點運行就會彈出警告或運行出錯。模型需要反復(fù)調(diào)整,對建模人員專業(yè)技術(shù)水平要求較高。軟件對計算機性能要求高,運算速度受項目體量影響較大,當(dāng)體量過大時,可能出現(xiàn)計算崩潰,須注意及時保存。
本方法現(xiàn)可以解決一般常規(guī)項目提取工程量的需求。處理特殊項目時,還需根據(jù)項目特點,因地制宜,以此方法為基礎(chǔ),研究對應(yīng)解決方案。今后將以本方法為切入點,嘗試應(yīng)用于多個項目,不斷進行方法優(yōu)化,增加輸出信息量。
此方法作為獨立算量方法,沒有形成體系,沒有平臺支撐,不能達到協(xié)同工作。日后將通過更為深入的研究,繼續(xù)提高工程量信息提取的準(zhǔn)確性,增強方法應(yīng)用的普遍性。以此為基礎(chǔ),不斷探究,擴大形成體系,逐步達到協(xié)同。