何若辰

（廈門(mén)市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

BIM全稱(chēng)是“建筑信息模型（Building Information Modeling），其核心是通過(guò)建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個(gè)工程信息交換和共享的平臺(tái)[1]。近年來(lái)BIM技術(shù)的應(yīng)用給整個(gè)建筑行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革新，隨著我國(guó)大力推廣BIM技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的造價(jià)工作造成了影響。通過(guò)BIM模型進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及分析，可以便捷地得到工程量數(shù)據(jù)，大大加快了工程造價(jià)工作的效率，也影響著工程成本的控制。

1 BIM技術(shù)的用途及優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)造價(jià)工作是在二維的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。造價(jià)人員在對(duì)工程成本計(jì)算時(shí)，需要大量時(shí)間對(duì)單位工程、單項(xiàng)工程、分部分項(xiàng)工程一步步計(jì)算，然后匯總統(tǒng)計(jì)，工程量的計(jì)算時(shí)間在整個(gè)造價(jià)工作過(guò)程中占到50%以上，工作人員不可避免地會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而增大了誤差風(fēng)險(xiǎn)。因此，將傳統(tǒng)的二維模型算量轉(zhuǎn)換成基于BIM模型的三維算量，是目前建筑業(yè)必須發(fā)展的方向。

BIM技術(shù)的三維模型算量與傳統(tǒng)過(guò)程中的二維建模算量雖有些不同，但又密切相關(guān)。BIM技術(shù)在造價(jià)工作中的應(yīng)用指工程設(shè)計(jì)時(shí)就做好相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，可以通過(guò)BIM模型將工程所需要的工程量數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到算量或計(jì)價(jià)軟件中，避免了借助算量軟件再次輸入數(shù)據(jù)，使傳統(tǒng)的算量建模方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛贐IM模型的算量檢查和優(yōu)化精確度等工作[2]。這種方法既可以避免重復(fù)建模，也可以在招投標(biāo)階段縮短計(jì)算時(shí)間，提高工程算量精確度，并可根據(jù)施工過(guò)程中突然發(fā)生的問(wèn)題動(dòng)態(tài)化解決，隨時(shí)對(duì)工程量加以計(jì)算和更新，同時(shí)為后續(xù)的鋼筋計(jì)算、施工進(jìn)度、工期優(yōu)化及施工質(zhì)量管理提供了更加有效的參考依據(jù)。

BIM算量方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)算量主要優(yōu)勢(shì)如下：

（1）BIM算量方法將造價(jià)工程師從繁瑣的勞動(dòng)中解放出來(lái)，為造價(jià)人員節(jié)省更多的時(shí)間和精力用于更有價(jià)值的工作，如：詢(xún)價(jià)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等，并可以利用節(jié)約的時(shí)間編制更精確的預(yù)算。

（2）BIM算量方法比傳統(tǒng)的計(jì)算方法更加準(zhǔn)確。工程量計(jì)算是編制工程預(yù)算的基礎(chǔ)，但計(jì)算過(guò)程非常繁瑣，造價(jià)工程師容易因人為原因造成計(jì)算錯(cuò)誤，影響后續(xù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。BIM的自動(dòng)化算量功能可以使工程量計(jì)算工作擺脫人為因素影響，得到更加客觀的數(shù)據(jù)。

（3）BIM算量方法可以更快地計(jì)算工程量，及時(shí)地將設(shè)計(jì)方案的成本反饋給設(shè)計(jì)人員，便于對(duì)項(xiàng)目成本的控制。傳統(tǒng)的工程量計(jì)算方式往往因耗時(shí)太多而無(wú)法及時(shí)地將設(shè)計(jì)對(duì)成本的影響反饋給設(shè)計(jì)人員。

（4）BIM算量方法可以更好地應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)變更。在傳統(tǒng)的成本核算方法下，一旦發(fā)生設(shè)計(jì)變更，造價(jià)工程師需要手動(dòng)檢查設(shè)計(jì)變更，找出對(duì)成本的影響，這樣的過(guò)程不僅緩慢，而且可靠性不強(qiáng)。BIM軟件與成本計(jì)算軟件的集成將成本與空間數(shù)據(jù)進(jìn)行了一致關(guān)聯(lián)，自動(dòng)檢測(cè)哪些內(nèi)容發(fā)生變更，直觀地顯示變更結(jié)果，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)人員，使他們能清楚地了解設(shè)計(jì)方案的變化對(duì)成本的影響。

2 BIM技術(shù)在造價(jià)工作中應(yīng)用的具體內(nèi)容

2.1 研究對(duì)象的選擇

BIM技術(shù)可應(yīng)用于各種類(lèi)型工程中，但不同類(lèi)型工程有其各自的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)二維算量模式下建筑工程、管廊工程、橋梁工程、房建工程等結(jié)構(gòu)物計(jì)算較多的項(xiàng)目往往會(huì)消耗更多的精力與時(shí)間。研究對(duì)象應(yīng)能夠充分體現(xiàn)BIM算量的優(yōu)越性，因此本次選取綜合管廊工程進(jìn)行研究[3]。

2.2 BIM模型參數(shù)的確定

由于模型設(shè)計(jì)參數(shù)的定義與造價(jià)工程量的要求上往往不一致，要想得到可用的工程量數(shù)據(jù)，必須確定BIM建模數(shù)據(jù)設(shè)置的參數(shù)與方法。

BIM模型參數(shù)的確定是本次研究工作中的重要環(huán)節(jié)，一般BIM模型創(chuàng)建與工程概預(yù)算工作并無(wú)交集，設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM模型的設(shè)計(jì)多是從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，所以BIM模型無(wú)法滿足造價(jià)中工程量的要求。本次研究在BIM模型設(shè)計(jì)初期就以造價(jià)的角度定義與編輯BIM模型，規(guī)范BIM模型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制定BIM模型參數(shù)的定義方法，使BIM模型能夠得出符合造價(jià)要求的工程量數(shù)據(jù)[4]。

例如造價(jià)的計(jì)價(jià)規(guī)則中，管廊主體都是相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但在造價(jià)定額套用中，結(jié)構(gòu)的底板，側(cè)墻，頂板需要套用不同的定額，因此需要分別得到底板、側(cè)墻、頂板結(jié)構(gòu)的工程量，如果設(shè)計(jì)不清楚此要求，往往將底板、側(cè)墻、頂板都定義為同一種混凝土結(jié)構(gòu)，最終便得不出符合造價(jià)要求的工程量數(shù)據(jù)。又如管廊中有玻璃鋼蓋板，預(yù)制混凝土蓋板，液壓井蓋等結(jié)構(gòu)，它們均類(lèi)似于板結(jié)構(gòu)。但在計(jì)價(jià)工作中，他們的計(jì)量單位是不一樣的，玻璃鋼蓋板按“m2”計(jì)量，預(yù)制混凝土蓋板以“m3”計(jì)量，液壓井蓋以“個(gè)”計(jì)量。在BIM建模時(shí)便需要對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同的設(shè)置與定義，才能最終得出符合造價(jià)要求的工程量數(shù)據(jù)。

2.3 BIM模型創(chuàng)建

本次研究以管廊項(xiàng)目為BIM建模的基礎(chǔ)，結(jié)合造價(jià)對(duì)工程量的要求，細(xì)分了管廊各組成構(gòu)件，合理設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，使BIM模型符合識(shí)別工程量的要求。更好地理解BIM模型導(dǎo)出工程量的原理，今后造價(jià)人員拿到BIM設(shè)計(jì)模型后，能夠看得懂設(shè)計(jì)，能夠自行獲得所需的數(shù)據(jù)，能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行編輯與修改，能夠使用BIM算量軟件得出造價(jià)文件。

3 通過(guò)BIM模型獲得結(jié)構(gòu)工程量數(shù)據(jù)

圖1 BIM模型的創(chuàng)建

數(shù)據(jù)處理方法：在BIM建模時(shí)便設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)，通過(guò)revit軟件導(dǎo)出工程量統(tǒng)計(jì)表格。在此基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯與完善，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)補(bǔ)充計(jì)算軟件模型無(wú)法統(tǒng)計(jì)的工程量，如滿堂腳手架，變形縫等。造價(jià)人員再手動(dòng)將這些工程量數(shù)據(jù)輸入計(jì)價(jià)軟件中，完成計(jì)價(jià)工作。

4 通過(guò)BIM模型獲得基坑土方工程量數(shù)據(jù)

通過(guò)BIM模型已經(jīng)可以得到管廊主體結(jié)構(gòu)的工程量數(shù)據(jù)，此外還可以利用BIM計(jì)算土方工程。傳統(tǒng)的土方計(jì)算方法存在著計(jì)算量大，計(jì)算精度不高，數(shù)據(jù)量大等缺點(diǎn)，通過(guò)BIM方法能夠?qū)崿F(xiàn)快捷精確的計(jì)算，做到實(shí)際與模型精確對(duì)應(yīng)。將CAD地形圖文件導(dǎo)入Revit軟件，編輯后生成模型，形成原始地貌模型，再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谠匀坏仄耗Ｐ偷幕A(chǔ)上繪制基坑開(kāi)挖模型，兩模型之間的差異體量即為土石方開(kāi)挖量模型，利用Revit直接導(dǎo)出報(bào)表則得出土石方開(kāi)挖量。本次研究主要利用BIM模型計(jì)算工程挖方量。

圖2 綜合管廊三維地形圖

5 通過(guò)BIM模型獲得造價(jià)文件

通過(guò)BIM設(shè)計(jì)獲取工程量數(shù)據(jù)以外，還可以直接在BIM算量軟件中對(duì)工程量數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，對(duì)每一項(xiàng)工程量進(jìn)行定義，選擇符合的清單與定額。全部數(shù)據(jù)定義好后，可以直接導(dǎo)出計(jì)價(jià)程序，完成從BIM模型到造價(jià)文件的轉(zhuǎn)換。

6 對(duì)所得工程量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算分析

本次通過(guò)BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)算量數(shù)據(jù)的對(duì)比，大部分?jǐn)?shù)據(jù)誤差率不大，差異均在合理范圍內(nèi)。但像集水井墊層等異形結(jié)構(gòu)部位，由于傳統(tǒng)算量計(jì)算難度大，精度往往不符合實(shí)際要求，BIM算量數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。通過(guò)已建立的BIM模型得出了管廊各節(jié)段的工程量數(shù)據(jù)，目前可得到工程量項(xiàng)目主要有：管廊側(cè)墻、管廊底板、管廊頂板、管廊砂碎層、管廊砼墊層、管廊鋪裝層、管廊預(yù)制段結(jié)構(gòu)、玻璃鋼格柵蓋板、玻璃鋼蓋板、電力專(zhuān)用液壓井蓋、管廊預(yù)制砼蓋板、鋁合金百葉窗等數(shù)量。通過(guò)對(duì)比，對(duì)于蓋板，井蓋等容易計(jì)算的項(xiàng)目BIM算量與傳統(tǒng)算量基本無(wú)差異。對(duì)于墊層與結(jié)構(gòu)部分，數(shù)據(jù)有誤差但誤差率不大，誤差原因主要在于在傳統(tǒng)算量中對(duì)于不規(guī)則節(jié)點(diǎn)和不規(guī)則體積計(jì)算容易產(chǎn)生誤差，管廊工程中交叉節(jié)點(diǎn)及集水井周?chē)鷫|層通常形狀不規(guī)則，難以計(jì)算因而誤差較大。BIM算量是根據(jù)模型進(jìn)行計(jì)算，只要模型設(shè)計(jì)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不影響工程量的精度，結(jié)果更加精確[5]。在不斷完善與修改BIM建模參數(shù)設(shè)定后，全段管廊的算量誤差大大減小，算量結(jié)果更加準(zhǔn)確。通過(guò)具體驗(yàn)算，BIM算量誤差率在可接受范圍內(nèi)，且BIM算量更為準(zhǔn)確，可以在今后工作中推廣使用。

7 BIM技術(shù)在成本控制中的應(yīng)用

通過(guò)BIM模型得出工程量數(shù)據(jù)與造價(jià)文件后，可以對(duì)造價(jià)進(jìn)行分析。驗(yàn)證項(xiàng)目的造價(jià)是否符合前期批復(fù)要求，若不符合則需要及時(shí)調(diào)整。傳統(tǒng)造價(jià)工作需要設(shè)計(jì)人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，造價(jià)人員再根據(jù)修改的圖紙調(diào)整概預(yù)算，這樣的流程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。有了BIM模型后，我們可以創(chuàng)建“BIM模型”到“工程量”再到“工程造價(jià)金額”的聯(lián)動(dòng)，用最后的造價(jià)反向控制模型的基礎(chǔ)信息，從而做到限額設(shè)計(jì)，反復(fù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)與造價(jià)的合理性，從而得到最合理的結(jié)果。

8 研究成果

（1）BIM建模使今后BIM模型完成的同時(shí)可以得到造價(jià)工程量數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過(guò)驗(yàn)算數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。

（2）BIM算量工作能提高算量工作效率，節(jié)約造價(jià)工作時(shí)間，提高造價(jià)工程的準(zhǔn)確率。

（3）BIM技術(shù)應(yīng)用在成本控制中，可以在設(shè)計(jì)變更與限額設(shè)計(jì)中更快速地做出反應(yīng)。

9 結(jié)語(yǔ)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，BIM技術(shù)最高效的應(yīng)用是在設(shè)計(jì)階段就完全用BIM技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)完成時(shí)便得到工程量數(shù)據(jù)，才能夠大大提高造價(jià)工作的效率，這種模式是未來(lái)發(fā)展的方向。為達(dá)到此目標(biāo)，BIM技術(shù)還有很大的發(fā)展空間，不僅需要解決技術(shù)問(wèn)題，更需解決整個(gè)行業(yè)的規(guī)則與習(xí)慣問(wèn)題，相信通過(guò)不懈努力，BIM技術(shù)將會(huì)在工程造價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。