朱雙穎 ZHU Shuang-ying；陳喚 CHEN Huan

（①昆明學院，昆明650241；②信永中和工程管理有限公司昆明分公司，昆明 650000）

1 概述

1.1 BIM技術在工程造價領域的運用與發(fā)展

BIM從2003年進入我國，在我國的建筑工程領域掀起了一場信息化革命。BIM技術通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物將傳統(tǒng)二維轉變?yōu)槿S模型。在建設工程及設施的規(guī)劃、設計、施工以及運營維護階段全壽命周期創(chuàng)建和管理建筑信息，全過程應用三維、實時、動態(tài)的模型涵蓋了幾何信息、空間信息、地理信息、各種建筑組件的性質信息及工料信息。在設計方面，BIM技術已經(jīng)運用在三維建模、光照能耗、圖紙優(yōu)化上，目前也正向著綠色建筑、綠色能耗分析等方面投入應用。而在工程造價方面，BIM技術也在建設項目全過程造價控制方面有著重要的意義。王貴美指出：BIM在精益成本管理關鍵在于基于BIM信息平臺，完整儲存并及時更新工程總承包項目所涉及的信息資料，為全壽命周期成本管理提供必要的信息環(huán)境。趙洪巖主張BIM在施工成本的管理中能夠深化設計、施工模擬并能通過BIM5D軟件實現(xiàn)進度、資源和成本管理。來進瓊認為BIM與集成項目交易模式結合，相互補充，使各參與方間的信息和資源完全共享，并能將不同格式信息進行集成處理和識別，優(yōu)化工程造價管理過程。BIM技術強大的建模和數(shù)據(jù)處理能力更能提高造價管理中工程計量的精細化和準確性。

1.2 BIM技術在工程造價全壽命周期管理中運用

建筑工程造價全壽命周期管理主要運用于工程概念設計到運維的項目全壽命周期，是貫穿建筑工程全過程的管理工作。主要從項目的決策階段、設計階段、招投標階段、施工階段、運營維護階段，運用BIM技術對工程造價進行全壽命周期管理也主要是這幾個階段入手。在決策階段，造價工作人員可以根據(jù)已建的BIM模型、信息、成本，對擬建建筑模型進行模擬，進而計算出更為準確的投資估算，為投資決策和資金籌措提供依據(jù)。在設計階段，BIM技術將土建、水電、給排水圖紙進行整合，進行碰撞檢查，提供更為準確的圖紙，便于工程量的精確計算，為工程造價控制提供準確的依據(jù)。在招投標階段，依托于可視化的BIM模型，能明確各類資源及其消耗量，也能準確地控制招標控制價為招標方相關工作的開展提供了極大便利。在施工階段，可以將BIM三維模型與動態(tài)施工結合起來，根據(jù)施工進度計劃，基于BIM模型準確提取相應工程的工程量，便于施工組織、管理、采購及成本的核算。在運用維護階段，由于BIM模型中可以添加各種設備、設施的位置、型號等信息，便于精準地計算更新、維護費用。而在整工程造價全壽命周期管理中，工程計量則是最重要的環(huán)節(jié)，BIM技術融入工程造價全過程管理的關鍵的一步是將設計中精細化的BIM模型按工程造價計量方式進行工程量的映射，以便BIM模型能按我國工程量清單計量模式進行工程量的統(tǒng)計。目前BIM技術在精細化工程計量中已有了一些實踐，但將BIM技術直接應用于建筑工程計量管理，仍存在一些阻礙。更不用提直接利用Revit構建的BIM模型進行工程量計算。本文就BIM技術在精細化工程計量管理中的應用進行深入研究，以期為BIM在精細化工程計量管理提供參考。

2 BIM技術在工程項目精細化計量的現(xiàn)狀

隨著BIM技術在工程造價領域的深入發(fā)展，BIM以其三維模型為基礎，在集成項目管理中諸多工程信息后，能直觀、便捷地計算工程項目的工程量。隨著BIM技術市場認可度的不斷提高，目前常用BIM計算在工程項目的精細化計量運用主要有以下兩個方面：

①用軟件自身平臺建立三維模型的算量軟件。

這類方法主要是軟件自身設有適合清單及定額價格模式的算量平臺，在算量平臺進行建模后，自主算量，到后期直接利用軟件之間的應用程序接口，使工程量數(shù)據(jù)與計價軟件對接，進行計價計算后，再通過自己的平臺統(tǒng)計相應報表。如廣聯(lián)達BIM、魯班、雪飛翔軟件等。幾款軟件均以二維CAD為開發(fā)平臺，具有將二維圖紙生成三維模型的功能，并能將鋼筋與工程量整合，通過直觀的三維模型后統(tǒng)計工程量最終形成工程造價，基本滿足目前市場上工程造價的管理需求。這幾類軟件均是在建立符合IFC標準的建筑成本模型基礎上，對計量計價所需的表達方式進行分析，建立IFC數(shù)據(jù)自動利用的算法。但幾種軟件均無法與Revit軟件進行交互，無法使用在Revit軟件建立BIM模型，需要重新建模。工具軟件和平臺類軟件在數(shù)據(jù)交互過程中無統(tǒng)一標準。平臺數(shù)據(jù)和建筑信息模型相對剝離，與真正的建筑信息模型還有一定差距。另外幾款軟件之間也不互通，在同一個項目造價咨詢管理中，所有管理人員均只能使用同一款軟件。

②在BIM圖形軟件和后期的計價計量軟件之間建立應用程序接口。

這類方法主要是通過程序接口，提取BIM模型中的數(shù)據(jù)再與造價軟件對接，進而進行計算。廣聯(lián)達BIM5D、算量魯班都可以將Revit構建的BIM模型轉化成計量計價軟件所需要的中間文件，再導入計量軟件中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉換。但運用這種方法時，由于BIM模型軟件與計量計價軟件需要中間文件作為媒介，在進行互換時，不但建模和族命名等的規(guī)則受到嚴格的控制，即使在與造價軟件匹配的情況下，但也會有一些數(shù)據(jù)丟失的情況。再加上Revit平臺中構建BIM模型的構件族庫信息與計量計價規(guī)則未事先進行映射，模型導入算量平臺后，需要根據(jù)現(xiàn)行計量計價規(guī)則進行大量修改；對于一些異形構件、復雜造型更是無法識別，需要二次建模；對于有設計變更的情況，更需要重新導入變更后的模型，并且計量軟件與Revit軟件交互性不強，反向導入Revit軟件的能力有限或者根本不能導入。

雖然目前整個工程造價行業(yè)對于用軟件自身平臺建立三維模型的算量軟件、在BIM圖形軟件和后期的計價計量軟件之間建立應用程序接口這兩種BIM技術計量運用比較普遍和成熟，但隨著軟件在項目中的大量使用，軟件的不足之處也越發(fā)凸顯，這些直接使用算量軟件或Revit與算量軟件互通的程序接口起建模功能遠不如Revit軟件本身，基于Revit軟件進行精細化工程量計算，不僅可以減少模型的重復建立、一鍵出量。也可以在初期對算量造價信息進行控制。故基于Revit軟件平臺進行BIM模型工程量的直接計算，是有著非常大的計量優(yōu)勢，也是精細化計量發(fā)展的一個趨勢。

3 基于BIM技術精細化工程計量管理模式的研究

在對Revit軟件及現(xiàn)行工程造價計價計量規(guī)范進行研究后，發(fā)現(xiàn)利用Revit本身建模能力強、精度高等特點，可以優(yōu)化BIM技術目前在工程項目精細化計量的運用，完善工程造價管理模式，做到與設計銜接更為密切、管理更為精細、使用更為便捷的管理模式。當然在對一些工程進行研究后發(fā)現(xiàn)，直接使用Revit統(tǒng)計工程量也存在一些問題，需要在技術上進行完善和調整，才能事半功倍。

3.1 基于Revit平臺BIM技術精細化計量的工作原理

該方法通過開放式數(shù)據(jù)庫連接（ODBC）訪問BIM數(shù)據(jù)庫，在bim軟件平臺集成算量模塊。這一理論的關鍵是研究BIM模型與工程清單映射的方法，以解決BIM技術在項目工程計量中的運用問題。在BIM平臺上建立這種映射是關鍵，國內(nèi)也有大量學者對這些方法進行了研究，如，李潔主張建立Revit軟件建立工程量清單與BIM模型的映射關系，二次開發(fā)插件創(chuàng)建清單XML文件，將清單屬性寫入模型共享參數(shù)，使Revit模型具有工程項目清單算量機制。周冀偉建議一方面基于IFC標準對BIM模型構件計量信息擴展，以適應于清單計量的要求，另一方面，基于BIM模型適應的清單計量規(guī)則的角度出發(fā)，研究制定了相應的BIM計量規(guī)則，實現(xiàn)了計量規(guī)則的統(tǒng)一。這類方法相較于市場運用廣的前兩種方法，可以真正意義上實現(xiàn)“一模多用”，提高工作效率，在BIM模型構建成功后，即可獲得工程量數(shù)據(jù)，避免二次建模，也不存在因模型的反復轉化而造成的數(shù)據(jù)丟失，更加靈活、快捷。

3.2 基于Revit平臺BIM技術精細化計量應注意的問題

在對一些工程實例進行研究后發(fā)現(xiàn)，基于Revit平臺BIM技術精細化計量需要注意如下問題：

①項目編號、命名、分類劃分及屬性描述不一致。Revit是面向圖元對象，修改以圖元為基礎，而工程量清單考慮施工工藝和施工過程。比如在Revit中無法單獨創(chuàng)建閥門及一些軟接頭，但是工程量清單卻考慮其工程量；再比如Revit中屬性信息也同工程量清單項目名稱、項目特征描述不一致等。需要提前將進行統(tǒng)一。

②以Revit為主的BIM模型構建軟件的計算規(guī)則工程量不符合我國工程量清單計算規(guī)則，Revit能反映構件的幾何形狀，但扣減關系與清單計價規(guī)則存在一定差異，如：工程量清單風管按照設計圖示規(guī)格以展開面積計算，以“10m2”為計量單位。不扣除檢查孔、測定孔、送風口、吸風口等所占面積。風管展開面積不計算風管、管口重疊部分面積。而Revit明細表統(tǒng)計工程量，風管管道工程量扣除檢查孔、測定孔、送風口、吸風口、彎頭、三通等所占面積，只是單純統(tǒng)計風管管道工程量；彎頭、三通另外統(tǒng)計個數(shù)。再如，工程量清單給排水、消防水管道按設計管道中心長度，以10m為計量單位，不扣除閥門、管件及各種組件所占長度。Revit明細表統(tǒng)計同風管一樣，只是單純統(tǒng)計管道長度，不計算彎頭、三通長度，這樣在建模前，需要對族庫在項目開展前進行必要的修改。

③BIM模型中的計算精度與清單計算不一致。Revit是布爾運算直接計算出圖形面積或者體積，計算的是實物量，有些卻和工程量清單計量規(guī)則不符。比如在《建設工程工程量清單計價規(guī)范》（2013版）中工程量清單對現(xiàn)澆混凝土構件的計算中“按設計圖示尺寸以體積計算，不扣除構件內(nèi)鋼筋、預埋鐵件及單個面積≤0.3m2的柱、垛以及孔洞所占體積。中有些孔洞的扣除直接忽略，不進行扣減”，而在Revit中只是直接反映建筑物的實體工程量，不能反映扣減關系。需要在項目開展前對進行族編輯，將族庫與清單規(guī)則進行映射。

3.3 基于Revit平臺BIM技術精細化計量技術措施

由于在直接使用基于Revit平臺BIM技術精細化計量會存在一些問題，技術上要通過匹配圖元信息、設置算量插件設計、統(tǒng)計規(guī)則等一些技術措施，具體如下：

3.3.1 將圖元的類型及屬性信息與工程量清單項目名稱及特征匹配

BIM建模時構件族名稱命名不規(guī)范，未添加設計圖紙描述構件信息或未按圖示名稱進行命名，材質、構件尺寸、構件型號規(guī)格未按照圖紙要求設置，在統(tǒng)計工程量時無法按工程量清單項目名稱、項目特征進行分類匯總。部分構件為構建模型或常規(guī)模型創(chuàng)建，模型映射無法識別。

建模前應制定技術標準，族命名（與圖紙保持一致）。在滿足現(xiàn)有BIM標準及規(guī)范的前提下，命名規(guī)則與工程量清單項目名稱及項目特征建立映射；對于異形構件的創(chuàng)建更是要提前思考構件根據(jù)清單計量規(guī)則所需輸出工程量特性，提前考慮異性構件創(chuàng)建方式，盡量選擇能與工程量清單對應的族構件進行創(chuàng)建，這樣可以保證模型在模型構建前就提前避免了信息不匹配帶來的計算差異，可以提前對計算進行修正（如圖1）。

將圖元的類型及屬性信息與工程量清單項目名稱，能為計算規(guī)則統(tǒng)一、精度統(tǒng)一奠定基礎。

3.3.2 采用與清單規(guī)則相匹配的Revit算量插件

周冀偉指出BIM計量是對構件信息的整合和管理，模型構件的合理劃分和創(chuàng)建是計量工作的前提。對BIM計量規(guī)則的改進可通過建模規(guī)則的改進和規(guī)范來實現(xiàn)。奚程翀也通過對比分析不同構件清單規(guī)則與建模的差異原因分析，提出BIM建模應遵循一定的規(guī)則，應對BIM算量模型建模規(guī)則標準化處理。對于計量規(guī)則的統(tǒng)一，也可以在BIM模型上擴展計量維度，目前主要有兩種方式。第一種是前述利用與Revit有互通接口的造價軟件，將設計模型和工程造價計量模塊分開，在BIM模型中提取相關的構件屬性信息，再導入到造價軟件中，進行處理。第二種是基于Revit的算量插件，也是在Revit平臺上直接對BIM建模模型上直接統(tǒng)計工程量重要保證，在Revit軟件中直接計算工程量，需要將BIM模型與造價信息相關聯(lián)，構件扣減規(guī)則匹配工程量清單規(guī)則，這樣才能保證工程量的計量結果可隨著模型變化而變化。相比第一種，第二種方式實現(xiàn)了“一模多用”，跳過了不同軟件之間文件數(shù)據(jù)中轉的步驟（如圖2）。

3.3.3 將模型精度及扣減原則、預留長度與清單計量規(guī)則進行匹配

建模時，除了嚴格按照圖紙準確建模，對所需統(tǒng)計工程量的構件均需全部創(chuàng)建模型外，構件的材質、尺寸、規(guī)格型號必須與清單計量規(guī)則對應。對設計圖紙的問題清單反饋設計進行澄清及回復。

BIM建筑工程模型是多專業(yè)構配件集成的模型。各專業(yè)模型整合在一起存在必要的碰撞檢查，要對設計圖紙進行調整及優(yōu)化的，故在建模前需提前確定各自的避讓原則。不僅如此，對于材料的預留問題，也需要提前明確。如在設計圖紙中噴淋末端支管、衛(wèi)生間衛(wèi)生器具及洗漱器具連接的末端支管、各種井、閥門、設備末端支管長度一般不會在設計圖中明確表示，而是根據(jù)施工現(xiàn)場具體安全情況而確定，對于此類情況，在BIM建模前，需提前與造價人員、設計人員溝通末端支管布置原則，確定末端支管長度及連接方式。

4 工程實例分析

對某項目的地下室項目的水電專業(yè)用BIM技術精細化工程計量管理模式與工程造價算量軟件結果進行比對分析，考察BIM技術精細化工程計量模式的準確性。用偏差率表示某個分部分項工程的用兩種方法計算的量差，再用加權平均計算某類分部分項工程的總偏差率，偏差率公式、和加權平均偏差率公式如下：

再分別按照根據(jù)同種計量單位通過加權平均計算相應計量單位總的量差：

某類分部分項工程偏差率=

其中：an——偏差率；

Kn——各分部分項工程量。

經(jīng)過比較，按構件個數(shù)計量的分部分項工程量無偏差，按面積、長度的計量的分部分項工程在嚴格遵守建模規(guī)范和圖紙規(guī)范構建BIM模型時，偏差率不大，本項目工程對比后偏差率在3%以內(nèi)。只要建模時遵守建模規(guī)范、遵循管管線避讓原則；在管道交叉處理盡量保證滿足凈距最??；遵循管線縱向排布等原則，偏差可以進一步縮小。（表1）

表1 部分給水分部分項工程偏差率計算表

5 結論

本文通過對當前BIM技術在工程項目精細化計量的運用研究，進而分析目前BIM技術的使用情況及問題，提出基于Revit軟件的BIM技術在精細化工程計量的管理模式，實現(xiàn)BIM模型中直接輸出工程量清單計量計價規(guī)則所匹配的工程量，工程造價在BIM模型平臺精確計量，解決了不同軟件轉化對工程造價計量的影響。對基于BIM技術精細化工程計量管理模式研究尚處在研究階段，目前對裝飾裝修及安裝工程已經(jīng)基本完成計量規(guī)則的統(tǒng)一，后續(xù)還要加強對結構工程精細化工程計量管理模式研究，實現(xiàn)BIM技術對建筑工程精細化工程計量。