基于 BIM 模型的建筑工程算量问题研究

引言

工程量计算是形成工程造价的基础数据和重要环节，由于工程内容多、计算时间长等，如何提高计算准确度和计算效率成为关键问题。例如，钢筋工程作为工程造价的组成部分，通常将钢筋长度换算为理论质量后，以“吨”进行钢筋计价，在钢筋理论质量、钢材价格不变的情况下，钢筋长度计算的准确性对工程造价的影响更大。以往采用手工算量的方式进行工程量的计算，不仅工作量大，流程烦琐，还容易出现人为疏漏和误差，而采用软件算量的方式可以实现自动化计算，避免数据计算错误，提高计量准确性。

1 研究背景与意义

工程量是决定工程项目投资、成本管理、招投标、施工组织设计、资源与能源消耗等的关键因素，早期的工程量计算主要依赖于手工绘制的图纸和计算尺、计算器等简单计算工具，随着计算机技术的发展，电脑绘制的 CAD 图纸和以 Excel 为代表的电子表格软件取代了手工绘制和计算。21世纪以后 BIM 技术兴起，工程量计算开始朝着更高效、更精确、更智能的方向发展，相较于传统计算方法，使用 BIM 技术进行工程量计算可节省算量人员约 80% 的时间。如今 BIM 技术进一步提升，BIM 模型不仅能用来计算工程量，也能用于工程项目整个生命周期管理，包括前期的策划、中期的建设和后期的资产管理。

作为计算工程量的相关软件，其算量的精确度和准确度直接影响了投资方和实施方的决策和效益。20 世纪 90 年代到 21 世纪初，我国出现了多种基于二维图纸的工程算量软件，“十一五”以来三维图形技术的迭代优化、数字技术及人工智能的发展，为工程建造创造了可计算、可分析、可优化的条件[2]，工程算量软件进入 BIM(Buildinginformationmodel)三维模型集成的信息时代。BIM 技术表达了建设项目的物理和功能特性，是一个可共享的建筑信息集成化平台[3]。以 BIM 技术为主要手段构建的包含房屋建筑项目全部信息的综合信息数据库，为房屋建筑工程工程量计算和支持房屋建筑工程设计、施工、运维和拆除等全生命周期信息管理提供了基础。

2BIM 算量存在问题分析

2.1 工程量计算规范不匹配

目前全国通行使用的是建设工程工程量清单计价规范及各专业计量规范。该规范强制性规定“房屋建筑与装饰工程计价，必须按本规范规定的工程量计算规则进行工程计量”。该规范适用于传统二维算量，若采用 BIM模型直接出量，存在计量单位、工程量计算规则、清单开项（拆除工程量、措施项工程量等 BIM 模型无工程量）等与规范不符的情况大量存在。工程量计量单位差异举例：以下图排水沟 BIM 模型为例，传统二维计算排水沟盖板计量单位为长度 L；BIM 模型中计量单位（尺寸标准属性）为体积 m³ ，跟传统二维算量计量单位完全不同。

2.2BIM 计量体系不完善

BIM 计量体系包括建立基于BIM 模型构件命名规则与国标清单标准的映射关系，理顺对应逻辑；BIM 模型构件与工程量清单开项实现对应，基于 BIM 模型的造价管理、BIM 出量二次插件的开发等，且都没有成熟的实施方法和案例。市面上大多 BIM 软件主要面向设计工作，对算量、计价工作着力不多，BIM 算量需要基于 BIM 建模平台进行二次开发。目前市场上的专业造价软件公司如广联达、斯维尔等，基于 BIM 开源软件或者自研开发出了部分专业的算量软件，但涵盖专业不多，且造价数据不能返写入模型构件，应用经验不多，出量准确性尚待检验。

3BIM 算量实施技术路线

3.1Revit 平台 BIM 模型算量

将 Revit 模型的算量内容分为模型实体构件算量和非模型实体构件算量两种，其中模型实体构件算量的内容是指通过应用算量工具可直接提取按命名规则创建的模型各类构件的工程量，主要包含结构的桩基、各类基础、墙、梁、板、柱，建筑的墙、门、窗，孔洞、楼梯、栏杆、扶手、坡道、台阶、散水，机电工程的设备、管道、管件、桥架、风管、风管附件等。非模型实体构件算量内容主要是指通过应用算量工具可根据模型实体构件几何尺寸和信息内容，衍生生成的工程量，主要包括结构构件的模板、机电工程量的管道、风管的保温和油漆等。Revit 平台的 BIM 模型生成工程量，采用自研三维算量插件解决模型构件生成实物工程量扣减关系等问题，保证工程量的计算规则符合国标计量要求。BIM 模型插件出量需要经过算量规则设置、模型构件映射工程量清单项、模型构件挂接做法和工程量汇总计算等步骤，从模型中生成符合国标清单计算规范和业主招标要求的工程量清单。

3.2 非 Revit 平台 BIM 模型算量

对复杂结构、异形曲面，如屋面钢结构、幕墙的专业设计，需要采用专业设计软件如 Tekla、Rhino 进行建模。实际操作中,因其它三维设计平台模型以通用格式（如 IFC）转换后导入到 Revit 平台，会产生属性信息丢失，无法利用模型的面积和体积信息直接计量。因此，对幕墙、钢结构算量需求的参数，直接在其专业设计软件中导出，最终把 BIM 模型量体现在工程量清单表格中。

3.3 表单统计工程量

BIM 模型计量存在部分模型无法表达计算的工程量，或者模型创建工作量非常大，后续模型应用意义不大的工程量的计算，需要通过表单统计此部分工程量，保证工程量计算的完整性。表单统计工程量，主要包括无法通过 BIM 模型计量的措施工程量、临时支护工程量、土石方工程、系统调试、拆除和无法应用模型构件钢筋信息统计的钢筋量（桁架筋）等工程量。

3.4BIM 算量实施

（1）制定 BIM 建模规则进行 BIM 模型出量，在项目策划阶段,依据国家相关 BIM 规范标准要求和造价清单计量需求，制定项目 BIM 实施标准和建模规则。（2）BIM 计量实施流程涉及 BIM 咨询、设计、造价、业主、监理等所有参与方，从 BIM 咨询单位制定技术标准开始，设计方协同设计到实现 BIM 模型生成工程量。（4）BIM 模型计量插件使用自研 BIM 算量插件，依据国标清单及地方定额工程量计算规则，进行模型中结构柱、砼墙、梁板、建筑砌体墙、门窗以及机电专业中各类设备、管道、风管、桥架、管线的计算。同时，根据房间初装定义和构件贴面功能，计量出房间室内装饰、外墙贴面装饰、防水面积等工程量；管道保温、风管保温等工程量，借助算量插件衍生算量方式，实现无需建模计算该部分工程量。

结束语

基于BIM 模型计量计价目前仍存在政府造价管理制度和软件技术等限制。在政府管理层面，应在政策上支持、鼓励和引导 BIM 模型计量计价的发展应用，编制适应 BIM 模型计量计价的规则和指标。在软件技术发展层面，需要市场上有实力的软件开发商，与业主、设计单位、造价咨询单位协同工作，共同开发工程算量软件。通过实现 BIM 模型直接导出国标清单意义重大，将杜绝建筑工程行业中量价不透面的局面，实现造价的实时控制，实现行业产业链上各企业利益的法理化、透明化。

参考文献

[1]唐根丽，张恒.BIM 技术在决策设计阶段的工程造价管理研究[J].长春大学学报，2019，29（4）：18-22.

[2]陈凤.算量软件在建筑工程量计算中的应用与分析[D].邯郸：河北工程大学，2013.

[3]唐根丽，张恒，丁华军.广联达 BIM 算量软件在框架梁钢筋工程量计算中的应用[J].山西大同大学学报（自然科学版），2023，39（1）：99-105.

[4]徐娜.BIM 技术在工程量清单编制中的应用研究[D].聊城：聊城大学，2020.

[5]徐鹏，赵杰.基于广联达软件计算工程量与手工计算工程量对比浅析[J].价值工程，2014，33（28）：77-79.