基于BIM的三維算量在工程中的應(yīng)用

李美衡，王 楠

1.沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168

2.中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110006

BIM是指建筑信息模型，在國內(nèi)外建筑行業(yè)正在逐漸被認(rèn)可與應(yīng)用，特別是近年來在建筑高速發(fā)展的背景下，BIM已經(jīng)在國內(nèi)一些大型工程項目中得到積極應(yīng)用，涌現(xiàn)出很多成功案例[1]。中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部指出，“十三五”時期，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。工程的造價管理隨著項目的多元化、建筑構(gòu)件的不規(guī)則化、設(shè)備安裝形式的多樣化，傳統(tǒng)計算方式的效率和準(zhǔn)確性已逐漸跟不上項目的需求，一定程度上嚴(yán)重制約著建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。由于絕大多數(shù)項目的BIM模型在命名與屬性、建模精度等方面與工程造價的要求不匹配，模型的數(shù)據(jù)和信息無法實現(xiàn)共享，會造成大量重復(fù)算量工作，也會給建設(shè)各參與方的協(xié)調(diào)溝通帶來極大不便，因此探索運用BIM模型進(jìn)行工程算量的方法迫在眉睫。

當(dāng)前市面上可進(jìn)行BIM算量的軟件繁多，其中包括廣聯(lián)達(dá)BIM算量、斯維爾BIM算量、品茗HIBIM、比目云BIM、魯班BIM等，經(jīng)過分析判斷，其中廣聯(lián)達(dá)BIM算量及斯維爾BIM算量具有明顯優(yōu)勢，廣聯(lián)達(dá)BIM算量市場占有率高，而斯維爾BIM算量是直接基于Revit平臺，采用映射的方式，可與BIM技術(shù)對接，準(zhǔn)確度高[2]。文章以斯維爾BIM算量for Revit進(jìn)行三維算量研究，并與傳統(tǒng)二維算量結(jié)果進(jìn)行對比。

1 項目概況

某數(shù)據(jù)中心信息樓坐落于沈陽市渾南區(qū)，建筑面積約57000m2，共有A1～A6六個塔樓，如圖1所示。現(xiàn)以A6塔樓為例，深入研究基于BIM的三維算量應(yīng)用，最大化利用BIM模型實現(xiàn)簡易化、精細(xì)化算量。

圖1 某數(shù)據(jù)中心效果圖

2 BIM模型的建模規(guī)則

理論上，工程造價人員提取BIM模型中的信息可以進(jìn)行造價工作，共享模型數(shù)據(jù)信息[3]，而實踐中，由于造價體系和設(shè)計體系的不同，設(shè)計人員建模時對模型的命名和屬性設(shè)置通常僅按照設(shè)計習(xí)慣完成，精細(xì)程度及拆分規(guī)則往往不滿足造價工程的算量規(guī)則，造價人員對BIM算量軟件的應(yīng)用不普及及對三維模型信息的識別和提取不全，造成了直接應(yīng)用BIM模型進(jìn)行算量的難度巨大。BIM建模規(guī)則如表1所示，模型信息如圖2所示。

圖2 柱模型信息

表1 BIM建模規(guī)則

3 基于BIM模型的算量應(yīng)用

3.1 土建BIM算量

在設(shè)計過程中直接采用Revit建立BIM模型，設(shè)計人員對土建施工流程了解得不夠透徹，對造價人員的算量計價要求不了解，導(dǎo)致建立的模型不符合造價要求，造價人員為使模型能夠達(dá)到一鍵算量的標(biāo)準(zhǔn)，需對整個項目的BIM模型存在的問題進(jìn)行修改。按照對應(yīng)的族命名進(jìn)行模型映射后，調(diào)整好出量規(guī)則，直接運用Revit模型進(jìn)行工程量統(tǒng)計計算，在主要構(gòu)件上得到的三維計算結(jié)果與傳統(tǒng)二維算量的計算結(jié)果對比如表2所示，將誤差控制在1%以下。

表2 土建BIM計量結(jié)果比對 單位：m3

3.2 機(jī)電BIM算量

（1）以橋架為主的分類算量。機(jī)電安裝造價部分，由于安裝的要求不同，橋架、風(fēng)管等需要按照材質(zhì)、型號、安裝高度等造價規(guī)則進(jìn)行分類別算量。通過斯維爾三維算量軟件進(jìn)行算量時，由于按照軟件原設(shè)置無法準(zhǔn)確提取模型信息，實現(xiàn)分類算量，現(xiàn)從軟件重新調(diào)整參數(shù)和算量設(shè)置，實現(xiàn)算量的分類。部分三維算量結(jié)果與二維傳統(tǒng)算量結(jié)果對比如表3所示，平均誤差在2%左右。

（2）線纜算量。由于在Revit中沒有滿足線纜算量規(guī)則的族類型，且線纜數(shù)量巨大，系統(tǒng)繁雜，工作人員在建模、出圖和算量方面都遇到無法突破的阻礙。經(jīng)研究測試，在線管中加入項目參數(shù)，可解決線管中線纜的算量問題。除了大量在線管中的線纜，仍有數(shù)量眾多的線纜布在橋架之中，可先采用斯維爾三維建模軟件中橋架配線的方案快速配線，準(zhǔn)確提量。部分三維算量結(jié)果與二維傳統(tǒng)算量結(jié)果對比如表3所示，平均誤差在3%左右。

表3 機(jī)電BIM計量結(jié)果比對 單位：m

4 三維算量結(jié)果分析

經(jīng)過研究，按照算量規(guī)則深化后的BIM模型能夠直接實現(xiàn)三維算量，使項目無須重新建立算量模型的同時摒棄傳統(tǒng)的大量手算工作，大幅度提高了工作效率，也使得算量工作更簡潔、更準(zhǔn)確。經(jīng)過深化后的BIM模型屬性信息更加全面，可傳遞給施工方、運維方進(jìn)行使用，打破了設(shè)計與施工模型傳遞的技術(shù)壁壘，為實現(xiàn)基于BIM的全過程應(yīng)用打通了關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語

目前，三維算量軟件因為在市場上應(yīng)用的時間還不長，處于普及階段，算量軟件的成熟度還不高，還存在很多諸如算量表達(dá)式不全、扣減規(guī)則不準(zhǔn)確、不滿足土建、機(jī)電全部構(gòu)件算量要求等問題，需要建筑設(shè)計單位、施工造價單位與軟件供應(yīng)商共同解決，共同推動，不斷完善。希望通過BIM技術(shù)的提高、軟件的迭代，技術(shù)人員能在實際工程中積極應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)一步解決，推動基于BIM的三維算量應(yīng)用，為全過程BIM應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。