BIM技術(shù)在工程算量中的應(yīng)用要點(diǎn)

唐 杰 許 琳

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473000）

0 引言

目前，建筑市場中的算量軟件數(shù)量不斷增加，在魯班、廣聯(lián)達(dá)、斯維爾等算量軟件的輔助下，建筑工程算量方式從傳統(tǒng)手工算量和表格算量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖懔浚粌H提高了工程算量的準(zhǔn)確性，而且還使算量效率得到了進(jìn)一步提升。然而，隨著建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷增加，要求工程算量必須具備較高信息化、規(guī)范化、精細(xì)化特征。在此背景下，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的三維算量軟件應(yīng)運(yùn)而生，使建筑造價(jià)管理的精細(xì)化程度大幅度提高。

1 BIM技術(shù)與建筑工程算量概述

BIM技術(shù)對建筑工程的集成管理環(huán)境高度支持，能夠在整個(gè)進(jìn)程中，確保建筑工程施工效率有效提升、安全風(fēng)險(xiǎn)最大程度降低。BIM技術(shù)是一種在工程設(shè)計(jì)建造管理過程中普遍應(yīng)用的數(shù)據(jù)化工具，確保與具體項(xiàng)目有關(guān)的各項(xiàng)信息能夠在參數(shù)模型的作用下得到充分整合，并且在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行、維護(hù)等全生命周期，對相關(guān)信息進(jìn)行傳遞與共享，確保工程技術(shù)人員在正確理解并高效應(yīng)對各類建筑信息的同時(shí)，對包括設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的所有建筑主體開展協(xié)同工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在提高項(xiàng)目生產(chǎn)效率、節(jié)約企業(yè)成本、縮短作業(yè)時(shí)間等層面具有不可替代的作用。

工程算量所涉及的內(nèi)容較多，主要包括工程清單、綜合單價(jià)、預(yù)留金、零星費(fèi)用、企業(yè)定額、建筑項(xiàng)目、單位工程、分項(xiàng)工程、分部工程、單項(xiàng)工程、投標(biāo)報(bào)價(jià)、招標(biāo)底價(jià)、消耗定額、總承包費(fèi)、測試項(xiàng)目、項(xiàng)目編碼等。工程量是工程計(jì)價(jià)的基本依據(jù)，想要使工程造價(jià)具有較高準(zhǔn)確性并且能夠?qū)ㄖこ痰耐度胭Y金數(shù)量進(jìn)行有效控制，必須確保工程量計(jì)算具有較高精準(zhǔn)性；在施工企業(yè)對施工作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行編制、合理安排施工進(jìn)度、科學(xué)組織現(xiàn)場勞動(dòng)力、有效規(guī)劃材料與機(jī)械設(shè)備的使用情況時(shí)，工程算量為相關(guān)工作的有效開展提供了重要依據(jù)；能夠?yàn)槭┕て髽I(yè)編制工程進(jìn)度統(tǒng)計(jì)報(bào)表提供幫助，是施工企業(yè)與建筑工程投資方結(jié)算工程價(jià)款的重要依據(jù)。

2 建筑工程量計(jì)算現(xiàn)狀分析

在對工程量進(jìn)行計(jì)算的過程中，傳統(tǒng)方式主要是由設(shè)計(jì)方提供二維圖紙，造價(jià)人員結(jié)合施工圖紙內(nèi)容，以人工統(tǒng)計(jì)方式計(jì)算工程量，然后對相應(yīng)的定額進(jìn)行套用，從而得到最終工程預(yù)算。這樣的方法對于普通工程的工程量計(jì)算而言具有一定作用，但是針對智能化、精裝修、幕墻工程等一系列特殊安裝工程而言，只能通過手工對圖，計(jì)算具體工程量。因此，傳統(tǒng)方式不僅會(huì)導(dǎo)致工程量計(jì)算工作的效率難以提升，而且精準(zhǔn)難以保證。

目前，我國建筑企業(yè)在開展工程量計(jì)算的過程中，通常采用二維圖形算量軟件以及圖表相結(jié)合的算量方式。其中，圖表結(jié)合軟件主要是指在開展工程計(jì)算的過程中，通過人工輸入計(jì)算公式的方式，對工程量進(jìn)行計(jì)算，需要造價(jià)工程師充分理解復(fù)雜結(jié)構(gòu)，才能對工程量進(jìn)行計(jì)算。然而在工程計(jì)算過程中，該方式受人為因素的影響較為明顯，導(dǎo)致最終得到的工程量結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。對于圖形算法而言，主要是將軸線作為工程量計(jì)算的定位線，將具體屬性輸入到建筑工程中的構(gòu)件實(shí)體中，從而通過定位軸線生成的平面簡圖進(jìn)行工程量計(jì)算。這樣的方式雖然能夠使定額項(xiàng)目與圖形工程量進(jìn)行充分結(jié)合，但實(shí)際存在的誤差較大。目前，建筑工程造價(jià)與設(shè)計(jì)之間互相脫節(jié)的情況較為普遍，即使在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師能夠在圖紙中將工程量進(jìn)行清晰呈現(xiàn)，但造價(jià)師又會(huì)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，采取人工方式計(jì)算工程量，不僅導(dǎo)致工程量計(jì)算復(fù)雜，而且準(zhǔn)確率也難以提升。

3 BIM技術(shù)的在工程項(xiàng)目建筑過程中的作用

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能夠滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)施工建模的發(fā)展需求，而且還能使施工質(zhì)量和效率得到全面提升，其特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面：

3.1 對設(shè)計(jì)錯(cuò)漏進(jìn)行前置化解決

BIM技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)CAD二維建模的瓶頸徹底突破，在設(shè)計(jì)階段就可以開展三維建模，使建筑項(xiàng)目的內(nèi)部構(gòu)件和外部結(jié)構(gòu)清晰呈現(xiàn)，通過對三維模型的詳細(xì)分析與觀察，能夠在工程未施工之前，將設(shè)計(jì)存在的缺陷有效解決，降低施工過程中的工程變更概率，從而使成本得到有效控制。

3.2 工作協(xié)同程度較高

通過BIM技術(shù)創(chuàng)建共享模型，促進(jìn)建筑項(xiàng)目各參與方之間的有效溝通，將BIM技術(shù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫中存在的問題及時(shí)傳送到各參與方手中，確保工程相關(guān)信息數(shù)據(jù)得到及時(shí)傳遞，第一時(shí)間將存在的問題妥善解決，確保各項(xiàng)工作在高度協(xié)同的環(huán)境下順利開展，降低建筑工程發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的概率，同時(shí)節(jié)約成本。

3.3 動(dòng)態(tài)的精細(xì)化管理

通過利用BIM技術(shù)，能夠?qū)ㄖこ添?xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過程進(jìn)行模擬，甚至能夠詳細(xì)呈現(xiàn)出工程施工的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過與工程實(shí)際進(jìn)度以及成本投入進(jìn)行對比，可以對存在的差異進(jìn)行分析，并及時(shí)采取有效措施，對工程進(jìn)度與成本進(jìn)行合理調(diào)整與控制[1]。

4 BIM技術(shù)在工程算量工作中的應(yīng)用意義

4.1 提高工程算量的精準(zhǔn)性

工程量清單編制過程中會(huì)涉及大量內(nèi)容，復(fù)雜性較高，造價(jià)管理人員在具體運(yùn)算過程中會(huì)受到各種因素的影響，影響工程算量的準(zhǔn)確性，尤其是在對規(guī)模較大的工程進(jìn)行算量計(jì)算的過程中，發(fā)生失誤的概率明顯增加。因此，利用BIM建立三維立體模型的方式，對工程量進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地計(jì)算，可確保各項(xiàng)預(yù)算編制工作能夠最大程度降低各項(xiàng)外部因素的影響[2]。

4.2 方便歷史數(shù)據(jù)的積累和共享

在工程建設(shè)及工程竣工驗(yàn)收過程中，數(shù)據(jù)信息極其多，如果對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，可以為后續(xù)類似工程的有效開展以及成本控制提供巨大幫助。通過對BIM技術(shù)有效應(yīng)用，能夠以三維圖形為基礎(chǔ)，為每一項(xiàng)工程構(gòu)建獨(dú)特的數(shù)據(jù)包，在三維圖形中對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行明確標(biāo)注，從而將相關(guān)數(shù)據(jù)直觀呈現(xiàn)在工作人員面前。這不僅能夠使工作人員采取精細(xì)化的手段對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而且還能將其中具有較高參考價(jià)值的內(nèi)容準(zhǔn)確提取出來，以電子檔案的形式呈現(xiàn)，為后續(xù)查詢工作提供便利，并將具有較高參考價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保存和分類，滿足建筑工程后續(xù)各項(xiàng)施工作業(yè)的需求[3]。

4.3 提高資源調(diào)度的有效性

建筑工程項(xiàng)目所涉及的施工環(huán)節(jié)眾多，對施工質(zhì)量造成影響的因素復(fù)雜。加強(qiáng)對BIM技術(shù)的靈活應(yīng)用，確保構(gòu)建的BIM模型具有較高質(zhì)量，能夠使相關(guān)工作人員通過分析三維模型，對不同時(shí)間點(diǎn)施工作業(yè)存在的問題明確掌握，幫助管理人員及時(shí)判斷各項(xiàng)要素變化對建筑工程項(xiàng)目造成的影響范圍和程度，對施工過程中的人員、機(jī)械設(shè)備、物資物料進(jìn)行精細(xì)化管理，有效進(jìn)行自動(dòng)化跟蹤的同時(shí)，可對各項(xiàng)資源進(jìn)行有效配置。在實(shí)際施工過程中，還可以利用4D技術(shù)，全面分析成本、耗損以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效控制。而且在利用BIM技術(shù)的過程中，還能快速查詢某一周期內(nèi)或者與工程量相關(guān)的資料信息，使建筑工程各階段的成本具有較高透明性，并能被控制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)確保施工質(zhì)量和施工進(jìn)度達(dá)到要求[4]。

5 BIM技術(shù)在工程算量工作中的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 模型構(gòu)建應(yīng)與算量規(guī)范契合

基于BIM技術(shù)的三維算量技術(shù)而言，其主要是以構(gòu)建的三維模型作為核心基礎(chǔ)，構(gòu)建的模型質(zhì)量會(huì)直接影響工程量最終計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，設(shè)計(jì)人員結(jié)合三維軟件的輔助作用，對相關(guān)工作內(nèi)容直接建立BIM模型，并通過對BIM模型進(jìn)行碰撞檢查，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理的設(shè)計(jì)并制定整改方案，針對其中復(fù)雜性較高的節(jié)點(diǎn)開展精細(xì)化構(gòu)建，盡可能解決工程量計(jì)算偏差的問題[5]。對于BIM算量模型的設(shè)計(jì)而言，要提高相關(guān)數(shù)據(jù)的全面性和精準(zhǔn)性，需對圖源參數(shù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置，相關(guān)內(nèi)容既涉及幾何信息，又包含物理信息。比如，在建立土建工程模型的過程中，可以使用“2F”對兩道墻體進(jìn)行標(biāo)注，然而在實(shí)際施工過程中，這兩道墻體一道是結(jié)構(gòu)接力墻，一道為建筑砌筑墻。在對墻體工程量計(jì)算的過程中，如果按同一類別對這兩道墻體進(jìn)行綜合計(jì)算，必然會(huì)導(dǎo)致最終得到的工程量清單編制內(nèi)容準(zhǔn)確性受到影響。因此，必須對設(shè)計(jì)方案模型進(jìn)行修改，確保方案模型能夠與建筑工程算量規(guī)范相契合，具體如圖1所示[6]。

圖1 模型構(gòu)建與算量的結(jié)合

5.2 模型拆分應(yīng)與工程量的分項(xiàng)對應(yīng)

三維模型由建筑工程設(shè)計(jì)單位制定，利用三維模型將建筑工程設(shè)計(jì)方案直觀呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員所構(gòu)建的三維模型具有整體性的特征，涵蓋了整個(gè)建筑項(xiàng)目的全部內(nèi)容，但在對工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要對每個(gè)施工階段的工程量進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況對三維模型進(jìn)行合理分類，確保后續(xù)工程量統(tǒng)計(jì)質(zhì)量以及造價(jià)管理效率[7]。

而工程造價(jià)師在進(jìn)行工程算量計(jì)算時(shí)，應(yīng)結(jié)合建筑項(xiàng)目實(shí)際施工特征，將BIM模型進(jìn)行拆分，以實(shí)現(xiàn)工程量統(tǒng)計(jì)的精細(xì)化。在拆分過程中要結(jié)合工程造價(jià)相關(guān)的內(nèi)容，嚴(yán)格按照建筑項(xiàng)目具體樓層區(qū)域以及不同施工專業(yè)的要求開展，要使建筑工程量計(jì)算的構(gòu)件與各分項(xiàng)工程之間保持對應(yīng)關(guān)系，從而確保被拆分的模型構(gòu)件與建筑工程整體工程量的計(jì)算分類逐一對應(yīng)[8]。

5.3 模型中算量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與實(shí)際情況一致

在應(yīng)用BIM模型進(jìn)行算量計(jì)算過程中，為了確保提取的工程量可以直接進(jìn)行算量分析，則需要三維模型的幾何數(shù)據(jù)與實(shí)際情況高度一致。因此，在設(shè)計(jì)過程中，在構(gòu)建算量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不僅要掌握規(guī)則量和實(shí)際凈量的具體情況，更要對二者建立關(guān)聯(lián)并對比分析，確保通過三維模型提取出的所有量值都為規(guī)則量，使BIM模型的作用得到有效發(fā)揮[10]。比如，在三維模型設(shè)計(jì)過程中，要將施工材料的真實(shí)信息納入其中，從而為后續(xù)工程量統(tǒng)計(jì)工作的有效開展提供可靠保障。

5.4 工程量清單的編制應(yīng)合理分類

在編制建筑工程量清單的過程中，不同的工程內(nèi)容，對應(yīng)的工程量清單編制方式也存在明顯差異。比如，在開展混凝土施工的過程中，不同的區(qū)域或不同的分項(xiàng)工程所使用的混凝土數(shù)量以及型號都會(huì)有差異。因此，每個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要結(jié)合實(shí)際情況對工程量清單編制進(jìn)行分類細(xì)化，確保工程量清單編制的準(zhǔn)確性[9]。當(dāng)工程量計(jì)算結(jié)束之后，還需要與對應(yīng)的算量標(biāo)準(zhǔn)有效結(jié)合，確保工程量清單能夠充分滿足工程項(xiàng)目各階段的施工要求。作為建筑工程造價(jià)中的常用算量模式，工程量清單以BIM技術(shù)中的三維計(jì)算方法作為基礎(chǔ)，對工程量計(jì)算進(jìn)行有效整理、分類，針對不同的分項(xiàng)算量目標(biāo)生成獨(dú)立的清單，這樣就能夠根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際進(jìn)度，科學(xué)調(diào)度不同階段的對應(yīng)清單內(nèi)容，確保不同階段的生產(chǎn)要求得到充分滿足，并有利于各階段的成本控制。

6 結(jié)束語

由于建筑工程的施工范圍較大、施工環(huán)節(jié)多，涉及的內(nèi)容復(fù)雜，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行三維算量計(jì)算，可有效解決上述問題，但同時(shí)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)BIM技術(shù)在提高建筑項(xiàng)目工程算量質(zhì)量中所發(fā)揮的作用及存在的不足，從而對BIM技術(shù)算量工作進(jìn)行不斷優(yōu)化與完善，加強(qiáng)BIM技術(shù)算量的精細(xì)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用，確保工程算量能夠與BIM技術(shù)充分結(jié)合，為建筑工程算量工作提質(zhì)增效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持。