基于BIM技術(shù)的EPC項目全過程計量研究
——以三明學(xué)院工科實訓(xùn)大樓為例

張孟陽，戴小龍，余曉淇

(三明學(xué)院 建筑工程學(xué)院，福建 三明 365000)

EPC(engineering procurement construction)工程總承包模式已逐漸成為建筑工程行業(yè)的一大趨勢，在EPC模式下，總承包商受業(yè)主委托，按照合同約定承擔項目的設(shè)計、采購、施工、試運行等全過程工作，使項目各參建方深度融合，打破信息交流的壁壘[1]。BIM(building information modeling)技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ畔?shù)字化，通過收集、管理和共享信息，打通EPC模式的各個環(huán)節(jié)，便捷、高效地進行建設(shè)項目的全壽命周期管理，更好地控制工程質(zhì)量、進度和成本[2]。

工程計量是成本控制的重要工作，將BIM計量技術(shù)貫穿應(yīng)用于EPC項目的全壽命周期，有利于數(shù)據(jù)信息在項目可研階段、招投標階段、設(shè)計階段、施工及竣工驗收階段的整合、應(yīng)用和深化[3]。

1 EPC項目全過程工程計量的難點

EPC總承包模式中，建設(shè)單位與總承包商簽訂合同后，只需在項目竣工時進行驗收，其中設(shè)計、采購、施工等均由總承包商負責。因此，對總承包商而言，與傳統(tǒng)模式相比，EPC總承包模式在項目前期、招投標階段、設(shè)計施工及竣工驗收階段風險更大，工程計量難點更多。

1.1 招投標階段

EPC模式下的招標，通常初步設(shè)計尚不完善，業(yè)主只提出項目的性質(zhì)、規(guī)模和工期等整體目標，沒有具體的工程量清單，卻需要投標人在投標文件中詳細表達工程項目、工程量、單價以及投標總價，并最終以總包價簽訂總承包合同，存在工程量不清、價格不定的風險。由于投標文件中的工程項目及工程量均為估算和經(jīng)驗所得，投標文件會存在漏項、與施工圖不一致等問題，這些風險一般通過報價策略應(yīng)對[4]。

1.2 設(shè)計階段

隨著項目逐步推進，與招投標階段相比，設(shè)計階段的方案會有所改變或進一步優(yōu)化，如因地質(zhì)條件預(yù)估偏差而改變基礎(chǔ)形式，施工圖中某些項目的增減等，這些情況均會引起工程項目或工程量的改變，增大工程計量的難度。

1.3 施工階段

施工階段常會出現(xiàn)設(shè)計變更，在EPC模式下設(shè)計和施工都由總承包商負責，更易發(fā)生設(shè)計變更，進而引起工程性質(zhì)或工程量的變化；承包商在招標后需向?qū)I(yè)分包商支付預(yù)付款以及后期形象進度款，而投標報價中只有一個固定總價，不利于分期計量。另外，風險消失或轉(zhuǎn)移部分的計量、實際工程費用與報價不一致部分的計量等，都會影響項目整體的計量工作[5]。

1.4 竣工驗收階段

在結(jié)算階段需要嚴格、合理、公平地完成一系列工作，包括核定工程量、套用定額、合理取費、分析變更簽證等。結(jié)算階段的工程量是影響工程成本的重要數(shù)據(jù)，除了核對清單工程量，還需要對現(xiàn)場簽證工程量進行核算[6]，并且由于計量人員對土建、安裝等各個專業(yè)之間的影響考慮較少，易造成實際結(jié)算工程量的偏差。

在實際EPC總承包項目實施結(jié)算及結(jié)算審核的過程中，尚存在大量有爭議的問題，會嚴重影響工程計量以及工程成本[7]：一是土石方處置的爭議，是否能夠進行回收利用而非完全棄置，以及如何利用；二是土石方外棄的運距爭議；三是主要材料單價的爭議，包括信息價采用優(yōu)先順序的爭議和材料市場詢價、定價的爭議；四是措施方案及其計價的爭議，如運輸機械型號、數(shù)量配備的合理性和使用時間等問題；五是承包方的施工圖紙設(shè)計偏向考慮承包方利益最大化而非設(shè)計最優(yōu)化等。

2 BIM計量技術(shù)在EPC項目中的應(yīng)用

EPC總承包模式在項目的全壽命周期中會產(chǎn)生較多數(shù)據(jù)信息，BIM技術(shù)能夠高效、合理地應(yīng)用和管理數(shù)據(jù)，改善EPC項目傳統(tǒng)計量存在的問題[8]。現(xiàn)階段我國工程咨詢中的計量工作大多不利用設(shè)計階段或者招投標階段的BIM模型計量，而是采用專業(yè)的造價算量軟件完成，花費了大量人力和時間。因此，將BIM模型應(yīng)用于建設(shè)項目全壽命周期各個階段的造價計量，實現(xiàn)“一模多用”尤為重要。

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展[9]，軟件計量模式逐漸普及，市場上出現(xiàn)較多BIM計量軟件，如廣聯(lián)達BIM、晨曦BIM、魯班BIM、品茗BIM等，使工程計量的效率和準確度得到了有效提高。但這一類型的BIM計量軟件所建立的模型更傾向于解決工程造價時的工程計量，模型不能高效、準確地指導(dǎo)設(shè)計、施工等，因此BIM技術(shù)一直在向“一模多用”方向發(fā)展，使BIM模型用于設(shè)計、施工、運維等全過程，以求BIM技術(shù)員可通過軟件直接建立模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動、信息共享。在決策階段，BIM模型的可視化、仿真功能、快速構(gòu)建工程結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等特點有助于進行成本控制；在設(shè)計階段，BIM模型可提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題并進行優(yōu)化，實現(xiàn)各專業(yè)間計量的完美結(jié)合；在施工階段及竣工驗收階段，如發(fā)生設(shè)計變更等情況也可快速對模型進行修正，重新提取工程量，實現(xiàn)計量計價效率的提高和工程成本的控制。REVIT系列軟件是我國建筑業(yè)BIM體系中使用最廣泛的軟件之一，也可進行建模、提取工程量，但由于REVIT軟件中的工程量未考慮各構(gòu)件間的扣減關(guān)系等，不符合我國房屋建筑與裝飾工程工程量計算規(guī)范，不能直接用于工程計價。GTJ軟件是廣聯(lián)達BIM土建計量平臺，其中內(nèi)置平法圖集和工程量計算規(guī)則，通過GTJ建模提取的工程量可直接用于工程計價。

現(xiàn)階段，我國工程造價的各種計量軟件與REVIT之間的互通主要通過接口實現(xiàn)，通過圖1所示程序，針對房屋建筑工程的土建工程量，利用廣聯(lián)達BIM土建計量平臺GTJ2018驗證REVIT模型的計量結(jié)果，可用于工程計價的可行性，為BIM模型工程量用于工程造價提供經(jīng)驗。

圖1 GTJ模型工程量對比REVIT模型工程量程序圖

3 工程案例分析

3.1 項目介紹

工程為三明學(xué)院工科實訓(xùn)大樓，分為A樓、B樓、C樓、D樓、庫房和消防水池6個單元，均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。由于篇幅限制，本文以工科實訓(xùn)大樓A樓一層為例，針對柱、梁、板、墻、門窗進行REVIT和GTJ建模，嘗試進行二者之間的模型互用，并進行分析。

3.2 GTJ模型及計量結(jié)果

如果工程CAD圖紙不規(guī)范(未劃分圖層等)，GTJ建模無法識別，所有構(gòu)件均需手動建模，那么用時會較長。通過GTJ對工科實訓(xùn)大樓A樓一層建立模型(見圖2)，匯總計算各構(gòu)件的工程量，得到工程量匯總表。其中，KZ1工程量匯總表見圖3。

圖2 GTJ模型

圖3 GTJ模型KZ1工程量匯總

3.3 REVIT模型及計量結(jié)果

從GTJ模型文件中導(dǎo)出.gfc文件，將.gfc文件導(dǎo)入BIMMAKE軟件，并從BIMMAKE軟件導(dǎo)出.gbp文件(見圖4)，最后將.gbp文件導(dǎo)入REVIT進行調(diào)整(見圖5)，即可得到REVIT模型文件(見圖6)。

圖4 BIMMAKE導(dǎo)入.gfc文件、導(dǎo)出.gbp文件

圖5 .gbp文件導(dǎo)入REVIT

圖6 REVIT模型圖

在REVIT中通過明細表創(chuàng)建功能得到各構(gòu)件的明細表，其中，結(jié)構(gòu)柱明細表見表1，并從中提取各構(gòu)件工程量。

表1 結(jié)構(gòu)柱明細表

3.4 兩模型工程量對比及結(jié)論

將REVIT模型和GTJ模型的柱、墻、梁板、門窗的工程量計量結(jié)果進行整理，得到兩模型工程量對比表(見表2)，表中門窗工程量單位為m2，其他構(gòu)件工程量單位均為m3,且有：

(1)

式(1)中：K為REVIT中構(gòu)件工程量與GTJ中構(gòu)件工程量的差值百分比；A為GTJ中構(gòu)件工程量(門窗工程量單位為m2，其他構(gòu)件工程量單位均為m3)；B為REVIT中構(gòu)件工程量(門窗工程量單位為m2，其他構(gòu)件工程量單位均為m3)。

通過表2對比結(jié)果可得，REVIT中的工程量誤差主要出現(xiàn)在混凝土構(gòu)件、砌體構(gòu)件，因REVIT無法分開統(tǒng)計矩形梁以及有梁板工程量，導(dǎo)致二者梁工程量、板工程量差別較大。但梁板工程量之和基本相等，誤差來源于構(gòu)件間的扣減關(guān)系。砌體部分，由于REVIT內(nèi)外墻交接處的墻類型劃分不同導(dǎo)致內(nèi)墻和外墻的工程量區(qū)別較大，但二者之和基本相等。

表2 構(gòu)件工程量對比表

經(jīng)過上述分析可得，對于建筑部分的主體結(jié)構(gòu)和門窗而言，REVIT和GTJ的工程量差量來源主要是各構(gòu)件間的扣減關(guān)系不同、構(gòu)件的劃分不同等。而對于不需要考慮扣減關(guān)系的構(gòu)件，如門、窗等則不存在誤差。

4 結(jié) 論

BIM技術(shù)和EPC總承包模式是建筑工程行業(yè)發(fā)展的趨勢，EPC項目通過BIM技術(shù)實現(xiàn)了真正意義上的建設(shè)項目全生命周期管理，二者互為依托，推進行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)階段BIM計量技術(shù)也逐漸應(yīng)用于EPC項目的工程計量，但是其應(yīng)用尚不成熟，依然難以實現(xiàn)實際意義上的“一模多用”，無法將BIM模型高效、合理地應(yīng)用于EPC項目全壽命周期的計量。本文僅針對建筑工程部分進行了BIM模型和造價軟件模型的工程量對比，今后還需要對EPC項目的鋼筋工程、裝飾工程以及裝配式建筑進行BIM計量研究，并對BIM模型和工程造價軟件模型進行不同轉(zhuǎn)換及處理，更大程度地完成BIM模型應(yīng)用于EPC項目的全過程計量的嘗試和研究，為EPC項目全過程BIM計量提供更多的參考。