基于BIM软件的工程量计算方法研究

王淑嫱， 周启慧

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

基于BIM软件的工程量计算方法研究

王淑嫱， 周启慧

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

从BIM应用于建筑工程算量的角度，以某实际工程为例，进行理论分析和案例对比研究，实践表明合理使用BIM软件建模，可以直接、高效、准确地计算大多数组件的工程量。为解决算量软件本土化的问题，进一步提出了国外BIM软件(Revit)的优化方法。

BIM； 工程量计算； 接口软件

BIM(Building Information Modeling)技术是以三维几何模型为载体，集成建筑物的物理信息和过程信息，通过开放性的数据标准以实现建筑工程各参与方的信息共享[1]。利用BIM技术进行工程量计算的思路是：在模型建立后，计算机自动识别模型构建中的类型注释和几何属性，通过构件的类型进行分类，并根据模型中的运算规则计算并汇总得到明细表。BIM模型算量大体有两种方法：一种是利用BIM模型在软件内直接进行算量,另一种是将模型数据导出到外部软件后根据软件的计算规则进行算量。

本文在理论分析的基础上，通过案例来对比研究BIM算量软件和传统算量软件的优缺点并提出优化BIM算量软件的思路。

1 基于BIM的工程算量模式

1.1 建筑业工程量计算现状

目前，国内大多数算量软件都是基于CAD平台实现，例如清华斯维尔软件，鲁班，广联达等。在算量时都需要根据工程量信息重新建立模型，然后将各构件信息与相应的清单进行关联，在手工录入和调整的过程中会增加人为错误的风险[2]。此外，这些软件对不规则形体(如曲面形体)的计算能力较弱。这些因素使得工程造价与工程决算价格相差很大，甚至会引起工程纠纷，阻碍工程的进展。

基于BIM技术的工程算量还处于初级阶段，一些标志性的建筑开始应用BIM技术，例如上海大厦利用BIM技术和其他软件进行施工模拟和机电模拟，并提取BIM模型中的工程量统计信息，配合合约部、采购部以及投资监理，对项目工程量和成本实行精确控制[3]。广州东塔在建设的过程中利用BIM技术实现模型与进度、工作面、图纸、清单、合同条款等大量信息数据的自动关联，解决了事前预控少，变更图众多，成本分析工作量大等问题[4]。

1.2 基于BIM的工程算量的特点

1)BIM平台软件(如revit)相对于CAD平台软件只需要一次建模。通过建立三维数据库可快速、准确地汇总工程量。

2)它贯穿了建设的各个阶段，BIM模型的信息在各个环节可以随时流动，这就解决了项目在设计、施工、运营阶段的信息交流困难的问题。

3)当修改模型信息时，工程量随之修改；工程量出现变更时，模型也会在此基础上相应调整，使工程算量程序简化。

4)在二维或三维视图状态下均可以修改模型数据，真正做到了数据联动，优化了工程算量的精细度。使用参数化的BIM模型，可以减少人工操作失误，降低成本，缩短工期[5]。

5)BIM可以准确描绘出非几何信息，对不规则曲面的计算能力强。

2 案例分析

以晋江华泰国际新城92#楼为例，分别用revit2016和鲁班土建算量2015计算土建部分工程量，对算量流程和方法进行对比，分析两者之间的差异。

2.1 工程概况

本文以晋江华泰国际新城92#楼为对象，进行土建工程量计算方法分析。该项目位于晋江，框架结构。建筑总高度22.8 m共6层，建筑面积2399.3 m2，属多层商业用房。

2.2 算量流程对比分析

使用鲁班土建算量软件进行算量，首先按照CAD图纸的信息画出二维平面图，并在二维平面图上添加标高和楼层生成三维模型，同时需要手工设置组件参数。建立模型后进行合法性检查，修改存在问题的构件。然后套清单定额，得出工程量。根据汇总的工程量报表导出汇总数据，流程见图1。

图 1 基于鲁班土建的算量流程

使用Revit软件进行算量，首先绘制标高轴网，然后根据项目信息依次放置柱、梁、墙、板，最后安装门窗创建屋面。模型的显示和修改具有联动性，完成模型后导出明细表，汇总得到工程量报表，流程见图2。

图 2 基于revit的算量流程

2.3 数据分析

分别使用鲁班土建算量软件和Revit软件进行建模，并导出土建工程量进行对比。

对比模型见图3、图4。

鲁班算量汇总见图5。Revit内外墙明细见图6。

将数据整理得表1。

图 3 鲁班建模模型 图 4 Revit建模模型

图 5 鲁班算量汇总

图 6 revit内外墙明细

项目AutodeskRevit/m3鲁班算量/m3差异率/%楼板282．03261．657．78梁214．64219．07-2．02柱202．75213．51-5．04墙383．52373．792．60合计1082．941068．021．39

2.4 对比结论

1)在操作过程中发现，基于Revit的算量过程需要的时间要明显少于基于鲁班算量软件所需要的时间。Revit能提高算量效率的原因有：a)Revit可以实现二维和三维的同步修改，当修改三维的参数时，二维数据同步修改。b)BIM可以实现设计与算量同步进行。当组件参数、位置等变化时，工程量随之变化[6]。c)利用BIM软件的工程量提取和统计需要的时间少于鲁班算量软件进行工程量汇总的时间。

2)BIM软件能够让组件间的扣减运算更准确。在Revit软件中，梁板柱、墙板、门窗及其主墙体之间自动扣减，实现组件功能结构和几何关系的协同统一[7]。特别是在大型的建筑项目中，自动扣减的功能就发挥了极其重要作用，不仅减少了造价人员的工作量，也提高工程量计算的准确率。

3)BIM软件组件间的联动效果更显著，设计变更的部分可以在工程量明细表中自动变更。当某个组件的参数或位置发生变化时，该组件的其他相关统计数据会自动更新，并且与之关联的其他组件的关联参数和位置也会发生变化[8]。确保算量的准确性，变更的工程量也可以及时反馈。

4)表1为利用Revit的统计功能和鲁班算量对案例工程结构主体进行算量的结果对比。BIM算量精度满足可接受偏差规定的(±10%)的范围内。

5)对于表1中单项统计结果存在差异性的原因归纳如下：BIM模型板扣减柱、板扣减梁的扣减规则与国内算量的要求不一致。同时，BIM的构件划分思路与传统方式的设计阶段的工程造价划分思路不一样，前者是按照建筑构造功能性单元划分，后者是以建筑施工工种或工作来划分。BIM主流软件缺乏对国内现行算量兼容的计算规则，因此BIM算量软件需要针对上述问题不断优化。

3 Revit工程量计算短板的优化方法

3.1 开发思路

为了实现模型在Revit软件和传统算量软件的高效衔接，既充分体现Revit的精确建模能力，又能适应国内现行的规范要求，接口软件的开发尤为重要。目前，基于revit平台的二次开发的思路有两种：

一种是开发衔接Revit和传统算量软件的接口软件。Revit模型需要借助传统算量平台实现工程量计算，接口软件不具备算量功能，例如广联达BIM算量和鲁班BIM算量。

另一种是直接在revit中设置各地清单定额和扣减规则。不需要插件导出到传统算量软件里面，直接在revit套清单，查看报表。并且报表比revit自带明细表更详细，同时能输出计算式，可以把其当成建模工具，例如新点比目云5D算量。

3.2 接口软件特点

针对国外BIM软件(Revit)本土化问题，根据工程状况选择合适的接口软件尤为重要，下面对三种类型的接口软件进行介绍。新点比目云5D算量是第一个在Revit平台上的5D算量软件。在设计、施工、成本和进度控制环节通用一个模型，科学地避免了反复建模。该软件提供三维辅助设计，按照不同的地区清单、定额计算规则计算工程量。一键智能布置垫层、构造柱、土方、过梁等。内置适用全国清单和定额规则。缺点是只能自动套2008清单。并且Revit过滤器不够优良，构件筛选存在不足。

广联达BIM算量有多种模式，实现一键全楼统计，管线一键整楼识别，改善了审核难度大、工作效率低等问题。存在的缺点有：Revit模型通过接口软件转换成广联达平台模型的过程中，存在数据缺失的现象，并且转换模型的要求极高，对构建的名称等有严格要求，适用性较差，没有全国版本。

鲁班BIM算量对二维CAD图纸转化识别效率较高，同时兼容BIM模型的格式。运用云技术实现在线查找，可以对创建的模型进行检查，减少建模缺失和错误。存在的问题同广联达类似，在转换过程中存在数据流失现象并且没有全国版本，适用性不强。

4 结束语

本文在理论分析的基础上，结合实际案例对BIM软件和传统算量软件进行对比研究，认为借助数字化、信息化的BIM软件，可以提高算量的效率。但是，要在我国工程造价管理中真正推广和应用BIM技术还有诸多困难。

BIM的计算规则与国内工程量计算规则存在差异，尤其是柱、梁、板、墙的扣减优先性。我国建筑业广泛应用BIM技术，需要解决本地化的问题。通过编程设置软件的运算规则或开发本地化功能的接口软件，可以迅速扩大BIM技术在工程造价方面的优势。

[1] 许炳,朱海龙.我国建筑业BIM应用现状及影响机理研究[J]. 建筑经济,2015(3):10-14.

[2] 张春影,高平,汪茵,郑吉庄,等. 施工图设计阶段BIM模型的工程算量问题研究[J]. 建筑经济,2015(8):52-56.

[3] 陈继良,张东升. BIM相关技术在上海中心大厦的应用[J]. 建筑技艺,2011(Z1):104-107.

[4] 佚名. 中建三局应用MagiCAD推进BIM技术落地[J]. 安装,2013(3):22.

[5] 安培,余地华,艾心荧. 基于BIM的三维算量在超高层建筑项目中的研究与应用[J]. 施工技术,2015(23):15-18.

[6] 齐聪,苏鸿根. 关于Revit平台工程量计算软件的若干问题的探讨[J]. 计算机工程与设计,2008,14:3760-3762.

[7] 王艳艳,任宏. 基于构件的工程量清单计价控制研究[J]. 建筑经济,2013(8):34-37.

[8] 汪茵,高平,宋蓉.BIM在工程前期造价管理中的研究应用[J]. 建筑经济,2014(1):64-67.

[责任编校： 张岩芳]

Engineering Quantity Calculation Method Based on BIM Software

WANG Shuqiang， ZHOU Qihui

(SchoolofCivilEngin.,ArchitectureandEnvironment,HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

With a focus on the BIM application in construction engineering quantity calculation,taking an actual project as an example, theoretical analysis and comparative case studies are presented in the paper.The practice shows that the rational use of BIM software modeling can directly, efficiently, accurately calculate the great majority of components of engineering quantity. In order to solve the problem of localization of calculation software, the paper puts forward the foreign BIM software (Revit) optimization method.

BIM; engineering quantity calculation; interface software

2016-05-04

王淑嫱(1981-)， 女， 河北安国人，湖北工业大学讲师，研究方向为建设项目信息化管理

周启慧(1993-)， 女，湖北武汉人，湖北工业大学硕士研究生，研究方向为管理科学与工程

1003-4684(2017)02-0110-04

TU-9

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