BIM技术在工程量统计中的应用

【关键词】建筑信息模型；工程量；施工 

　　工程建设中需要测量工程量的项目很多，从勘察设计到施工期间由于地质、施工、设计变更等原因，施工区内的地形地貌变化很频繁。因此，不仅在勘察设计阶段要测量工程量，在施工前、施工过程中、竣工等阶段为控制工程进度、预算分项目经费、最后结算等都需要多次测量工程量。传统工程量统计，安装预算人员需从图纸中逐一计数来统计设备、部件、管道配件等，然后分类统计于表格中；目前新型软件通过智能识别，可对安装各专业设备构件一键转化，计算后分型号、分楼层、分系统形成统计报表。利用新型软件还可使施工单位提前预览各专业管线空间布局，检查设计合理性，避免返工，从而降低成本。 

　　本文主要以大连北方长龙热力工程有限公司1#热源厂综合楼建设项目为研究对象，介绍了室内给水系统与排水系统工程量统计的过程。该建筑地上五层，无地下室，建筑高度为18.6m，总建筑面积约8200m2。 

　　1 工程量概述 

　　建设项目的核心任务是工程量经济管理和工程造价控制，而此核心任务的首要工作在于准确、快速的统计工程量。工程量统计是编制工程预算的基础工作，具有工作量大、费时、繁琐、要求严谨等特点，约占全部工程预算编制工作量的50～70%，且其精确度和快慢程度将直接影响工程预算的质量与速度。工程量统计方法的改进不仅有利于加快概预算速度、减轻概预算人员的工作量、提高概预算质量，而且对于增强审核及审定透明度都具有非常重要的意义[1]。 

　　2 工程量统计软件的优选 

　　2.1 工程量统计软件及其应用 

　　鲁班安装 

　　鲁班算量（安装版）是国内基于 AutoCAD 图形平台开发的工程量自动计算软件，它利用 AutoCAD 强大的图形功能，充分考虑了我国工程造价模式的特点及未来造价模式的发展趋势，广泛适用于建设方、承包方、审价方工程造价人员工程量的计算[2]。 

　　广联达安装算量软件GQI2013 

　　广联达安装算量是针对民用建筑工程中安装专业所研发的一款工程量计算软件，旨在为安装造价员打造“0”门槛算量产品。有无CAD均能快速算量，设备一键统计，管线自动识别，解决工程造价人员在招投标、过程提量、结算对量等过程中手工统计繁杂、审核难度大、工作效率低等问题。西安林河春天住宅小区就是广联达安装算量软件在工程量统计领域中的杰出作品。 

　　博奥安装CAD三维算量2012 

　　博奥安装CAD三维算量软件具有以下功能， 

　　① 工程量可按区域计算、核查； 

　　② 自动识别喷淋管、管径、喷淋头，瞬间完成喷淋系统的计算，自动生成立管连接喷淋头、设备； 

　　③ 自动识别电气回路、导线数目；按回路计算工程量，生成回路汇总表； 

　　④ 计算后，每个回路都可反查、编辑； 

　　⑤ 自动生成管道弯头、三通、四通； 

　　⑥ 支持批量修改喷淋头等管件或设备标高，立管标高自动变化； 

　　⑦ 快速导入数码相机工程图片； 

　　⑧ 支持零星工程输入，计算时自动合并到报表； 

　　⑨ 导入博奥清单安装计价软件。 

　　2.2 工程量统计软件的优选 

　　本文尝试采用BIM软件构建建设项目的建筑信息模型，运用软件对施工过程进行工程量统计。 

　　通过软件自动算量是目前算量方法中最具发展潜力的方法，该方法以计算规则为依据，通过画图确定构件实体的位置，并输入与算量有关的构件属性，软件通过默认的计算规则，自动计算得到构件实体的工程量，自动进行汇总统计，得到工程量清单。并且更重要的是该方法的计算思路完全符合用户操作习惯，软件应用门槛低，容易上手，是对手工算量较大的改进。该算量方法简化了算量输入，可以大幅度提高算量效率。通过在本文中对各个算量软件的对比分析，最终选择鲁班安装软件对建设项目进行工程量统计。鲁班安装软件在工程量统计方面的优势在于： 

　　（1）广联达安装算量软件较鲁班安装在数据处理上，特别是扣减部分上不够精确直观；在构建功能上，两者做得均很细，比较起来鲁班安装构件做得更细，更灵活，而且有自定义功能，其扩展性适应性均强于广联达，而广联达相对死板可供用户选择范围较小；在计算规则上，鲁班安装与各地定额无关，可自主修改，灵活性高，广联达须与各地定额挂钩，较死板，但可以方便地调用定额及相关人材机数据；广联达在图形显示上也不如鲁班安装精确真实。 

　　（2）博奥安装CAD三维算量软件在钢筋算量上参数设置不全，给算量结果再来不便。 

　　（3）鲁班安装采用了与施工图相同的高精度计算模型；既可以分门别类地输出与施工图相同的工程量标注图，用于工程量核对，或用于指导生产和绘制竣工图，也可以输出工程量汇总表、明细表、计算公式表、建筑面积表等；另外操作流程、构件工程量等信息即时显示，具有三维编辑功能可快速的完成建立算量模型，可充分满足工程造价预算以及工程统计的任务。 

　　3 鲁班软件在综合楼项目工程量统计上的应用 

　　对管材用量和附件用量进行统计是建立BIM[3]（建筑信息模型）的一个重要目的，也是鲁班安装软件较其他软件的一个巨大的优势。本文以大连北方长龙热力工程有限公司1#热源厂综合楼建设项目施工为例进行管材用量统计的示范。 

　　以该多层综合楼建筑给排水系统的二维平面设计图纸为蓝本基础，运用建筑信息模型技术构建其三维信息模型[4]，并将该模型应用于该建筑的建筑给排水系统的模拟施工中。该多层综合楼排水管道工程模拟施工的主要内容包括： 　　（1）给排水管道及附件的安装； 

　　（2）标准房间的创建； 

　　（3）转化给排水设备； 

　　（4）管道配件及套管的生成； 

　　（5）转化（布置）阀门及生成支架； 

　　（6）整个工程的工程量统计与汇总。 

　　该多层综合楼的建筑给排水系统中，不仅包括各种用途、种类的给排水管道，还包括各种卫生器具、管件及其支架、阀件等附件，这些管道和附件在各自的位置上发挥着作用，并组成了完整的给排水管道系统。绘制给排水管道系统的鲁班安装软件的常用工具如图1所示，熟悉这些绘图工具，可以有效地提高绘图的效率。 

　　3.1模型的创建 

　　（1）图纸调入和带基点复制 

　　利用鲁班安装软件为建筑给排水系统工程量计算创建建筑信息模型[5]的初始文件，并对这个初始文件进行建筑给排水系统的相关设置，包括对管道属性、卫生器具种类等信息进行设置，从而准确的统计出项目工程量。本文以建筑给排水系统的给排水系统设置为例进行说明。 

　　利用鲁班安装界面菜单栏中“CAD转化”中的CAD文件调入进行图纸导入，将二维图纸成功调入后，使用多层复制CAD命令“ ”将各楼层图纸一次性分别导入各楼层中。最后删除位于0层的图纸，，此处0层是一个平面的概念而不是一个层，是位于最底层的“基础层”，删除的目的是为了防止0层图纸影响建模速度以及在转化构件时会重复计算量。 

　　（2）给排水管道及附件的安装 

　　鲁班安装软件界面中对管道的设置有任意布管道、贯通立管及垂直立管。 

　　给排水管道在鲁班安装中铺设完成后，点击区域三维“ ”，框选卫生间管道布置范围，即得卫生间大样图中管道转化完成后的三维效果图，如图2所示， 

　　（3）标准房间的布置 

　　标准房间的创建及布置是基于建筑专业界面上的，因此首先将专业选择为建筑，由于二层给排水平面图上有卫生间大样图，故在二层平面图上执行此操作。 

　　首先将大样图按照平面图上的尺寸缩放，缩放完成后点击左侧工具栏中的“标准房间的创建”，提取图形来创建标准房间，标准房间创建完成后，可以以块的模版保存，以后随时可以用其布置标准房间。 

　　（4）转化给排水设备 

　　在该建筑实例的排水管道工程中，有蹲式大便器、坐式大便器、壁式小便器、洗脸盆、洗涤盆等多种卫生器具。它们的区别主要是安装高度的差异，前两者在地坪平面上安装，后三者在距离地面一定高度的墙壁上安装。这里就以东侧卫生间蹲式大便器的安装为例进行设备构建的说明。 

　　点击软件右侧转化设备“ ”按钮，选择需要转化设备的二维图形并进行相应的设置，从系统自带的标准构件族中选择符合设计要求的三维卫生器具，族中的每个大便器都具有参数化的特点，当对其进行尺寸参数和位置参数的修改时，其他同类型的大便器的设计内容也将随之改变；最后将参数设置完成的大便器按照之前导入的平面图进行安装。 

　　（5）管道配件及套管的生成 

　　鲁班安装的工具栏中管道配件生成方式有以下三种：工程生成、楼层生成和选择生成。工程生成是一次性全部生成整个工程的设备配件，楼层生成只是生成本层的管道配件，要想生成指定的几根管道的管道配件，就要点击“选择生成”。建设工程完成之后，点击“工程生成”统计变径弯头的数量，所有的管道配件都会在点击“工程生成”后生成，在三维图中，凡是有变径弯头的位置处理的和实际情形一样的均会自动生成管道配件。 

　　（6）转化（布置）阀门及生成支架 

　　鲁班安装中还可对阀门及支架进行布置，首先注意界面是否切换为给排水，此项不只需在给排水界面操作，阀门可以选择布置也可以选择转化，但两者都必须在所有管道都已布置完成的前提下进行。选择设备转化的话与转化给排水设备过程相同，如图3所示，若选择布置阀门，则应选择左侧工具栏附件―阀门法兰―闸阀，再在图纸上选择需要布置附件的管道即可。支架的生成步骤为在给排水界面选择零星构件―生成支架，进户管阀门及系统支架布置的三维视图如图4所示。 

　　在上述一系列构造准备完成后，点击视图―三维显示―整体，即得卫生间给水系统布置三维视图，如图5所示。 

　　3.2 给排水系统工程量统计 

　　安装算量软件是按照一定的逻辑连续计算管道长度而不是一段一段的计算。 

　　建设项目工程量统计时，首先判断项目中各个管道的名称、类型（包括主立管、水平管（分 ）两大类）及系统编号是否相同。若这三个条件均相同则考虑连续计算工程量，若不相同则应该分别计算。 

　　（1） 构件类型判断完成之后软件会判断构件是否相连，对于相连的管道，软件一并计算并附带相应的计算公式；对于不相连的管道其计算结果为单独的一条数据；计算过程中，相连的短立管与水平管亦认为是相连的构件。 

　　（2）软件按照先左后右，先下后上的次序计算图形上所有的构件。软件自动生成工程量情况如图6（a-b）所示， 

　　4 结论与建议 

　　4.1 结论 

　　本文用建立建筑信息模型的方法以大连北方长龙热力工程有限公司1#热源厂综合楼建设项目施工为例进行三维建模和管材用量统计[6]的示范。不仅实现了对二维平面图纸的检查，而且构建该建筑信息模型的BIM软件还具备管材和附件用量统计的功能。因此BIM软件构建建筑给排水系统的建筑信息模型，不仅实现了管道工程的三维设计，而且为耗材统计开辟了新道路。借助于这个模型，各合作方可以轻松的交流[7]；施工单位可以提前得知各专业管线的空间敷设[8]情况，检查设计的合理性，避免施工返工，从而降低成本，让工作变的更有价值[9]。建筑信息模型必将在不久的将来取代传统的二维平面设计而成为常规设计手段。 

　　4.2 建议 

　　鉴于BIM技术目前尚处于发展的初级阶段，在许多方面仍需要进一步改进。本文针对BIM的现状结合本文的研究内容提出了几点建议： 　　（1）国家相关部门应尽快修订、完善软件中用到的相关规范，制定适合中国国情的统一标准，为BIM在我国的发展建立完善的行业体制、规范。 

　　（2）虽然BIM软件在设计过程中具有二维软件所不具有的优势，但是尚不能完全满足当下设计人员对于设计工作的要求。软件开发方应在后续的软件开发、升级过程中根据设计人员的问题反馈，推出更适合国内设计现状的应用版本，为BIM技术的普及做好技术支持。 

　　参 考 文 献 

　　[1] 王在生， 连玲玲. 工程计价与算量的改革设想.北京：中国建设信息，2010（14）：62-67. 

　　[2] 蔡玉兰. 建筑施工企业如何应对工程量清单计价. 中国学术期刊电子出版社，1994～2012： 271-273. 

　　[3] 李恒， 郭红领， 黄霆， 等. BIM在建设项目中应用模式研究[J]. 工程管理学报，2010，24（ 5） ： 525-529. 

　　[4] 傅筱. 建筑信息模型带来的设计思维和方法的转型[J]. 建筑学报， 2009（1）：77-80. 

　　[5] Autodesk，Inc.Autodesk Revit MEP Comprehensive Design Applications of Pipeline [M].Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2011. 

　　[6] 何关培，BIM和BIM相关软件，土木建筑工程信息技术，2010，2（4）：110-117. 

　　[7] EASTMAN C et al.BIM Handbook： A Guide to Building Information Modeling for Owners，Managers，Designers，Engineers and Contractors[M].NY：John Wiley and Sons，2008：93-460. 

　　[8] Thomas Driemeyer， Rolf Hearken. RENDERING WITH MENTAL RAY [M]. Springer Wien New York： Mental Ray handbooks Vol.1， 2000. 

　　[9] 张建平， 梁雄，刘强等.jiyuBIM技术的工程项目管理系统及其应用[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（4）：1-6.