基于BIM技术的机电安装工程算量方式对比研究

江苏中发建筑设计有限公司 刘志成 刘莹 苏德明

摘要：近年来，建筑信息模型BIM作为一种全新的技术和理念，在国内外建筑行业得到了广泛的应用和关注，推广应用BIM技术已列入我国建筑业创新发展的重要战略。现传统造价工程师是基于二维图纸创建三维常规模型算量以及手工算量，甚至很多仅能凭借工程师过往经验进行估算，这样工程量的准确性难以保证。随着大型建筑体量复杂性的增加，工程量计算的准确度的难度也逐步增大。本文研究了传统造价图形算量与插件BIM5D算量、Revit明细表出量这三种方式的量差，并对其量差进行了对比分析。研究结果显示，从设计阶段开始就利用Revit模型和BIM插件进行工程量计算，具有较高的精确度并且具有可行性，能显著提高工程造价行业的算量、计价效率，使得造价算量更加智能化、精细化。

关键词：BIM算量；机电安装工程；Revit;量差分析

引 言

基于传统造价的不足，我们利用BIM技术的特点，就BIM技术如何与造价算量如何协同，做了一定的探索。在BIM模型基础上按照造价清单项提取相应区域的实物工程量，并与预算清单工程量进行对比分析，相互校正，促进造价编制的全面性，同时校验BIM模型的完整性和正确性。通过明确各专业校验项，结合造价工程量清单项，进行逐项分析及核对，进一步提高工程量编制准确性，为项目实施阶段依托BIM模型开展项目投资控制打下坚实的技术基础。我们以总部研发大楼项目校验的案例进行说明。

一、基于BIM的造价算量软件应用现状

结合我国目前建筑工程造价行业的发展现状，BIM造价算量软件在我国的发展应用存在如下几个问题：

1.1 行业标准及算量规则规范化滞后

目前国内市场上，BIM算量软件层见迭出，有斯维尔、鲁班算量、广联达等好几款，然而目前BIM行业在造价应用上相应的法律法规也不完善，缺乏统一的标准，导致不同BIM软件之间不能交互，以及软件应用范围具有一定的局限性。很多国内外专家也表示，现有建筑行业规范、体制、国内标准的差异是BIM应用推广急待突破的障碍^[1][2]。

1.2 BIM 模型建模软件互不兼容

从软件兼容性方面看，现阶段BIM软件基本上被国外大型软件开发公司垄断，且由于不同软件公司对BIM表现形式存在不同的解析，所开发的很多软件需在不一样的操作系统平台上需重新编译方可运行，因此兼容性很差。虽然国内不同软件公司如广联达、鲁班、斯维尔等，也在积极开发自己的BIM算量软件，但是不同软件之间信息不交换、不及时、不准确的信息孤岛问题依然是阻挡我国建筑信息行业发展的重要障碍。此外，BIM模型与我国现行的计量计价体系之间不匹配形成应用互不兼容或断层情形，亟需在标准上、技术上 配套和同步，才能继续实现BIM在造价领域的应用。

1.3  BIM综合型技术人员严重缺失

作为一项新技术，BIM技术的推广需要大量的人才投身对BIM技术的学习和研究中。在《中国建设行业施工BIM应用分析报告(2017)》这份调研报告中，基本上超一半的企业已成立了BIM相关团队，其中有17.2%的企业项目层和公司层都建立了BIM团队，但是缺乏BIM人才是大多企业面临的共同问题，占比竟然高达63.3%^[3]。缺少综合型的技术人才，BIM技术的应用自然就难以深入研究并推广开来。

二、BIM模型与算量软件交互性及计算步骤

目前，常见的BIM算量软件的优劣性如表1所示^[4]。

表1 不同BIM算量软件优劣性对比

选取总部研发大楼1#为案例进行分析，运用传统造价图形算量、Revit明细表出量及基于Revit的插件BIM5D算量的方式，对该项目的水暖电专业的工程量进行计算和分析。

总部研发大楼项目位苏州高新区武夷山路以西、俞巷路以东，总用地面积：45761.90m²，总建筑面积：187886.39m²，其中地上建筑面积111437.66m²，地下建筑面积76448.73m²。其中1#科创中心功能为研发实验，为12层，建筑规划总高度62.65米，消防高度为58.85m，属于一类高层公共建筑。本工程机电安装工程包括：建筑电气系统（含弱电智能与信息）、给排水系统、通风与空调系统等。

2.1 传统造价图形算量方式

以鹏业软件为例，调入.dwg图纸到图纸显示区，对不同系统立管、管件、阀门、设备等进行自动识别，从而进行工程量的套取，并进行报表输出，详细工作界面如图1所示。

图1 鹏业软件机电算量界面

2.2 Revit明细表算量

Revit平台能自动提取构建尺寸信息，通过内置软件计算模型工程量并且生成构建工程量明细表，详细工作界面如图2所示。构建扣减优先级与国标差异大；数据精准度未达100%。

图2 Revit明细表界面

2.3 基于Revit模型的插件BIM5D算量

此1#机电专业生成工程量清单的基本步骤：快速建立机电模型→编辑清单项目特征（管道属性）→进行工程设置(如:扣减规则设置、出量规则设置、超高费等等)→模型构件映射→汇总计算，生成清单工程量→验证清单工程量。Revit模型和流程图^[5]如图2，图3所示。

图2 总部研发大楼1#机电模型

图3 插件BIM5D算量流程图

插件BIM5D建模要点：（1）严格按照图纸设计说明对管线的材质、系统命名、阀门的连接方式等；（2）每层管线断开，每层标高3.6m（消防管5m）的地方断开，每层水管必须以本层标高为参照标高（例如：3F的水管的参照标高为3F，同时属性查询里管道所属楼层设置为3F），如图4所示，（3）不同区域管道需单独命名（如管井内水管单独命名）

三、BIM算量结果及量差分析

3.1 机电专业BIM工程量清单算量计算结果

总部研发大楼1#机电模型计算结果如下：

表1 工程量多算法对比表

注：偏差率1=（插件BIM5D工程量-广联达GCL工程量）/广联达GCL工程量

偏差率2=（Revit出量-广联达GCL工程量）/广联达GCL工程量

如表1所示，根据江苏苏州区域的计量规范，给排水、暖通、电气工程量的偏差率均在10%以内，均属正常误差范围。同时可以看出，偏差率1大于偏差率2，因为Revit出量计算扣减规则不同，计算为实物量，计算的是管道净长，扣除了阀门、管件等。

3.2 BIM算量量差原因分析

通过不同BIM算量软件的使用和结果比对，分析工程算量结果存在差异的原因主要如下：

（1）计算扣减规则不同。以水管计算为例，根据我国清单定额规范要求，传统二维算量软件和插件BIM5D均按设计图示管道中心线长度计算，不扣除阀门、管件及各种组件所占长度，而Revit自带的明细表出量仅计算净长，管线中涉及的三通、弯头、阀门等管道附件均予以扣除，此计算规则与现行清单计价规范不一致，故清单工程量=管线净长+管道附件长度。随着BIM算量软件的不断优化成熟，这样的计算规则有可能发生变革，以实际的实物量为准，其实更符合实际工程。

（2）建模精度、构建分类不同。BIM模型的精度在设计阶段一般只做到LOD300，但在工程量比对的过程中发现要满足造价上工程量的计算在大部分专业上需要做到LOD400的模型，为此我方对模型也进行了大量的补充调整以满足工程量的比对。这块偏差目前难以量化分析。

（3）人员专业素质差异。算量的准确与否与软件本身有关，同时还与算量人员的专业水平密不可分,建模人员的专业知识,识图能力、软件应用熟练程度，对算量影响很大，且受到项目开发周期紧张等因素影响。

（4）传统二维算量软件自动识别功能按照CAD图纸所示管线进行识别，但CAD施工图设计深度不够，设备、管线等细节做法、相对位置及空间无法在图纸中体现全面，不同专业之间交叉矛盾突出。BIM模型则能提供建筑物实际存在信息，理论上若BIM模型深度足够符合实际工程，用BIM算量软件计算的实物量100%准确。

四、结语

本文进行了广联达GCL算量、Revit明细表出量、插件BIM5D算量之间工程量计算的量差分析，分析了广联达GCL算量和5D算量之间的优劣性，以总部研发大楼项为依据，验证了各算量方式的准确性。研究结果表明，从设计阶段开始就介入Revit模型，并用插件BIM5D算量进行快速算量，能够显著提高工程造价行业的算量效率，将造价工程师从繁琐的计算中解放出来，将更多的精力放在更有价值的工作上。基于BIM技术的算量软件能够实现一模多用，在提高了工作效率和管理效果的同时，也避免了人为二次建模过程中的错误风险，这也是未来工程算量的发展趋势。

参 考 文 献

[1]张建新,建筑信息模型在我国工程设计行业中应用障碍研究[J].工程管理学报，2010,8(4):387-392

[2]Wilson W.S.Lu. Building information modeling and changing construction practices[J].Automation in Construction,2011(20):99-100

[3]佚名. 《中国建筑行业施工BIM应用分析报告(2017)》正式发布[J]. 建筑, 2017(24):1.

[4]马啸雨. BIM促进造价咨询计量及核对业务的创新模式研究[D]. 天津理工大学.

[5]莫自庆, 阎梦晴. BIM算量与传统算量量差原因分析[J]. 山西建筑, 2018, 44(26):2.