（中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610000）

   摘 要：工程量计算的高效准确是工程造价管理工作中的重要工作。随着BIM技术的不断发展，基于REVIT平台的工程量计算软件也得到了较好的发展，运用BIM进行工程造价计量相对传统的计算机辅助软件算量具有显著优势。本文主要研究基于正向REVIT模型计量的建模规则，以某图书馆为例，采用两种技术路线，即：一种是基于REVIT平台开发的工程量自动计算软件；一种是基于REVIT的插件导出REVIT模型，再导入算量软件。据此研究上述两种技术路线下正向设计REVIT模型对工程造价计量精确性和效率性的影响，并据此提出BIM正向设计模型的建模规范，包括构件命名方式、图元绘制规范等，作为设计前期建模的建模规则，以实现建模规范与工程计量的匹配性，从而提升正向设计模型计量的精确度和效率性。

   关键词 ：工程造价计量；正向设计；建模规则

   0 引言

   工程量计算的高效准确是工程造价管理工作中的重要工作。工程量计算具有工作量大、工作繁琐、精度要求高等特点，工程量计算从传统的手工算量发展到计算机辅助算量，工程量计算工作得到了质的提升，为工程造价工作提质增效奠定了良好的基础。随着BIM技术的不断发展，基于REVIT平台的工程量计算软件也得到了较好的发展，运用BIM进行工程造价计量相对传统的计算机辅助软件算量具有显著优势。[1]

   BIM模型在应用于工程造价计量时，由于BIM模型计量规则与工程造价计量规则不一致[2]，BIM模型不能直接进行工程计量。目前，基于REVIT模型计量主要有两种模式，即：一种是基于REVIT平台开发的工程量自动计算软件；一种是基于REVIT的插件，通过插件导出REVIT模型，再导入算量软件。但是，在工程实践中，BIM正向设计模型通过上述两种方式进行工程造价计量时，在工程造价计量的精确性和效率性方面仍然存在一些问题，主要原因是BIM正向设计模型构件命名方式、模型精度要求不能有效满足工程造价计量模型需求。因此，本文拟通过一个项目案例实践，研究BIM正向设计模型在工程造价计量精确性和效率性上存在的问题，并据此提出BIM正向设计模型建模规范，包括构件命名方式、图元绘制规范等，作为设计前期建模的建模规则，以实现建模规范与工程计量的匹配性，从而提升正向设计模型计量精确度和效率性。

   1 研究技术路线

   本文拟通过某图书馆项目正向设计BIM模型，研究基于正向设计BIM模型计量的精确度分析、基于正向设计BIM模型计量的效率性分析，并在此基础上研究建立基于正向设计BIM模型的建模规则，从而提升工程造价计量的准确性、效率性。

   本文研究技术路线是以某图书馆项目为例，通过基于正向设计BIM模型计量模式进行工程量计量，即：一种是基于REVIT平台开发的工程量自动计算软件，比如斯维尔算量软件，一种是基于REVIT的插件，通过插件导出REVIT模型，再导入算量软件，比如广联达算量软件[3]。并将计量结果与传统二维算量软件算量结果进行对比研究，据此分析基于正向设计BIM模型在精确度方面存在的问题，并根据存在的问题针对性地提出正向设计BIM模型的建模规则，以提升基于正向设计BIM模型的工程量计算精度和效率。具体技术路线详见1所示。

 

图1 技术路线图

   2 BIM模型计量精确度分析

   本文基于两种不同的技术路径，对建筑结构、机电安装专业典型构件的BIM模型计量与传统计量的差异进行了对比，分析其差异原因，并据此针对性地提出提高BIM模型计量精确度的正向设计BIM模型的建模规则。 

   2.1 建筑结构专业

   本文案例对建筑结构专业正向设计模型的计量与传统计量方式的精确度进行了对比分析[4]，具体情况如表1所示。

表1  建筑结构工程量精确度对比分析表

 

   2.2 给排水专业

   具体情况如表2所示。

表2 给排水工程量对比分析表

   注：给排水专业差异较小，故采用工程量对比。

   2.3 暖通专业

   具体情况如表3所示。

表3 暖通工程量对比分析表

   注：暖通专业差异较小，故采用工程量对比。

   2.4 电气专业

   具体情况如表4所示。

表4  电气专业工程量对比分析表

 

   3 计量精确度差异原因分析与正向设计BIM模型造价建模规则的提出

   通过上述建筑结构、机电安装工程正向设计BIM模型计量与传统计量精确度的对比分析，我们可以看出，正向设计BIM模型计量与传统计量的精确度差异主要体现在以下两个方面。

   3.1 构件命名不规范

  （1）构件命名不规范导致工程量产生差异。采用相同族类别绘制的图元，命名需跟图纸一致，否则无法通过属性映射满足出量要求。如本文案例中结构柱在斯维尔、广联达BIM计量模型中由于部分构件命名不规范，导致工程量产生差异。

  （2）构件命名不规范导致工程量对比困难。在BIM模型中“波纹管”名称和图例中名称不一致，由于构件命名不规范导致工程量对比困难。

  （3）构件命名不规范导致工程量统计困难。在BIM模型中灭火器的参数未明确，灭火器工程量无法分规格型号进行统计，导致BIM模型计量与传统计量有差异，建议建模时需要录入相应的非几何信息。

   3.2 图元绘制不规范

  （1）图元绘制不规范导致构件重叠无法出量。在BIM模型中，梁构件出现部分构件重叠，当BIM模型导入斯维尔BIM模型、广联达GFC插件中进行汇总计算时，要通过手动调整以后才能汇总出量，但在手动调整过程中的操作差异会导致工程量出现差异。

  （2）图元绘制不规范导致构件无法统计出量。在BIM模型中，砌体墙采用叠层墙绘制，导致在斯维尔与广联达GFC插件中都无法统计工程量，需改成普通墙体绘制才能计算工程量。

  （3）图元绘制不规范导致构件工程量统计错误。在BIM模型中，针对不同楼层的相同尺寸构件，常采用定义底标高和顶标高的方式通长布置，导致在斯维尔、广联达BIM模型计算中会出现构件丢失、构件错误等情况，出现构件工程量差异。

  （4）图元绘制不规范导致构件工程量统计错误。在暖通专业中，“镀锌钢管1200*1400、镀锌钢管1200*600”的工程量差异，主要是因为模型中漏画了此处的立管。

   4 基于工程造价计量的正向设计BIM建模规范

   通过以上计量精确度差异原因分析与正向设计BIM模型造价建模规则的提出， BIM正向设计模型的计量计价与BIM正向设计模型的构件命名方式、图元绘制规范等密切相关。因此，BIM正向设计模型的计量计价需要从BIM正向设计模型的设计阶段开始进行前期策划，包括BIM正向设计模型的构件命名方式、图元绘制规范、参数设置等，以实现建模规范与工程计量的匹配性，从而提升正向设计模型计量精确度和效率性[5]。

   4.1 构件命名规范及模型精度要求

   4.1.1 建筑结构专业构件命名规范

   为方便对工程量数据的分类汇总，提升正向设计模型计量精确度和效率性，建议各构件进行标准化命名，且满足一定的命名规则，如表5所示。

 

   4.1.2 给排水专业构件命名规范

   为方便对工程量数据的分类汇总，提升正向设计模型计量精确度和效率性，建议各构件进行标准化命名，且满足一定的命名规则，如表6所示。

表6 给排水专业构件命名规则表

 

   4.1.3 暖通专业构件命名规范

   为方便对工程量数据的分类汇总，提升正向设计模型计量精确度和效率性，建议各构件进行标准化命名，且满足一定的命名规则，如表7所示。

表7 暖通专业构件命名规则表

 

   4.1.4 电气专业构件命名规范

   为方便对工程量数据的分类汇总，提升正向设计模型计量精确度和效率性，建议各构件进行标准化命名，且满足一定的命名规则，如表8所示。

表8 电气专业构件命名规则表

 

   4.2 图元绘制规则

   4.2.1 建筑结构专业图元绘制规则

   4.2.1.1 基础工程

   在REVIT中绘制基础构件，需注意构件命名一定要包含关键字段或相对应的字母，以方便后期统计出量。如绘制筏板基础构件须包含筏板或FB字样，集水坑构件须包含集水坑或JSK字样，基础梁须包含基础梁或DL字样。

   4.2.1.2 主体结构工程绘制规则

   主体结构：根据《建设工程工程量清单计价规范》（GB50500－2013）计量规则，梯梁工程量已包含在楼梯工程量中，以楼梯水平投影面积的形式体现，无需单独布置梯梁，故提取工程量时就扣除[7]。为保证REVIT提量满足现有规范《建设工程工程量清单计价规范》（GB50500－2013）中的计量规则，在使用斯维尔插件进行映射时，需在梯梁选项中选择“不识别”，且在提取梯梁工程量时，需同时将梯梁工程量扣除。

   主体附属结构：在REVIT算量中无法直接提取超高模板工程量。为保证REVIT能够计算出超高模板的工程量，需结合《四川省建设工程工程量清单计价定额-房屋建筑与装饰工程》中超高模板的计算规则，同时通过编辑计算公式的方式来设置其计算规则，以达到算量的目的。

   4.2.1.3 砌体工程绘制规则

   墙体与装饰面分构件单独布置：在REVIT模型中，外墙采用叠合墙绘制，即已将外墙面装饰材质及厚度在墙体属性中进行设置，造成装饰层工程量以体积的形式计入砌体墙工程量，造成砌体墙工程量增大。而在传统算量中，外墙装饰面以墙面装饰的形式单独布置在外墙上，故不存在此类问题。经研究分析，斯维尔插件现阶段无法分离墙构件中装饰层及中心层的工程量。因此，在设计进行REVIT建模的过程中，不应将外墙面装饰材质及厚度在墙体属性中进行设置，而应将墙体与装饰面分构件单独布置，且在计算结果输出设置中，需注意将外墙面装饰层工程量设置为按面积输出。

   混凝土墙、砌体墙分别单独布置：在REVIT模型中，设计在布置墙体时未区分混凝土墙、砌体墙，也未区分砌体墙种类（多孔砖、空心砖、实心砖、耐火砖等），将导致无法分量。因此，在设计进行REVIT建模的过程中，需在模型中区分混凝土墙、砌体墙进行布置，且应将措施表中各类材质的墙体（如多孔砖、空心砖、实心砖、耐火砖等）如实反映在REVIT模型中[8]。

   4.2.1.4 装饰工程绘制规则

   室内装饰：需将房间高度设置为大于顶板底标高的数值。设计在布置房间时，若设置房间高度值小于顶板底标高时，将导致无法提取天棚工程量，因此设计在REVIT建模过程中，需注意将房间高度设置为大于顶板底标高的数值。

   外墙装饰及幕墙：需将装饰面与墙体分构件单独布置。REVIT模型中，若外墙采用叠合墙绘制，即已将外墙面装饰材质及厚度在墙体属性中进行设置，将造成装饰层工程量以体积的形式计入砌体墙工程量，导致砌体墙工程量增大。经研究分析，斯维尔插件现阶段无法分离墙构件中装饰层及中心层的工程量。因此，在设计进行REVIT建模的过程中，不应将外墙面装饰材质及厚度在墙体属性中进行设置，而应将墙体与装饰面分构件单独布置，且在计算结果输出设置中，需注意将外墙面装饰层工程量设置为按面积输出。

   4.2.1.5 门窗工程绘制规则

   在窗构件计算设置中需设置按窗编号进行分类输出。在REVIT计量中，窗构件计算规则默认按材质进行面积统计，若窗构件中包含多种材质，如窗框为铝合金、窗扇为玻璃，则工程量输出有误，且无法进行筛选统计，因此在窗构件计算设置中需设置按窗编号进行分类输出。

  

图2 门窗计算设置

   4.2.2 机电安装专业图元绘制规则

   4.2.2.1 以点位计量的图元绘制规则

   根据机电安装专业构件分类表，以点位计量的图元包括的范围如下。

   u强电专业：变配电设备、配电箱柜、开关插座（含接线盒）、灯具（含接线盒）、防雷接地点位；

   u弱电智能化专业：弱电设备；

   u消防电专业：消防电设备、消防电器具；

   u给排水专业：给排水设备、卫生洁具、管道附件、阀门阀件、套管、阻火圈、阻水圈等；

   u暖通专业：通风设备、空调设备、采暖设备、风管部件、管道附件、阀门阀件；

   u消防水专业：消防水设备、消防水器具、管道附件、阀门阀件。

   以上用点位计量的构件在进行正向设计时，点与点之间的插入点不能重叠，在工程量输出前需要进行模型映射，因为映射过程中各专业构件是根据族类型的名称进行分类的。因此，在绘制各专业设备材料（点位）时，不能使用同一种族类型，在定义族类型时需要分专业分规格。

   4.2.2.2 以线性计量的图元绘制规则

   根据机电安装专业构件分类表，以线性计量的图元包括的范围如下。

   u强电专业：母线槽、桥架/线槽/托盘、电气配管、电气线缆、防雷接地线性构件；

   u弱电智能化专业：弱电配管、弱电桥架/线槽/托盘、弱电线缆；

   u消防电专业：消防电气配管、消防电气线缆、消防桥架/线槽/托盘；

   u给排水专业：管道；

   u暖通专业：通风管道、管道（空调水、冷凝水等）；

   u消防水专业：管道。

   以上用线性计量的构件在进行正向设计时，线条与线条之间不应轴线平行重叠，在工程量输出前需要进行模型映射，因为映射过程中各专业构件是根据族类型的名称进行分类的。因此，在绘制各专业线性构件时，不能使用同一种族类型，在定义族类型时需要分专业分系统分规格。

   5 结论与建议

   本文对正向设计BIM模型计量进行了系统研究，从两种技术路线分析了正向设计BIM模型应用于造价计量，包括基于正向设计BIM模型在计量上的精确度、建模规范研究，在此基础上建立了基于计量的正向设计BIM建模规则（总体框架如图3），从正向设计BIM建模规则的构件命名规则和图元绘制两个维度对正向设计建模提出了相应建模需求，通过正向设计的前端建模规则与工程计量的有机结合，有利于正向设计BIM模型在计量上更加落地。

 

图3 基于计量的正向设计BIM建模规则

   本研究对于加强建筑信息模型 BIM 技术在国内工程造价计量中的应用具有积极意义。但是建筑信息模型（BIM）技术在基于正向设计BIM模型的计量上的研究还存在诸多不足，有待后期进一步研究。其主要体现在两个方面，一是设计BIM模型在从设计向造价传递的过程中，造价人员只能被动的接受，如何让BIM模型更有利于造价计量，还需要造价人员在设计工作开始即与设计人员进行充分沟通，以进一步减轻造价人员的工作时间和精力，提高造价数据的准确性；二是本文分析了通过基于REVIT的插件实现基于设计BIM模型部分构件计量的功能，但是尚应进一步研究各类构件计量的特点与计量方法，以进一步提高建筑信息模型技术在工程造价计量的应用[9]。

   参考文献:

   [1]韩学才.BIM在工程造价管理中的应用分析[J].施工技术，2014，43(18):97-99.

   [2]林韩涵，周红波，何溪.基于BIM设计软件的工程量计算实现方法研究[J].建筑经济，2015，36(4):59-60.

   [3]周冀伟，郭婧娟.BIM技术在工程量统计中的应用研究[J].施工技术，2017，46(增刊):1233-1235.

   [4] GB50854-2013, 房屋建筑与装饰工程工程量计算规范[S].

   [5]王茹，宋楠楠，朱旭，等.基于中国建筑信息建模标准框架的建筑信息建模构件标准化研究[J].工业建筑，2016，46(3):179-184.

   [6]GB/T51301-2018,建筑信息模型设计交付标准[S].

   [7] GB50500-2013, 建设工程工程量清单计价规范[S].

   [8]JGJ/T448-2018,建筑工程设计信息模型制图标准[S].

   [9]张巍.BIM技术在造价咨询服务中的应用研究—以上海中心大厦项目为例[J].建筑经济,2017,38(5):56-58.