BIM(建筑信息模型)技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、施工、運(yùn)營和數(shù)據(jù)化管理的工具,通過集成建筑信息模型的各種相關(guān)項(xiàng)目信息,在建設(shè)工程項(xiàng)目規(guī)劃、策劃、建設(shè)、運(yùn)營和建筑的整個生命周期進(jìn)行共享和傳輸過程中,使工程技術(shù)人員能夠做出正確的理解和有效應(yīng)對各類建筑的設(shè)計,施工,監(jiān)理,項(xiàng)目管理團(tuán)隊,并在提高生產(chǎn)效率,管理精細(xì),節(jié)約成本和縮短工期等方面發(fā)揮了重要作用。
項(xiàng)目成本管理和工程造價控制是基本建設(shè)項(xiàng)目的核心任務(wù),這個核心任務(wù)的首要工作是快速、正確地計算工程量,且工程量計算又是編制招標(biāo)控制價工作的基礎(chǔ),其具有工作量大、復(fù)雜、耗時費(fèi)力等特點(diǎn),編制招標(biāo)控制價的60%~80%工作量約被其占用,而且其完整性和準(zhǔn)確性會直接影響到編制招標(biāo)控制價的質(zhì)量和速度。所以,改進(jìn)工程量計算方法,對于提高編制招標(biāo)控制價質(zhì)量和效率,加快編制招標(biāo)控制價速度,減輕造價人員的工作量具有非常重要的意義。
1 建筑工程算量成長歷程
1.1 全手工計算工程量階段
在計算機(jī)還沒有普及的年代,建筑工程量計算一切只能靠手工來完成。
1.2 算量軟件階段
隨著計算機(jī)的逐漸普及,各地算量軟件像雨后春筍一樣不斷涌現(xiàn),由于工作效率提高明顯,在得到用戶認(rèn)可后迅速普及,工程量計算復(fù)雜而繁瑣的問題為了得到解決,人們利用計算機(jī)開發(fā)了多種工程量計算軟件:比如工程量表格計算軟件、二維圖形構(gòu)件算量軟件、三維圖形立體算量軟件、以及廣泛應(yīng)用的基于CAD技術(shù)自動識別的三維算量軟件即BIM技術(shù)。
工程量表格計算軟件就是表格數(shù)據(jù)輸入法,該方法實(shí)際是對傳統(tǒng)手工算量進(jìn)行延伸和改進(jìn),需要造價人員在軟件界面中輸入算量表達(dá)式,程序會自動進(jìn)行統(tǒng)計匯總計算,如果發(fā)現(xiàn)計算式錯誤后也比較容易修改,只需簡單地更改錯誤的計算式內(nèi)容,軟件就可以重新完成對工程量的計算并生成新的報表數(shù)據(jù),該方法的計算思路比較符合造價人員的計算習(xí)慣,優(yōu)點(diǎn)是容易操作上手快,所以很多造價人員會選擇使用。缺點(diǎn)是造價人員必須邊翻閱圖紙邊往計算機(jī)中輸入數(shù)據(jù),同時還要考慮相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件之間扣減關(guān)系,而且一般需要在草稿紙上預(yù)先羅列出來每個構(gòu)件的工程量計算表達(dá)式,計算上仍然比較復(fù)雜繁瑣。
二維圖形構(gòu)件算量軟件方法是把建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、柱、墻、梁、板、樓梯等構(gòu)件按平法圖集標(biāo)準(zhǔn)繪制出來,造價人員根據(jù)工程圖紙的構(gòu)件選擇相對應(yīng)的構(gòu)件圖形輸入構(gòu)件的尺寸及信息,軟件會自動進(jìn)行工程量計算。構(gòu)件計算法比表格輸入法相比其工作效率提高了很多,造價人員極大減少了計算式的數(shù)據(jù)輸入量,但由于計算數(shù)據(jù)利用率不高,內(nèi)置的構(gòu)件相對比較單一固定,不能完全滿足實(shí)際工程出現(xiàn)的異型構(gòu)件工程量計算需要。
基于BIM技術(shù)的三維圖形算量軟件計算方法有建模法和數(shù)據(jù)導(dǎo)入法,建模法通過在計算機(jī)上繪制基礎(chǔ)、柱、墻、梁、板、樓梯等構(gòu)件模型圖,軟件根據(jù)設(shè)置的清單和定額工程量計算規(guī)則,在充分利用幾何數(shù)學(xué)原理的基礎(chǔ)上自動計算工程量。計算時以樓層為單位元,在計算機(jī)界面上輸入相關(guān)構(gòu)件數(shù)據(jù),建立整棟樓層基礎(chǔ)、柱、墻、梁、板、樓梯、裝飾的建筑模型,根據(jù)建好的模型進(jìn)行計算工程量。數(shù)據(jù)導(dǎo)入法將工程圖紙的CAD電子文檔直接導(dǎo)入三維圖形算量軟件,智能識別工程設(shè)計圖中的各種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件,快速虛擬仿真出建筑。由于不需要重新對各種構(gòu)件進(jìn)行繪圖,只需定義構(gòu)件屬性和進(jìn)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)化就能準(zhǔn)確計算工程量,極大提高了算量工作效率,降低了造價人員工程計算量,這是工程量計算軟件的主要發(fā)展方向。
2 BIM技術(shù)在建筑工程算量中的發(fā)展趨勢及應(yīng)用
BIM技術(shù)使得其在建筑工程算量方面具有無可比擬的優(yōu)勢,對于提升建筑工程算量水平、提高工作效率,具有很大的積極意義。
2.1 提高工程量計算準(zhǔn)確性
基于BIM的自動化工程算量方法比傳統(tǒng)的計算方法準(zhǔn)確率更高。工程量計算是編制招標(biāo)控制價的基礎(chǔ),但是計算過程非?菰锖蛷(fù)雜,造價人員容易因自身原因造成各種計算錯誤,影響后續(xù)計算的準(zhǔn)確性和完整性。造價人員計算工程量一般誤差在±3%左右已經(jīng)算很合理了。如果遇到大型工程、復(fù)雜工程、不規(guī)則工程計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性就更加難說了。另外,由于各地定額計算規(guī)則不同也是阻礙手工計算準(zhǔn)確性和完整性的重要因素。每計算一個構(gòu)件要考慮相關(guān)哪些部分要扣減,需要極大的耐心和細(xì)心。
為了讓工程量計算工作脫離人為因素的影響,必須使用BIM技術(shù)的自動計算工程量功能,就能得到更加客觀完整準(zhǔn)確的工程量數(shù)據(jù)。利用建好的三維模型對構(gòu)件實(shí)體進(jìn)行扣減計算,不管是對于規(guī)則構(gòu)件或者是對于不規(guī)則構(gòu)件都能同樣計算,且計算效果是一樣,不會受到各種因素干擾影響。
2.2 合理安排資源計劃,加快項(xiàng)目進(jìn)度
建筑工程因?yàn)橹芷陂L,涉及人員多,條線多,管理復(fù)雜,沒有充分合理的計劃,容易導(dǎo)致工期延誤,甚至發(fā)生質(zhì)量和安全事故。
資金使用計劃、人工消耗計劃、材料消耗計劃和機(jī)械消耗計劃可以利用BIM模型提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得到合理安排。在BIM模型所獲得的工程量上賦予時間信息(4D),就可以知道任意時間段各項(xiàng)工作量已完成多少,進(jìn)而可以知道任意時間段造價是多少,還可根據(jù)4D來制定資金使用計劃。另外,通過4D技術(shù)可以查詢?nèi)我鈺r間段的工程量,分析出該工程量所需要消耗的人工、材料、機(jī)械數(shù)量,工作進(jìn)度計劃就會得到合理安排。 2.3 控制設(shè)計變更
在建設(shè)項(xiàng)目執(zhí)行過程中,經(jīng)常會碰到工程設(shè)計變更,傳統(tǒng)方法是靠手工先在施工藍(lán)圖上確認(rèn)變更位置,然后再計算由于設(shè)計變更引起的工程量增減數(shù)量。同時,還得要調(diào)整與設(shè)計變更相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件工程量。這樣的計算過程不僅速度慢,所用時間多,而且也難以控制和保證準(zhǔn)確性。加之可能由于設(shè)計變更內(nèi)容沒有歷史計算數(shù)據(jù)和構(gòu)件位置信息,今后想要去查詢也是很不方便。
利用BIM技術(shù)建立的模型,設(shè)計變更內(nèi)容不但可以關(guān)聯(lián)到模型中,而且對模型稍作調(diào)整,相關(guān)設(shè)計變更的工程量變化數(shù)據(jù)就會自動反映和顯示出來。
2.4 歷史數(shù)據(jù)積累和共享
建設(shè)工程項(xiàng)目結(jié)束后,所有算量數(shù)據(jù)材料要么堆積在檔案室,要么不知所措,今后碰到相關(guān)類似項(xiàng)目,如要參考這些算量數(shù)據(jù)就難以再找到。而且以往計算出工程的算量指標(biāo),對今后類似工程項(xiàng)目的投資估算和可行性研究具有比較大的參考價值,造價咨詢單位會把這些數(shù)據(jù)視為企業(yè)核心競爭力。利用BIM模型可以對算量指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)地分析和提取,并且形成電子檔案資料,方便保存和共享。
2.5 BIM技術(shù)算量方法價值和發(fā)展趨勢
造價人員從繁重的算量勞動中解放出來一切都得歸功于基于BIM的自動工程量計算方法,該方法為造價人員節(jié)省更多的時間和精力用于參與更有價值的工作,如工程造價的BIM咨詢、項(xiàng)目風(fēng)險評估預(yù)測分析、后期運(yùn)營階段管理等,還可利用節(jié)約的時間編制更精確的招標(biāo)控制價。
BIM技術(shù)在建筑工程算量中的發(fā)展目標(biāo)不僅僅是高效率工具,在BIM技術(shù)基礎(chǔ)之上,可以將造價人員所建立的模型,加上時間信息(4D)和成本信息(5D),然后進(jìn)行計算處理,極大提高工程量計算精度和為后續(xù)的項(xiàng)目造價管理提供有力的支撐。
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三維算量軟件作為BIM技術(shù)在造價管理中最直接的應(yīng)用,目前在迅速普及階段,應(yīng)用率不斷在得到提高,特別是一些“高”“大”“難”工程幾乎都是用的三維算量軟件,利用BIM模型短時間內(nèi)快速準(zhǔn)確提供招標(biāo)所需的工程量并計算造價數(shù)據(jù),一方面可以提高計算的準(zhǔn)確度。另一方面可以提高計算的深度,避免因工程量計算問題引起的各方參與項(xiàng)目單位的糾紛。隨著BIM技術(shù)在工程算量中的應(yīng)用不斷深入,建筑工程行業(yè)的工程量將變得更加透明,更加有序、準(zhǔn)確和合理。