基于 BIM的地下车站土建模型工程量计算方法研究

朱胜

摘要：在城市轨道交通土建工程领域，实现BIM模型工程量计算的方法主要有三种，分别为利用常规BIM软件自带的明细表功能进行统计，对BIM软件进行二次开发和利用商用第三方软件进行工程量计算。每种方式都有其优点和缺点，本文通过对比分析上述方法的优缺点，并结合实际工程进行研究，研究结果表明，通过对上述方法进行结合使用，利用其各自的优点，可以满足当前城市轨道交通土建工程对于工程量计算的需求，且其精确度也符合实际工程需要。

关键词：城市轨道交通;工程地下车站;土建工程;BIM;工程量计算.

Research on the Calculation Method of Underground Station Civil Engineering Model Based on BIM

Zhu Sheng

（China Railway Siyuan Survy and Design Group Co.,LTD，Wuhan 430063,China）

Abstract

In the field of urban rail transit civil engineering, there are three main methods to calculate the quantities of BIM model.Firstly,use the schedule function in BIM software.Secondly,do second development for BIM software.And thirdly,make use of commercial softwares.Among them, each method has its advantages and disadvantages. By comparing and analyzing the advantages and disadvantages of the above methods with conduction, the research results show that by using the above methods in combination based on their respective advantages, the requirements for the calculation of engineering quantities in urban rail transit civil engineering can be satisfied,so it is with data accuracy.

Key Words：urban rail transit engineering; underground station; civil engineering; BIM; quantity calculation.

BIM技术概述

建筑信息模型（Building Information Modeling），简称BIM，是以三维数字技术、信息化技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。在这个模型中，建筑构件除了包含构件的几何信息外，还包含参数化的建筑或工程数据。这些数据可为程序系统提供充分的计算依据，使程序能自动计算出查询者所需要的准确信息。BIM具有三维模型形象直观、模型信息可以协同作业和信息承载量丰富的特点。

在城市轨道交通行业中，BIM的应用也十分广泛，主要包括结构三维设计、施工模拟、管线综合、进度管理、成本管理等。在工程量计算领域，基于BIM模型的工程量计算能有效校准工程量，协助业主对于项目的成本进行更合理的投资把控。市场上的BIM软件也具备生成工程量明细表的功能，但由于软件本身的工程量计算规则并不符合国家工程量清单计算规则，无法满足工程建设项目的财审要求，导致基于BIM的工程量计算一直难以有重大突破。因此，急需探索出一种有效的基于BIM的工程量计算方法。

基于BIM的工程量计算方法

目前，实现BIM模型工程量计算的方法主要有三种，一是利用BIM软件明细表结合Excel进行工程量计算，二是对BIM软件进行二次开发进行工程量计算，三是利用第三方商用软件来辅助工程量计算。

第一种方法中的明细表是指BIM模型中的选定对象相关信息的表，包含了选定对象的特性数据，其主要功能有：数据信息统计汇总，BIM模型参数添加、补充和修改，表格生成与导出等。在BIM算量过程中，可以用明细表将BIM建模软件统计的工程量导出，通过Excel表格来进行数据的公式链接、复杂计算等操作。该方式的优点是操作较简单，无需编程基础。缺点是只能使用BIM模型本身的信息，而且工作体量巨大，效率慢，而Excel表格中含有的信息和计算方式，也需要采用人工的方式进行调整。

第二种方法是利用BIM软件自带的API接口，将BIM模型中所承载的工程量信息直接读取出来并进行数据处理。以欧特克公司的Revit软件为例，Revit API允许使用者通过任何与.NET兼容的语言来编程，如Visual Basic.NET，C#、C++/CLI、F#等。可以利用BIM软件自带的API接口将BIM模型与预算程序或Excel软件连接的方法，开发基于Revit的插件或独立的外部程序，导出已有BIM模型的工程量信息进行使用。也可以利用Dynamo可视化编程的方法，Dynamo本身可以调用 Revit的API，用户通过手工创建代码块，在代码块的左边连线输入数据，再从代码块的右边输出处理后的数据，层层代码块，按照逻辑进行层层连接，最终构成一个完整的脚本，来实现快速建模、参数化设计、批量处理模型信息等操作。这种方式的优点在于可塑性较强，用户可以根据需求进行个性化定制开发，缺点城市轨道交通土建工程包括土方工程、桩基工程、钢筋混凝土工程、砌筑工程、门窗工程、屋面防水工程、外墙保温工程、楼面墙面装饰工程以及幕墙工程等各类工程，对其进行定制化开发的的前期工作量较大。

第三种是商用第三方BIM算量软件进行工程量计算，这种方法先通过使用商用第三方BIM算量软件导入BIM模型，将BIM模型转化为算量模型，工程量计算结果较准确。以市场上较流行的广联达BIM土建计量平台 GTJ2018为例，软件自身内置《房屋建筑与装饰工程计量规范》及清单计算规则、G101系列平法钢筋规则，通过智能识别dwg图纸、一键导入BIM设计模型、云协同等方式建立BIM土建计量模型，从而实现BIM工程量计算。

地下车站BIM土建模型工程量计算

城市轨道交通土建工程主要包括土方工程、桩基工程、钢筋混凝土工程、砌筑工程、门窗工程、屋面防水工程、外墙保温工程、楼面墙面装饰工程以及幕墙工程等，这类工程的工程量计量主要是基于面积、体积、体量来实现的，采用BIM技术可以将二维图纸中的所有模型都画出来，BIM模型的工程量即为实际工程量，即“所画即所得”。只要用足够细致的建模标准建立模型，这类工程量就可按规定顺利得到。然而，实际计算时，BIM算量的结果跟传统手工计量的结果往往差异较大，主要问题在于BIM软件本身的工程量计算规则并不符合国家工程量清单计算规则，导出的工程量无法满足工程建设项目的财审要求。

因此，针对土建工程，本文采用Revit结合第三方商用软件的方法进行工程量计算。首先，在Revit软件中建立地下车站的BIM模型，然后利用第三方商用软件将将模型导入广联达BIM土建计量平台中，导出模型如图1所示。

a) 地下车站主体结构模型	b) 地下车站围护结构模型

图1 地下车站BIM算量模型

最后，通过商业软件自带的工程量计算功能，统计出对应的模型工程量表1所示。可以看出，将采用此方法计算的工程量与审定工程量相比，误差率均小于5%，符合工程计量要求。

表1 地下车站土建工程量统计对比表

项目名称	单位	BIM计算工程量	审定工程量	误差率
主体钢筋砼	m3	27568.34	26755.67	3.04%
钢筋	t	7165.17	7018.04	2.10%
基础桩实桩砼	m3	6172.42	5991.64	3.02%
基础桩实桩钢筋	t	1409.66	1378.50	2.26%
基础桩承台	m3	5911.53	5805.42	1.83%
基础桩承台钢筋	t	473.72	464.43	2.00%

结论

实现BIM模型工程量计算的方法主要有三种，以Revit为代表的BIM软件本身的工程量统计方法不符合国家工程计价规范；而对于城市轨道交通行业而言，基于BIM软件进行二次开发的前期工程量太大，难以满足当前的工程需要；商用软件本身BIM模型信息承载量较缺乏，无法全面的反映BIM模型中的信息。通过结合上述方法，利用Revit软件进行BIM模型创建，导入内置有国家工程量计算规范的商用软件中，进行工程量计算，可以满足当前城市轨道交通土建工程对于工程量计算的需求，且其精确度可满足实际工程需要。

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