设计BIM模型向算量转换的方法和规则

设计BIM模型向算量转换的方法和规则

张平,聂强,李安尧,许灵波

湖南省建筑科学研究院有限责任公司   湖南长沙   410011

摘要：随着科学和施工技术的发展，BIM技术的全过程应用愈发受到建筑行业的重视，对于企业来说，BIM技术的应用如何达到项目初期成本控制及管理的要求是现阶段的研究重点。本文以Revit作为研究的主要软件，探索BIM模型的一模多用的应用方式和BIM模型向算量转换的方法。

1.BIM的应用背景

2016年湖南省政府办公厅印发了《关于开展建筑信息模型应用工作的指导意见》(湘政办发〔2016〕7号),提出“2020年底,建立完善的BIM技术的政策法规、标准体系,90%以上的新建项目采用BIM技术,设计、施工、房地产开发、咨询服务、运维管理等企业全面普及BIM技术,应用和管理水平进入全国先进行列”的工作目标。

在计算工程量中,充分融合工程造价管理与BIM 技术，高效利用模型信息集成,有助于全方位强化计算工程量的效率。众所周知设计人员可以直接使用BIM建模软件,但是不会可以考虑后期的算量问题，这样就会导致在提取工作量时,如果仅以BIM的设计模型为依据，那么必然会困难重重。因此只有立足于现有工程量计量规则,规范BIM模型标准,才能使国内工程量计价计量体系中真正引入并发挥BIM模型的作用。

2. BIM在算量应用方面的现状

在项目设计阶段，为了提高工程设计的质量，依托于Revit软件建立三维模型进行BIM审查工作已经逐步开展。成本管理在项目设计初期依据初步设计或施工图设计图，运用传统方式手工算量或电算另外建立新的三维计量模型计价耗时耗力。

因此，使初步设计阶段的BIM模型能够被“赋值”算量，随着建筑行业的发展现如今已变得尤为重要。

目前国内使用比较广泛的算量软件有广联达、鲁班等，可将Revit模型导入到其平台下算量，但是部分模型数据可能会丢失，而且对转换模型和构件的名称等有严格要求，适用性较差。

目前业内利用Revit进行工程量计算的三类方式分别为：

①设计平台出量

 Revit可直接对模型进行汇总计算，统计模型构件工程净量。但此种方法因为软件平台内缺少国标清单计算规则，且为工程净量（不含扣减）。

②数据导出转化

根据IFC标准，可以通过广联达基于Revit平台开发的GFC插件，实现广联达BIM算量软件与Revit实现模型互导。

③二次开发API软件（插件）

基于Revit开发，可通过建立模型、直接映射模型或者通过其他同类型插件，根据设置工程信息快速输出计算结果。

3. BIM算量实际操作与所含问题

   （1）广联达BIM土建计量平台GTJ软件与revit软件互导

结合算量软件的优缺点，广联达公司开发了可将Revit模型导入到自己BIM土建/安装计量平台下进行算量的接口-Revit To GFC2.0 for GTJ/GQI，但这两个插件目前并不完美，主要问题体现在部分数据丢失、模型识别问题以及严格的构件命名规则。

  对于导入的GFC文件广联达可以识别出大多数的基本构件（包括外墙立面装修），但是出现的转换问题比较多。由于在Revit建模过程中，模型本身不具有钢筋信息，需要对梁板柱等再次附加钢筋信息，较为麻烦。且Revit模型门窗洞口因造型要求大多采用幕墙进行绘制，在广联达中不能作为门窗洞口构件识别出来，‘门窗’实际为幕墙构件，并不能作为正常的门窗构件计量，导入的GFC文件在GTJ中需要做大量的问题处理及构件信息处理。

（2）广联达IFC插件及其他API软件

通过IFC格式进行Revit和广联达之间的模型互导并不能达到我们所期望的模型与数据统一的要求，因而采取第三种方式，即通过软件公司开发的基于Revit的计量插件来实现 Revit模型的工程量计量工作。

用Revit插件，可导入图纸识别钢筋或对Revit模型布置钢筋，结合钢筋平法规范，直接在Revit平台上完成钢筋工程量的计算汇总，输出钢筋工程量，并提供实时查看构件的钢筋计算结果与对应的钢筋三维模型功能，同时提供满足钢筋工程量计算要求的相关报表。

4.运用Revit模型进行混凝土构件算量的建模和计算规则

广联达、鲁班等目前比较流行的算量软件，其工作方式主要是在算量软件中通过依照CAD设计图纸建模或手工建模，也可以导入Revit模型，再修改，然后结合本地清单进行工程量整体计算。随着建筑体量越来越大以及造型越来越复杂，也暴露了以上算量软件的弊端：重复建模工作量大、创建造型复杂的体量难度大等问题。

随着BIM技术的发展与应用，越来越多的人认识到了BIM的价值，其思想就是利用单一中心模型应用于建筑全生命周期中，也包括在工程算量领域。以当前流行BIM软件Revit为例，分别为建筑、结构、设备等不同专业提供BIM解决方案，同时其明细表功能可直接进行部分工程量的提取。

基于《湖南省房屋建筑与装饰工程消耗量标准（2020）》，在创建Revit构件时，可以根据清单定额所规定的工程量计算规则进行创建模型，以达到我们可以利用Revit模型直接提取工程量的要求。

（1）土方开挖：首先绘制地形表面，可以利用建筑地坪，计算开挖体积；

（2）筏板基础、独立基础、桩承台等可用板绘制；

（3）墙体：工程量计算时，外墙长度按外墙中心线计算，内墙按内墙净长线计算，建模时应考虑到墙长的计算范围和墙高的计算范围（净高，即楼层间底板顶标高至顶板底标高）；

（4）梁柱连接，梁被柱扣减；梁与剪力墙连接，梁被剪力墙扣减板；有梁板包含梁与板；

    因为一个项目通常包括繁多的分部分项工程，工程量计算体量大构件类型、施工方法的不同可能导致工程量计算方式和计量方式完全不同，还可能会出现各种相对特殊的情况。

比如在门窗工程中，木门的计量方式可按樘直接套价，计个数；也可按面积和宽度分别计算门扇和门框，这样我们在计算木门的工程量时可以采用不同的计量方式根据需要用不同的方式创建模型进行计量。其余门窗需按类型分别建模，按面积计算

  在混凝土工程中，定额规定现浇挑檐天沟与板连接时，外墙边线以外或梁外边线以外为挑檐天沟。伸出外墙的悬挑板，按伸出外墙的体积计算，其反沿并入悬挑板内计算。所以同为现浇混凝土板，现浇楼板与挑檐板应作出构件区分，分别提量。

5. 设计BIM模型向算量转换的展望

目前BIM技术在项目全生命周期的运用中，我国还存在着大量问题：无法与国标清单统一、设计阶段与施工阶段BIM应用脱节、项目实施工程中应用许多不同类型的BIM软件以达到不同的目的等等。

如若设计阶段BIM模型可以完整运用到项目实施全过程中，这将使设计院与施工单位、业主单位甚至是咨询单位之间的联系与信息传递更加快速精准，避免了不同单位的重复建模的工作，减少了不必要的工作，缩短算量时间，有利于从项目初期设计阶段就开始对项目进行成本管控。

参考文献：

[1]马智亮，娄喆.IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的基本问题探讨[J]土木建筑工程信息技术，2009,12（2）：7-12.

[2]吴力，胡立群，唐克静.BIM技术在项目设计阶段成本控制中的应用[J]中国设备工程2021，02（上）：248-249.

[3]曾开发，张莲珠，李杰.基于Revit土建工程算量三种模式的对比分析[J]工程造价管理2021,02：85-89.

[4]湖南省房屋建筑与装饰工程消耗量标准（2020）