基于BIM技术的建筑工程施工量化管理与应用

李叶根 （中铁上海工程局集团华海工程有限公司，上海 201101）

1 概述

BIM技术在建筑工程中的应用涵盖了建筑工程施工的各个阶段，包括了项目规划管理、施工管理、运营管理诸多方面，可在施工现场指导、碰撞检查、优化施工进度、施工方案模拟、成本控制、资源管理等中具体应用。本文就基于BIM技术的建筑工程施工量化管理与应用这一方面，从基于BIM项目临建量化管理与应用、基于BIM项目主体量化管理与应用、基于BIM项目措施方案量化管理与应用三个方面来具体阐述。

2 基于BIM项目临建量化管理与应用

基于BIM项目临建工程量计算和应用主要包含临建可视化设计、临建设计标准智能检查分析、临建工程量计算、三维可视化交底，其中临建可视化设计和临建设计标准智能分析保证了临建工程量一次性计算的准确性，避免了工程量因临建方案的不确定性而多次改动，出图交底是方案量化施工的延续，避免了返工，减少材料的损耗，工程量的准确、快速计算为临建指量化指标分析、物资采购提供了依据。

其应用流程图如图1。

图1 基于BIM项目临建工程量计算和应用流程

2.1 基于BIM项目临建工程量计算

通过对企业临建BIM族库的建立和累积，可基于BIM技术对项目临建进行可视化、模块化设计，有效提高临建方案设计效率，并通过BIM软件规范检查功能和可视化研讨，对临建设计进行快速审核，保证临建方案设计合理，同时保证了临建工程量计算的准确率，由于设计方案的三维可视化，提高了临建工程量的可追溯性，建立了量与模型的对应关系，实现了量的任意提取。

图2 基于BIM项目临建可视化设计

图3 基于BIM项目临建设计规范检查

2.2 项目临建量化管理与应用

BIM技术在保证临建工程量的及时性、准确性、可追溯性的基础上，对临建工程量进行指标分析、造价控制、物资采购，以确保临建造价符合公司标准要求，同时利用BIM的快速出图性和三维可视化对施工现场进行交底，并在施工过程中进行对比指导施工，以确保按照临建方案设计准确施工，避免因交底不清造成返工和损失，从而实现临建量化管理目标。

图4 基于BIM项目临建工程量计算

图5 基于BIM项目临建施工快速出图

3 基于BIM项目主体量化管理与应用

建筑工程项目主体量计算相对已非常成熟，如广联达、鲁班、斯维尔等算量软件早已被广泛应用，但多仅用于工程量的计算，无论是应用还是软件本身功能都比较单一，而基于BIM技术工程量计算不仅实现了工程量高效计算，而且实现了工程量多功能应用。

3.1 基于BIM建筑工程项目主体工程量计算

基于BIM建筑工程项目主体工程量计算流程一般为：设计图纸导入BIM软件→高效识别图纸翻模→智能化合法性检查→工程量统计计算→工程量三维追溯。相对以往的算量软件，基于BIM工程量计算实现了高效图纸识别翻模，提高了算量模型搭建效率，智能化设计规范检查和工程量三维追溯提高了BIM算量模型的准确性，减少了因人为因素而出现的量差；基于BIM建筑工程项目主体工程量计算，不仅可以根据项目应用需求计算、统计清单工程量，而且可以统计定额工程量。

图6 BIM合法性检查

3.2 基于BIM建筑工程项目主体工程量模型应用

在传统的施工过程中，现场通过二维平面工程设计图纸，很难把握施工图纸中的各个要点。而通过BIM技术建立的三维立体建筑信息模型，将二维平面工程设计图纸转化为立体模式，在这种情况下，施工管理人员能够详细、全面地把握整个施工图纸的要点，有效地弥补了传统管理模式中的不足；另一方面，通过BIM技术，建筑工程施工管理人员还可以进行工程多专业碰撞检查分析，并且针对模型中的碰撞点，进行详细的检测，得出碰撞检查报告。根据检查报告，及时发现引起模型碰撞的原因，作出相应的调整。实现图纸可视化审核，避免因图返工；通过三维钢筋节点查看钢筋施工交底，以及出钢筋下料表指导施工现场钢筋加工，有效降低了钢筋损耗；模型可以对建筑工程施工中计划工程量与所用的建筑材料进行分析，通过模型使施工管理人员对实际使用的建筑材料进行选择比较，进而有效地节约施工成本。在实际建造中，利用BIM技术对成本进行有效控制，降低成本损失，进而提高工程经济效益。

图7 安装与土建碰撞检查

图8 钢筋下料表单

4 基于BIM建筑工程项目主体工程量化管理

通过研究和实践，基于BIM建筑工程项目主体工程量化管理主要应用如图9。

图9 基于BIM建筑工程项目主体工程量化管理流程

①在BIM模型中，通过任何一个节点都可以查询到成本信息，而且对于发生的工程变更信息也能同步进行更新，同时，BIM模型还可以将输入进去的成本信息、进度信息进行资源整合，可以汇总，可以拆分，还可以进行统计，可自动将这些信息与模型中的计划进度进行比较，直接生成相应的偏差信息。此外，项目算量BIM模型通过上传BIM5D平台实现工程量数据集成管理和数据共享，充分发挥工程量数据在实验检验批量确定、物资计划确定、工程分包结算等方面的管理和应用，如此，不仅实现了项目依量管理，而且提高了管理精细化程度和相关工作效率。

②BIM-5D模型可以计算出任何一个WBS节点的资源计划，并能与进度、成本信息相关联，合理安排出日、周、季的资源计划，避免了出现人员窝工和浪费材料的现象，同时该系统也支持变更后的资源计划安排，有效地利用资源。该模型可以根据实际进度与计划进度之间的差异来给予警告，如果超过了计划进度，系统会自动预警，从而可以引导施工人员及时调整进度方案，从而降低了风险。工程量、施工进度计划与BIM模型的关联，使以往的施工进度计划时间维度变成可视化的多维度的动态进度计划，其中工程量与进度计划的结合为项目施工进度资源配置管理、进度分析提供了数据依据。

①基于BIM5D平台的多功能使用，为项目物资限额管理提供数据依据，如：通过BIM5D平台对墙体砌块排布、计量、出图，施工现场对墙体砌块数量限制，强制降低砌块损耗。

②工程管理人员可通过BIM5D手机端在施工现场查看BIM模型任意构件的工程量，可实现对现场施工量化管理，如：通过查看承台的混凝土方量快速确定混凝土的计划量和施工剩余量，可有效控制混凝土的余方量。

基于BIM项目工程定额工程量计算，并基于造价软件(如广联达GBQ)套入定额单价得到工程造价，可用于工程招标控价；基于BIM清单工程量计算，并根据等式“清单工程量×综合单价=定额工程量×定额单价”计算得到综合单价，用于投标报价，同时清单工程量可用于招标清单量审核。

5 基于BIM项目措施方案量化管理与应用

①对于建筑工程施工措施方案主要有模板、支架、基坑支护等方案，如：建筑工程目前模板以木模为主，由于人为因素，其损耗率比较高，同时其物资数量无法运用一般的算量软件进行统计计算，人工计算不仅效率低，而且准确性难以保证，经常导致备料和领料存在一定的量差，同时以往由于量的难以准确、快速确定，使其技术设计方案难以通过精细的量化分析评估。

②通过对BIM技术的研究和探索，利用BIM不仅可以实现模板、支架方案、基坑支护等方案的可视化设计、力学计算分析，而且可以快速统计其方案措施材料量，其量的统计为方案量化分析、物资量化管理提供了数据依据。

实施流程如图10。

图10 基于BIM方案可视化设计流程

图11 承台工程量查看

③在进行建筑工程施工管理中，需要施工各个环节相互的配合，这时科学合理的管理至关重要。在这种情况下，利用BIM技术在施工方案、工艺模拟中的应用，可以构建一个整体的工程模拟。在这个过程中，包含了施工的各个环节，以及施工中的各项施工工艺、施工技术等，这样不仅可以避免因主观因素所造成的施工失误，还能够促进工程施工的顺利进行，保障施工质量；另一方面可以极大地提高施工效率，节约施工材料，增强整个工程的经济效益。

图12 支架方案设计BIM模型

图13 方案措施物资统计

6 总结

综上所述，基于BIM技术建筑工程施工量化管理与应用不仅促进了项目精细化管理，而且有效提升了项目盈利能力，尤其是在项目节材、降耗方面起到了至关重要的作用，同时进一步拓展了BIM技术的应用，随着BIM技术的快速发展，基于BIM项目量化管理与应用将在项目施工中发挥更大的经济效益，为项目施工管理创造新的价值点。