基于BIM 造價軟件的工程預(yù)算管理研究

汪 楠，鄧小蕾，程佳會

（武昌工學(xué)院 城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,建筑行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)張,市場競爭日益激烈,行業(yè)亟需新的技術(shù)手段支撐其發(fā)展壯大。BIM（Building Information Modeling）技術(shù)的引入帶來了建筑行業(yè)發(fā)展的重大變革。BIM 是“建筑信息模型”的英文簡稱。BIM 不是指代某一個軟件，它是一個軟件平臺，這個平臺提供了一系列軟件供工程項目參與各方使用。BIM 也不僅代表一種新型軟件群，更是一種具有開拓性的思維方式與工作方法。一個建設(shè)項目從前期招投標(biāo)階段的方案設(shè)計到后期竣工驗收階段形成的各類數(shù)據(jù)信息都可以通過BIM 系列軟件進(jìn)行全面全過程的管控。BIM 系列軟件可以分為以下幾類：核心建模軟件、方案設(shè)計軟件、可持續(xù)分析軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、模型檢查軟件、造價管理軟件等。

本文主要探討的是BIM 造價管理軟件在工程預(yù)算編制中的應(yīng)用。該類 BIM 軟件的核心功能有兩個：一是進(jìn)行工程量的計算；二是完成工程計價任務(wù)。同時，BIM 造價管理軟件通過 BIM 模型結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持可以實現(xiàn)對工程預(yù)算的動態(tài)管理。

1 工程預(yù)算

工程預(yù)算是工程尚未開始前編制的對工程未來擬發(fā)生的貨幣投入，它反映了項目的經(jīng)濟(jì)效果。編制工程預(yù)算是企業(yè)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)核算、成本控制的重要依據(jù)。對于施工單位而言，在施工前應(yīng)編制與企業(yè)管理水平和技術(shù)水平匹配的工程預(yù)算，該工程預(yù)算是企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算和成本控制的基礎(chǔ)。在編制工程預(yù)算時，應(yīng)注意預(yù)算的準(zhǔn)確性，預(yù)算結(jié)果是企業(yè)進(jìn)行造價管理的核心控制指標(biāo)。工程預(yù)算價格的產(chǎn)生主要依托于工程量計算和工程計價兩項工作。

2 BIM 工程量計算

2.1 工程量計算概述

工程量計算是工程造價產(chǎn)生的前提，是工程造價管理的基礎(chǔ)。工程量的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到工程招投標(biāo)、合同簽訂、工程變更、工程結(jié)算等一系列工作能否順利進(jìn)行?，F(xiàn)行的工程量統(tǒng)計工作存在以下問題。

（1）工程量計算工作強(qiáng)度普遍偏大。由于工程項目普遍規(guī)模大、工期長，涉及的分項工程類別多，因此工程量的計算難度大、耗時長。傳統(tǒng)的工程量統(tǒng)計工作對工程造價人員而言是最繁瑣、最復(fù)雜的部分。

（2）工程量計算精度普遍不高。在利用傳統(tǒng)造價軟件完成工程量統(tǒng)計工作時，需要導(dǎo)入工程圖紙或者手動進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，手工操作所占比例仍然過大，工程量的統(tǒng)計是否準(zhǔn)確依賴于工作人員對于圖紙的識圖能力和細(xì)致程度。工程量的計算結(jié)果容易出現(xiàn)偏差，工程量精度無法達(dá)到恒定水準(zhǔn)。

（3）工程量計算重復(fù)煩冗。一個建設(shè)項目涉及多方主體的參與。建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、造價咨詢公司可能都需要對工程量進(jìn)行統(tǒng)計。各方主體都會建立自己的工程量統(tǒng)計模型，并且與其他主體的工程量統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行比對。在發(fā)現(xiàn)有問題時往往需要重新建模，這個過程可能會反復(fù)多次，消耗大量的人力物力。

2.2 基于BIM 技術(shù)的工程量計算

BIM 技術(shù)的一大特點是信息共享，它滿足了建設(shè)項目參與各方溝通、協(xié)調(diào)、合作的需要，各方主體可以交換和共享項目模型信息。利用BIM 技術(shù)建立三維模型，是依靠設(shè)計階段各專業(yè)的設(shè)計模型。由于設(shè)計模型建立的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范與造價模型不同，因此設(shè)計模型顯示的信息對于造價模型建立來說不能照搬，兩者之間存在以下差異：

（1）設(shè)計模型無法呈現(xiàn)部分工程量統(tǒng)計所需數(shù)據(jù)，如設(shè)計模型中不含腳手架搭設(shè)設(shè)計內(nèi)容。

（2）在設(shè)計模型中，少量構(gòu)件是簡化表示的，這部分構(gòu)件無法很好地在算量模型中表現(xiàn)出來。

（3）算量模型重在統(tǒng)計量，因此構(gòu)件的不同做法會被細(xì)致區(qū)分，而在設(shè)計模型中沒有這一要求。例如，內(nèi)外墻的不同做法在設(shè)計模型中不作區(qū)分。

（4）設(shè)計軟件與造價軟件在構(gòu)件節(jié)點處的扣減處理方式和規(guī)則不同，導(dǎo)致工程量計算結(jié)果出現(xiàn)偏差。

基于此，造價工作人員在設(shè)計模型的的基礎(chǔ)上建立算量模型，有兩種途徑：一是按照設(shè)計圖紙在造價軟件中重新繪制構(gòu)件模型，然后生成工程量；二是直接導(dǎo)入設(shè)計模型數(shù)據(jù)。對于二維圖紙而言，BIM 技術(shù)支持從電子版CAD 文件直接導(dǎo)入工程算量軟件，在此基礎(chǔ)上，建立三維模型。工程造價人員在導(dǎo)入模型的基礎(chǔ)上增加工程量計算和工程計價需要的特有信息，對模型進(jìn)行屬性設(shè)置和完善，最終形成算量模型。

2.3 基于BIM 技術(shù)的工程量自動計算

（1）建筑實體工程量計算的自動化，并且是準(zhǔn)確的

BIM 模型中各類構(gòu)件都有各自的參數(shù)信息，包括尺寸（長短或高低）、型號類別、材料種類等。由于模型是三維的，構(gòu)件的空間位置都是相對獨立的。模型中的每一個構(gòu)件都與實體工程中的構(gòu)件保持一一對應(yīng)。由于軟件自動對輸入的信息進(jìn)行提取，根據(jù)構(gòu)件本身的屬性進(jìn)行快速識別分類，因此構(gòu)件的工程量統(tǒng)計的準(zhǔn)確率和速度上都得到很大的提高。以門窗工程量的計算為例，圖紙導(dǎo)入BIM算量軟件后，造價人員對門窗屬性進(jìn)行修改和確認(rèn)，軟件就可根據(jù)門窗的類型和組分信息統(tǒng)計出不同門窗的數(shù)量，并對相同的構(gòu)件進(jìn)行自動歸類。

（2）軟件內(nèi)置的工程量計算規(guī)則保證了計算結(jié)果的規(guī)范性和準(zhǔn)確性

BIM 造價軟件模型的建立除了構(gòu)件自身屬性的正確輸入，還包括空間位置的正確定位。不同構(gòu)件在空間上存在交叉、重疊、遮蓋，這時就必須明確構(gòu)件的計算規(guī)則和扣減規(guī)則。這些規(guī)則就是工程量計算規(guī)則，BIM 算量軟件已經(jīng)根據(jù)國家和各個地區(qū)的規(guī)定將計算規(guī)則內(nèi)置到軟件中。工程量計算規(guī)則分為清單規(guī)則和定額規(guī)則，模型建立好之后，工程造價軟件人員根據(jù)不同構(gòu)件的屬性特點套用清單項和定額項，清單項和定額項決定了工程量的計算表達(dá)式和單位。確認(rèn)了構(gòu)件的清單項和定額項后，軟件將根據(jù)內(nèi)置的區(qū)域規(guī)則對構(gòu)件的工程量進(jìn)行自動扣減并計算。

2.4 相交構(gòu)件工程量的扣減計算

在工程量計算中，相交構(gòu)件重疊部分工程量的計算是耗時耗力且難度較大的，特別是在碰到異型構(gòu)件的情況下，相交部分的尺寸不易確定，計算難度就更大了。在沒有軟件模型的時代，工程量的計算是依靠二維圖紙。圖紙上僅僅標(biāo)注了構(gòu)件自身的平面尺寸信息，但是對相交構(gòu)件在空間上的交叉和重疊并沒有很好的顯示。造價人員根據(jù)自己的知識儲備對相交構(gòu)件的尺寸進(jìn)行辨識，在計算工程量時進(jìn)行相應(yīng)的扣減，工作繁瑣且計算結(jié)果因人而異，極易造成計算錯誤。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，工程量的計算必須遵循一定的規(guī)則。工程量計算規(guī)則根據(jù)地域進(jìn)行了分類，各個省都會出臺針對本省造價水平的定額規(guī)則。

相較于傳統(tǒng)的工程量計算模式，基于BIM技術(shù)建立的工程量模型中包含了每一類構(gòu)件的大小、形狀、尺寸等屬性信息，以及在空間中的位置信息。構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)情況都很清晰，軟件能自動地進(jìn)行工程量的計算，并按照工程量計算規(guī)則進(jìn)行準(zhǔn)確地扣減。同時，BIM工程量計算軟件通過集成各地計算規(guī)則庫，規(guī)則庫描述構(gòu)件與構(gòu)件之間的扣減關(guān)系計算法則，軟件可以根據(jù)構(gòu)件關(guān)聯(lián)或相交部分的尺寸和空間關(guān)系數(shù)據(jù)智能化匹配計算規(guī)則，準(zhǔn)確計算并扣減工程量。

2.5 異型構(gòu)件的工程量計算

在實際工程中，除了常規(guī)構(gòu)件，也會經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)則的異型建筑造型或節(jié)點，這類構(gòu)件依靠人工計算工程量往往難度較大且準(zhǔn)確率不高。傳統(tǒng)的計算中對異型構(gòu)件的處理主要是采取分割的方法，將其分成便于采用公式計算的模塊。分割方法的不同，計算結(jié)果也會產(chǎn)生偏差，計算結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。

基于BIM 技術(shù)的工程造價軟件從兩方面解決了異型構(gòu)件的工程量計算。

首先，基于BIM 技術(shù)的異型構(gòu)件工程量計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。BIM 三維模型準(zhǔn)確確定了異型構(gòu)件的尺寸大小和空間位置，通過內(nèi)置的數(shù)學(xué)方法，能夠?qū)⒉灰?guī)則構(gòu)件切割分塊趨于最小化，計算結(jié)果非常精確。

其次，基于BIM 技術(shù)的異型構(gòu)件工程量計算結(jié)果更加全面完整。異型構(gòu)件一般都會與其他構(gòu)件產(chǎn)生相交或重疊，由于構(gòu)件在空間上的分布不同，導(dǎo)致這些重合部分不僅不規(guī)則而且形狀各不相同。工程算量軟件可以有效地解決這一問題，它可以通過構(gòu)件的空間信息準(zhǔn)確計算重合部分的工程量，并根據(jù)軟件內(nèi)置的計算規(guī)則對工程量進(jìn)行扣減和統(tǒng)計，匯總得出最終工程量。

3 工程計價

過去20 年，計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展帶來了各行各業(yè)軟件的廣泛應(yīng)用，工程造價人員也開始使用工程造價軟件來完成工程造價文件的編制。但是過去的軟件效率和效果都不是非常理想。

隨著BIM 技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，工程造價軟件的功能得到很大程度的優(yōu)化和提高。運(yùn)用BIM 技術(shù)的工程造價軟件可以通過三維建模創(chuàng)立算量模型，并基于模型進(jìn)行準(zhǔn)確算量。算量模型可以直接導(dǎo)入計價軟件，工程量自導(dǎo)帶入，通過組價，最終形成預(yù)算模型。預(yù)算模型可以進(jìn)一步關(guān)聯(lián)4D 進(jìn)度模型，最終形成BIM5D 模型，并基于BIM5D 進(jìn)行造價全過程的管理?；贐IM 的工程預(yù)算包括以下幾方面特點。

3.1 基于BIM 工程造價模型的量價一體化

工程造價軟件分為工程量計算軟件和計價軟件。有很多廠家設(shè)計的算量軟件和計價軟件在功能上是完全獨立的，算量軟件只能用于工程量的統(tǒng)計，計價軟件只能只用于組價，這樣需要人工將工程量輸入計價軟件，工作效率低下，出錯率也較高。基于BIM 的工程造價軟件將工程量計算和計價軟件聯(lián)合起來，實現(xiàn)了量價一體化。工程造價人員利用算量模型中的屬性在軟件中選取項目特征，并匹配合適的清單項。算量模型完成匯總計算后，將程序文件導(dǎo)入計價軟件，軟件中即刻出現(xiàn)算量模型中構(gòu)件的工程量。工程造價人員根據(jù)構(gòu)件的項目特征匹配合適的定額項，實現(xiàn)快速組價。

3.2 造價調(diào)整更加快捷

在招投標(biāo)階段或者施工階段中，可能會經(jīng)常出現(xiàn)由于圖紙錯誤或者業(yè)主需求改變導(dǎo)致的設(shè)計變更，設(shè)計變更帶來了工程量的變化。傳統(tǒng)的工程算量軟件和工程計價軟件無法實現(xiàn)量價一體化，無法根據(jù)設(shè)計變更快速地生成新的造價文件。基于BIM 的工造造價管理軟件支持在原有BIM 模型上修改構(gòu)件參數(shù)或者其他屬性信息，繼而生成新的算量模型，并根據(jù)原有算量規(guī)則計算工程量。計價軟件也可以根據(jù)構(gòu)件對應(yīng)的清單項和定額項快速地得出費(fèi)用。工程量的變化和費(fèi)用的調(diào)整會在模型上產(chǎn)生記錄，便于后期的造價管理工作。

3.3 利用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，降低工程造價

在大型工程中會涉及多個專業(yè)的參與，特別是在地下部分，管線種類龐雜、縱橫交錯，施工難度大且易出現(xiàn)問題。此時，利用BIM技術(shù)對建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)進(jìn)行建模，通過施工模擬，了解其在空間中是否存在碰撞或其他設(shè)計問題，根據(jù)檢測結(jié)果，及時調(diào)整并優(yōu)化設(shè)計方案，降低施工風(fēng)險。后續(xù)直接利用BIM 算量軟件的建模功能對模型進(jìn)行調(diào)整，及時更正相應(yīng)的造價數(shù)據(jù)，從設(shè)計方案上節(jié)約工程造價。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM 造價管理軟件作為新型計量與計價工具，充分發(fā)揮了BIM技術(shù)的可視化、透明化、數(shù)據(jù)共享等優(yōu)勢，能夠很好地對工程量進(jìn)行分析統(tǒng)計，高效處理異型構(gòu)件的工程量計算，將算量模型快速導(dǎo)入計價模型中，實現(xiàn)了造價工作中的量價一體化，并對工程預(yù)算進(jìn)行持續(xù)地動態(tài)管理。BIM 造價管理軟件在工程預(yù)算編制中極大地提高了造價工作的效率和質(zhì)量，有效地增強(qiáng)了工程預(yù)算管理的效果，有力地保障了建設(shè)項目取得預(yù)期的收益。