1 引言

BIM是建设项目物理和功能特性的数字表达，拥有庞大的资源数据库。根据BIM理念，包括造价咨询人员在内的项目团队成员共享一个BIM模型。若造价人员能直接利用BIM模型并自动提取工程量，则算量效率和质量都将比基于CAD或其他平台开发的算量软件有大幅度提升。关于利用BIM模型进行工程算量问题，业内大体有两种观点：一种观点认为可将BIM模型文件导出到外部算量软件，利用外部软件进行算量;另一种认为BIM模型可直接作为算量平台，实现自动化精确的工程算量。

就实践而言，目前已有软件企业研发出数据接口，将BIM模型导出到现行的计量软件中进行工程算量，但其准确性和可靠性有待检验。亦有开发符合国内计量规则的BIM算量插件，但所涉构件范围较窄，仅限于混凝土结构构件。在BIM模型内直接进行工程算量的可能性问题，还没有得到相对全面的实证支持。

本文预设的工程算量模式是设计人员将BIM模型深化到施工图设计阶段，工程造价人员利用BIM模型提取工程量。在此模式下，以《房屋建筑与装饰工程工程量计算规则》(GB50845-2013)为计量标准，采用归类分析、实例验证、比较分析等方法，证明合理使用BIM软件建模，可以直接、、精确地计算出大多数工程计量项目的工程量，并同步调整设计变更后的工程量，且无需借助外部软件进行工程算量。该算量模式在复杂形体工程算量中更具优势。本文采用具有代表性的BIM软件Autodesk Revit 2015版(以下简称Revit)作为验证软件。因篇幅有限，选取相对机电和钢结构工程而言比较复杂的建筑和混凝土结构作为划分和测试对象。

2 工程算量模式

2.1 工程算量模式评价标准

评价工程算量模式的标准应包括建筑构件几何对象的计算能力、计算质量、计算效率以及附带几何对象属性能力等标准。由于现代工程设计存在很多不规则或复杂的几何形体，计算能力应体现在计算任意几何形体的能力。为了准确估算工程造价，还需要衡量工程算量的准确性和详细程度，在此将其定义为计算质量，例如在幕墙工程中，计算质量不仅体现在计算幕墙总体工程量上，还应同时统计出幕墙所用不同规格嵌板和框材数量，为准确估算幕墙价格提供基础。

考虑到工程变更要求，工程量计算效率不但要考虑初次计算所消耗的时间，还应考虑工程变更调整工程量所耗费时间，这两部分相加的总时间就是效率指标。附带几何对象的属性能力反映能载有几何维度信息以外更多信息的能力，可以为工程造价管理提供更多有价值信息，例如通过设置阶段化(Phase)属性来定义项目建设进程，在后期发生变更时，造价人员可以此来确定变更后的调整工程量。而工程算量模式在相当程度上决定了上述算量指标的高低。

2.2 工程算量模式的特点

目前，国内工程算量模式多是依据CAD平台开发的算量软件来实现。然而，不论是基于二维CAD或是基于三维CAD软件进行的工程算量，其共同前提都*要重新建立模型。虽然这些软件都具有对CAD设计文件的识别能力，可以提高计算效率，但是识别预设了很多苛刻条件，若要符合工程计量规范的规定，则需经过很多人工调整。此外，由于设计文件与算量文件不能关联，任何设计上的变更都需要手工录入和调整，这显然会影响工程算量的质量和效率。另外，从目前基于CAD平台的算量软件应用情况来看，这些软件对不规则或复杂的几何形体计算能力比较弱，甚至无法计算(如对曲面形体只能采用近似计算方法)。

相较于CAD算量软件，BIM型软件在工程述算量方面具有显著优势。BIM通过建立3D关联数据库，可以准确、计算并提取工程量，提高工程算量的精度和效率。BIM遵循面向对象的参数化建模方法，利用模型的参数化特点，在表单域(Field)设置所需条件对构件的工程信息进行筛选，并利用软件自带表单统计功能(Schedule)完成相关构件的工程量统计。而且，BIM模型能实现即时算量，即设计完成或修改，算量随之完成或修改。随着工程推进、项目参与者信息量的增加，较初的要求会发生调整和改变，工程变更必然发生，BIM模型算量的即时性大幅度减少变更算量的响应时间，提高工程算量效率。

3 BIM模型内的工程算量

建筑构造形式千差万别，难以用归纳法对每个具体项目进行验证。本文采用归类方法进行实例验证，即对造价划分的某一类项目做典型实例计算测试，据此推论此类项目的计算效果。在选择测试项目之前，需要先行建立BIM分类和造价分类的对应关系，这是因为，BIM的构件划分思路与国内现行施工图设计阶段的工程造价划分并不一致，前者是按建筑构造功能性单元划分，后者则以建筑施工工种或工作来划分项目，两种分类体系并非简单的一一对应关系，见图1。

图1 清单计价与Revit软件构件和项目分类对应关系

3.1 土石方工程

利用BIM模型可以直接进行土石方工程算量。对于平整场地的工程量，可以根据模型中建筑物首层面积计算。挖土方量和回填土量按结构基础的体积、所占面积以及所处的层高进行工程算量。造价人员在表单属性中设定计算公式可提取所需工程量信息。例如，利用BIM模型计算某一建筑物中条形基础的挖基槽土方量，已知挖土深度为1.15m。按照国内工程计量规范中的计算方法，在BIM模型的表单属性中设置项目参数和计算公式，使用表单直接统计出建筑物挖基槽土方总量。

3.2 基础

BIM自带表单功能可以自动统计出基础的工程量，也可以通过属性窗口获取任意位置的基础工程量。大多类型的基础都可按特定的基础族模板建模，若某些特殊基础没有特定的建模方式，可利用软件的基本工具(如梁、板、柱等)变通建模，但需改变这些构件的类别属性，以便与其源建筑类型的元素相区分，利于工程量的数据统计。

3.3 混凝土构件

BIM软件能够精确计算混凝土梁、板、柱和墙的工程量且与国内工程计量规范基本一致。对单个混凝土构件，BIM能直接根据表单得出相应工程量。但对混凝土板和墙进行算量时，其预留孔洞所占体积均被扣除。当梁、板、柱发生交接时，国内计量规范规定三者的扣减优先序为柱>梁>板(“>”表示优先于)，即交接处工程量部分，优先计算柱工程量，其次为梁，较后为板工程量。使用BIM软件内修改工具中的连接(Join)命令，根据构件类型修正构件位置并通过连接优先序扣减实体交接处重复工程量，优先保留主构件的工程量，将次构件的统计参数修正为扣减后的精确数据，避免了构件工程量统计的虚增或减少。图2为一梁、板、柱交接处的节点图，使用连接命令设置后自动生成的梁、板、柱体积分别为：0.192m3、0.307m3、0.320m3，即实现了柱>梁>板的扣减顺序。