BIM技术建筑外墙装饰工程量计算中的应用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 128 BIM 技术建筑外墙装饰工程量计算中的应用研究 韦永丽 柳州城市职业学院，广西 柳州 545036 摘要：摘要：随着社会经济不断发展，建筑市场竞争环境愈发激烈，建筑企业想要实现可持续发展，就必须要提高自身核心竞争力。但从目前建筑行业发展情况来看，外墙装饰工程作为建筑行业的重要环节，其受到各界人士的高度关注，人们对居住环境要求趋于多样化，无形中给外墙装饰工程提出更高要求。针对该种情况，企业管理者如果仍然采用传统外墙装饰工程量计算方法来计算，根本无法满足复杂的室外形体建筑施工要求。因此，要加强对 BIM技术的重视程度，将 BIM 技术应用到外墙装饰工程工程量计算方面，提高日常计算数量的准确性，给未来建筑外墙装饰工程量计算提供丰富的数据资源。关键词：关键词：BIM 技术；外墙装饰工程；工程量计算 中图分类号：中图分类号：TU767TU767 0 引言 在建设别墅项目时，其外墙结构形式过于复杂，无形中提高工程造价人员计算建筑外墙装饰工程量的难度系数，如果工作人员仍然采用 CAD 电子图测量和人工测量相互结构的计算方法，很容易出现各种问题，如计算偏差大、计算时间长、沟通困难等问题，甚至影响到日常计算效果。针对该种情况，工作人员要提高对 BIM技术的重视程度，将各种 BIM 软件应用到室内装饰工程中，通过 Renit、Autodesk 等软件计算出实际工程量，但对于外墙装饰工程，BIM 软件缺乏专业计算工具。同时，自动提取工程量是 BIM 技术的重要特征，传统算量计算方法是利用二维设计软件进行，需要消耗工作人员大量时间和精力，而利用 BIM 技术能哟小提高计算准确性和效率，帮助造价人员脱离繁琐的工程量计算1。1 工程算量模式概述 工程算量方式由 BIM 设计模型和 CAD 二维设计文件两部分组成，其中可以实现二维信息录入功能的是以 CAD 文件为主体的算量方式，工程项目的实际工程量采用算量模型进行计算；对于不能进行信息录入的工程项目，计算通常采用 CAD 电子图与人工相结合的方式，但不管采用何种方式2。而利用 BIM 技术为基础的算量模式，不仅能在 BIM 模型中直接导出工程量，还能将模型文件应用到算量软件，准确计算出工程量，但因为 BIM 软件和算量软件存在一定差异性，无形中影响到整体计算效率，需要工作人员进行有效优化；并且通过 BIM 模型直接提取工程量，可以保证设计文件与算量结果之间的关联性，因此本文将该模型与 CAD 模型对比分析作为工程量计算的重要模型（如图1所示）。图 1 工程算量模式 为了对比不同模式下建筑外墙装饰工程计算作用，工作人员要提前设计模型时间范围和条件，其中模型条件表示 BIM 应用起点。结合传统工程操作流程，设计方通常利用 BIM 软件进行设计，结合算量实际要求构建健全的计算模型。通常情况下，BIM 模型应符合外墙装饰工程的实际工程量要求，工程人员应以此为依据计算工程量，若 BIM 模型无法满足外墙装饰工程的计算要求，应在设计模型的基础上进行加工，然后计算出实际工程量；时间范围指的是从造价者应用 BIM设计模型到计算工程量结果之间所花费的时间，而 CAD模式则是从造价者读取设计文档到计算工程量之间所花费的时间3。中国科技期刊数据库 工业 A 129 2 BIM 建筑外墙装饰工程量计算的价值 2.1 工程案例 本文利用多案例数据对比方法，分析 BIM 技术对外墙装饰工程量计算的价值。在建模前，全面收集案例项目的实际工程量，但由于BIM技术在我国运行时间较短，很少应用在工程造价计算方面，导致 BIM 工程量数据信息过于分散，无形中提高信息收集难度系数。因此，工作人员自行建立工程量分析模型，但因该工程项目过于复杂，建模需要耗费大量时间，所以项目可以根据外墙的结构特点进行选择，最终选取典型的三个项目(A、B、C)作为考察对象。案例 A 为别墅项目，整体采用框架结构，总建筑面积 1228m2，模型材料色彩由色彩填充向图案填充转变，并综合考虑外墙印刷效果，运用不同密集程度的散点对材料质量进行分析，由于饰面材料种类趋于多样化，导致构造十分复杂；B 方案是建筑面积为6196m2、墙体为框架剪力墙结构的高层住宅，其外立面装修与 A 项目相比比较简单，但其楼层较高，且设置了需要大量应用饰面材料的阳台、飘窗等环节，在复杂程度上属于中等偏上；项目 C 为多层住宅，墙体为框架结构，建筑面积为 799m2，楼层较低，饰面材料种类较少，立面装修结构简单，复杂程度较低。2.2 工程量计算效率 BIM 具有自动计算工程量、3D 可视化特征，其计算效率高于 CAD 模式。它是为了建立三维立体模型，将所有数据导入工程模型，以数字化技术为核心，有利于工作人员对建筑实际内容的全面掌握。BIM 模型可以通过分析图形来掌握建设过程，这种注重工程建设过程的模型分析方法具有很强的科学性，将具体的建设情况呈现出来，并提供正确的工程项目建设方向。同时，通过利用 BIM 技术，模型将根据施工过程中的数据进行分析，从而将各种数据资源提供给工程的后期施工，以模拟工程前期施工现场的实际情况。目前，工程量计算效率体现在工程量计算时间和计算能力方面，之所以 BIM 计算效率超过 CAD 模式，主要原因是在 CAD 模式下造价人员要进行思想转换，从原有 2D 思维转变为 3D 思维，在整个过程中要消耗一段时间，且工程项目复杂程度和消耗时间成正比，再根据材料结构和类型分解为无数个小型计算单元，计算出建筑工程的总工程量；但在 BIM 模式下，造价者在建立 3D 模型时不必浪费大量时间，也能有效避免时间耗费在思维转换上5。在本题的建筑外墙装饰工程中，判断工程量计算效率的基础条件是是否能够计算出建筑外墙装饰工程量，因为墙体外围结构过于复杂，各种装饰材料边界不规则，分布散乱。上述两种模式对于复杂程度不同的工程项目来说，外墙装饰的工程量是可以计算出来的，计算的能力基本上是一样的。在 CAD 模式下计算工程量时，应事先利用算量软件进行计算，在建立算量模型和信息录入环节时，通过人工和 CAD 相互结合的方式进行计算，这样的计算模式虽然工作效率较低，但建筑外墙装饰工程量也是可以计算出来的；在 BIM模式下，专业软件在设置建筑构件布局时具有很强的灵活性，特别是在进行复杂结构建模时，可以利用简单的操作，通过计算建筑物外墙装饰工程量的 BIM 模型进行工程量计算功能（如表 1 所示）。表 1 CAD 模式和 BIM 模式计算时间对比 工程案例 CAD 模式 BIM 模式 一般条件 理想条件 A 15 3 0.50 B 12 1.5 0.50 C 10 1 0.25 2.3 工程量计算准确性 BIM 自动计算工程量功能也是提升工程量计算准确性的重要环节。准确性作为衡量工程量计算的主要因素，在BIM模式下虽然在计算界面和单元时要利用人员手段进行选择，但 BIM 的 3D 可视化功能能辅助日常选择工作，降低出现选择遗漏、重叠的现象。例如：在外墙装饰工程中，洞口收边和挑檐下是工程量计算中经常出现问题的环节，边界通常采用人工选择方式，一旦上述工序全部完成，造价人员可使用 BIM 模型中的工程量自动计算功能，计算出项目实际工程量，在整个计算中不用人工手段进行控制，保证工程量计算准确性能达到行业标准。而 CAD 模式下造价人员无法建立 3D 模型，会给计算范围准确性带来严重影响，特别在项目形态过于复杂的情况下，经常出现计算准确性不足的问题，可见 BIM技术能提高工程量计算的准确性。在建立 3D 模型基础上，造价人员可利用 BIM 技术的工程量统计功能，计算出实际工程量。为了确保不同案例中计算结果能基本相同，要将不同类型、颜色材料进行合并，和 CAD 模型下采集的信息数据进行对比（如表 2 所示）。通过分析下表，发现随着项目 A,B,C三种建筑外墙装饰工程复杂程度逐渐提升，两种算量模式计算的工程量差异性越高，其所占百分比亦呈上中国科技期刊数据库 工业 A 130 升之势。究其原因，主要是由于建筑外墙装饰工程复杂度增加，加之 CAD 模式下 2D 不同角度的外墙投资影视图偏差加大，无形中增加了 2D 转换成 3D 思维的难度系数，从而导致计算工程量的误差值有所上升；但在 BIM 模式下的工程量是计算工程实体精良，严格遵循所见即所得原则，在计算工程量方面具有明显优势6。表 2 CAD 模式和 MIN 模式工程量计算结果对比 材料类型 工程案例 CAD 模式（m2）BIM 模式（m2）差值（m2）差值百分比（%）保温材料 A 803.38 856.91-53.53-6.2 B 978.74 951.44 27.30 2.9 C 4771.66 4776.32-4.66-0.1 抹灰材料 A 1592.66 1563.30 29.36 1.9 B 1890.44 1873.65 16.79 0.9 C 6366.65 6355.32 11.33 0.2 饰面材料 A 1971.43 2121.22-149.79-7.1 B 1111.87 1175.75-63.88-5.4 C 297.24 303.05-5.81-1.9 3 BIM 模式工程量计算流程 BIM 模式的信息共享作用在传统的工程量计算过程中会受到限制，无形中降低了计算工程量的效率。工作流程是指以提高计算效率、降低建设成本为主要目的的工程项目参建方之间的职责、分工之间的协作关系。而工作协同、信息共享作为 BIM 技术明显特征，造价人员合理利用该特征，能化被动为主动，在事先提出要求，积极参与到工程量计算流程设计环节，合理控制工程量计算时间，加强计算准确性。但这种方法与传统的工作流程有很强的冲突性，以线性关系表现在传统的工作流程中，并且在整个流程中，各个项目的参与者之间有明确的分工、清晰的职责边界、各自独立的工作以及逻辑上的关系开始。例如，造价人员对工程量的计算必须在设计人员完成设计后才能进行，连贯性严重不足，而工程参建方之间的沟通也是建立在这种关系的基础上，造成孤岛工作状态在不同的工程团队之间发生，严重影响了整个计算效率7。因此，在建筑外墙装饰工程中，改善传统线性工作流程，以共享方式建立可有效提高日常计算效率的共同信息库，以确保工程量计算效率符合预期要求。同时，可利用 BIM 共享特征，优化传统工作流程，致使各参方能协同作业，随着设计方建立 BIM 模型，造价方能同步进行阶段性评审，并通过信息交流手段完善设计内容，解决传统工作中存在的问题。等到设计工作完成后，再将模型传输给施工方，由施工方根据工程施工要求和采购要求合理调整模型。项目结束后，造价方能收集相关数据，建立数据库，作为未来工程施工的参考数据8。4 总结 综上所述，在信息化时代背景下，建筑施工技术逐渐向数字化方向发展，给建筑行业带来不同程度的改变。基于此，本文将三种不同工程案例作为主要研究对象，从自动附带信息、计算效率、准确性等方面进行分析，研究 BIM 技术在建筑外墙装饰工程量计算方面的价值。参考文献 1王坚.基于 BIM 技术的柱构件钢筋算量研究以呼和浩特市赛罕区人民医院北住院楼为例J.工程造价管理,2021(3):72-76.2黄小灵,魏艺坚.BIM 建模与算量过程的分析以某 幼 儿 园 教 学 综 合 楼 为 例 J.砖瓦,2021(10):104-105,107.3陈智友,李雅婷.基于BIM的工程造价确定以广东省天河区某职业技术学院图书馆为例J.河南建材,2021(10):11-13.4李会静.BIM 技术在建筑工程造价管理中的应用评建筑工程造价J.工业建筑,2021,51(6):后插 6.5郝容.BIM 技术在工程造价管理中的应用研究-以某综合楼项目为例D.北京:北京化工大学,2021.6胡滨,张勇,刘颖,等.基于三维实景与BIM模型的土方工程分区调配方法研究C./第八届 BIM 技术国际交流会-工程项目全生命期协同应用创新发展论文集.2021:520-526.7罗伟,水滨.BIM 技术在武汉市轨道交通 12 号线双墩站初步设计阶段中的应用C./第八届 BIM 技术国际交流会-工程项目全生命期协同应用创新发展论文集.2021:295-298.8王文瑞.基于 BIM 技术的 EPC 建筑项目造价管理研究-以佛山西站项目为例D.青岛:青岛科技大学,2020.作者简介：作者简介：韦永丽(1986),女,壮族,广西柳州人,讲师工程师,本科,研究方向工程造价 基金项目：基金项目：柳州城市职业学院2022年度科研立项课题，乡村振兴背景下3D测图技术在农房外立面装饰计量中的应用研究（2022KYYB34）。