BIM技术应用于房建工程计量管理中的关键问题研究

本文是一篇工程管理论文，本文基于BIM技术、IFC标准及工程计量相关理论，进行了房建工程BIM模型信息不完善和BIM计量规则与清单计量规则不统一两个关键问题的研究，旨在解决我国工程计量管理过程中BIM技术应用的缺陷及问题，促进BIM技术在房建工程计量中的有效应用。

1绪论

1.1研究背景和意义
1.1.1研究背景
近几年计算科学技术发展迅速，建筑信息模型应用技术在工程领域脱颖而出，以信息化为基础的造价管理模式逐渐成为一种新趋势。近年住建部发布的多个文件中均强调了应用BIM技术的重要性：《十二五”发展规划》中提出“十二五”期间建筑业要基本实现建筑企业信息系统的普及应用，首次将“加快建筑信息模型、基于网络的协同工作等新技术在工程中应用”列入发展目标，指出了BIM技术应用的发展方向；在《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》中再一次将BIM列为支撑行业产业升级的核心技术，将通过BIM技术重点发展来改进传统的生产与管理模式；《2016－2020年建筑业信息化发展纲要》规划了“十三五”时期的BIM应用目标，即全面提高建筑业信息化水平，加强建筑业数字化、网络化、智能化的应用能力，集成大数据、移动通讯、云计算、物联网等信息技术。2017年住建部印发的《工程造价行业“十三五”规划》中首次将BIM技术应用与工程造价管理相结合，为进一步推动BIM技术在工程造价中的应用指明了方向。
在造价管理方面，BIM技术对造价管理同样有着革命性的推动作用。随着建筑行业的不断发展，工程施工难度日渐增加，工程造价管理难度也在逐渐增大，现阶段许多造价管理方法已经不再适应时代的发展。目前工程计量方式是造价人员在熟悉图纸和相关资料后，依据清单计量规范或定额工程量计算规则，利用图形算量软件进行人工建模，再通过软件对所建模型的工程量信息进行提取；在复杂的建筑构件计量方面，配合手工计算。在这个过程中，产生计算错误的风险较高，这导致了工程造价计算的不确定性，进而可能阻碍造价管理的发展进程。
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1.2研究内容与方法
1.2.1研究内容
论文共分为7章。每章的主要研究内容与各章之间的逻辑关系如下：
第1章：绪论。本章阐述了本研究的选题背景、目的及意义，并对国内外BIM的应用情况、BIM在工程造价和计量方面的研究情况进行了评述，然后结合本文内容简要介绍了论文的研究内容、研究方法及技术路线。
第2章：BIM技术及工程计量相关理论。首先介绍了BIM技术概念及相关数据结构，其次分析了IFC标准内容及相关数据架构，最后总结了工程计量概念、原理及规范，为后续章节奠定理论基础。
第3章：BIM技术在房建项目工程计量中的应用现状及关键问题分析。本章先从我国工程计价模式和工程计量技术的发展入手，剖析出现阶段清单计量模式及计量工具存在的诸多问题。通过对BIM技术在工程计量方面的应用现状进行分析，总结出BIM计量的优势，可有效解决现存的部分计量问题。但BIM直接计量也存在一些阻碍，通过对现存问题及原因细致分析，总结出BIM计量现需解决的BIM模型信息不完善、BIM计量与清单计量规则不统一两大关键问题。最后客观对上述两个关键问题进行改进分析，为本文后续章节的开展提供了思路、奠定了基础。
第4章：基于IFC标准的BIM模型构件计量信息扩展研究。本章主要解决了BIM模型在工程计量中信息不完善这个关键问题。首先站在工程计价的角度，分析BIM技术进行工程计量所需的信息类别。接着对模型构件的划分标准、构件编码以及构件信息参数化设计方面进行细致分析，研究出了各类信息与构件的对接内容。最后通过对IFC标准的分析，结合BIM模型的数据结构，提出了BIM模型的信息扩展方法，实现了构件数据信息的扩展。
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2２BIM技术及工程计量相关理论

2.1BIM技术应用原理
BIM技术是伴随着信息技术在建筑业深入运用而产生的数字信息化虚拟建造技术。通过BIM模型的数据集成管理，实现信息的储存和共享功能。BIM模型以数据库技术为信息共享基础，以三维数字技术为手段，将三维模型与几何形状信息、非几何形状信息进行有效关联，通过数字信息仿真来模拟建筑物所具有的各类信息，完成对实际建筑工程项目实体的数字化、虚拟化表达。BIM技术是实现建筑工程信息化管理的重要手段，它以模型为核心，根据建筑工程设计及施工管理的需要进行各类信息的集成、加工和处理，完成数字信息的综合管理和运用。BIM技术应用推进了建筑行业的信息化水平，与数字建造技术、虚拟现实技术、人工智能技术等有效结合，实现了工程项目的数字化、立体化、清晰化表达。
2.1.2BIM技术应用特点
随着BIM技术应用的逐步深入，这项技术的各个特点也日渐明显，主要包括可视性、协调性、共享性、模拟性等方面，简要如下：
1）可视性BIM技术应用最为突出的一个特点就是可视性功能强，将建筑物以三维仿真形式进行表达，建筑、结构、机电等各个专业以三维形式进行展示，使应用人员能够清晰的看到模型构件的位置关系，有利于工程问题的分析和处理。模型可以贯穿于项目的全生命周期，将建筑的设计理念、整体效果通过可视化方式进行有效的传达。
2）共享性
BIM技术应用的基础是信息的集成和共享功能，模型有效地将各类信息进行收集和储存，建筑工程实施各方可以基于模型进行信息共享，通过设计不同人员的访问权限实现分类管理。同时，不同BIM软件之间也可以基于IFC标准进行文件交互共享，BIM模型的组合和拆分就是建立在共享功能的基础上，这有利于BIM模型信息架构的搭建和管理。
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2.2IFC标准相关理论及特点
IFC标准为建筑信息模型（BIM）数据提供了数据架构和文件交换格式，它是目前最全面和最详细的建筑物信息描述规范。自1997年以来，已经更新迭代多个版本，目前最新版本是IFC4，如图2-3所示。IFC标准代表了BIM数据的开放国际标准，为支持建筑设计、建筑施工和建筑运维的各类软件的协同工作而建立，致力于实现在不同软件之间BIM数据共享和交换。它为各类BIM软件进行数据交换提供统一标准，同时也对BIM模型的内部数据架构和表达提供了示范、明确了要求。开发人员充分利用了面向对象设计和分析方法，通过若干原则和一个总体框架将各类信息进行了整合和组织，形成了基于EXPRESS语言的建筑数据架构。它涵盖了建筑各个领域在全生命周期内的各方面信息，既包括可以实际存在的类型概念及信息（如梁、板、柱等），也包括诸如空间、计划、组织等抽象概念及信息。

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6基于BIM技术的工程计量案例应用研究

6.1项目简介及计量设计
6.1.1项目简介
案例选用的是一个公建项目，设计阶段完成能够进行工程计量的BIM模型，项目基本信息如表6-1所示。

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7结论

7.1研究结论
本文的研究工作和主要研究结论如下：
（1）深入分析了BIM技术及IFC标准的数据结构，提出了BIM模型信息扩展的方法。在详细研究了IFC标准数据结构的基础上，根据BIM模型的数据结构特点，结合工程计量信息需求类别，研究出了两种适合BIM模型信息扩展的方法，解决了BIM模型工程计量信息不完整的问题，为BIM计量奠定了技术基础。
（2）研究了基于BIM的工程计量模式，提出了清单计量规则和BIM计量规则的改进方法。在对现阶段工程量清单计量规范细致分析后，结合行业和BIM发展对工程计量的实际需要，提出了清单计量规范的改进方法。为了满足工程计量需要，通过对BIM建模规则的分析、改进，提出了适合工程计量需要的BIM计量规则改进方法，解决了BIM计量与清单计量规则不统一的关键问题，为BIM计量奠定了理论基础。
（3）完成了基于BIM技术的工程量清单构建。在对BIM模型信息扩展、BIM模型计量规则和清单计量规则改进的基础上，创建了基于BIM构件的工程量清单，并完成了构件信息的定义和说明。同时分析了该清单的应用方式、特点及实际意义，为实现基于BIM模型的工程计价模式奠定了数据基础。结合实际工程案例构建了BIM计量模型，梳理了工程计量流程，输出了基于BIM构件的工程量清单文件，为后续BIM计量管理平台的研发奠定了理论基础。
参考文献（略）