BIM在地铁安装工程算量中的实际应用

倪潇宇  江君  张绍波  陈怀伟

摘要：近几年来，城市地铁在全国快速发展，本文以杭州地铁2号线一期工程西北段车站丰潭路站设备安装及装修工程为实例，分析了BIM技术在地铁安装工程算量中的应用情况，结果表明BIM技术建模能快速、准确的获取整个项目的工程量信息，大幅度提高造价工作人员的工作效率。同时探讨了目前BIM技术算量存在的问题，并作了展望。

关键词：BIM技术；地铁安装；工程量

Abstract   In recent years, the urban subway rapid development throughout the country, this paper takes a phase of the northwest section of hangzhou metro line 2 stations (including interval) equipment installation and decoration engineering as an example, analyzed the BIM technology application in the subway installation project to calculate the amount, the results show that BIM modeling technology can fast and accurate export the entire project quantity, raise the work efficiency of staff cost. At the same time discusses the current problems of BIM technology to calculate the amount, and the future.

1、地铁安装工程算量的现状

近年来，我国已进入了城市地铁的快速发展期。据统计，我国自20世纪90年代开始轨道交通建设，截至目前，已开通运营的城市共22个，运营总里程3100km。至2020年，规划开通运营城市将达40个，运营总里程达8500km。地铁是公共建筑领域比较复杂的一项工程，而安装工程是地铁中最复杂的一步。地铁安装工程中不仅包括一般民用建筑中的通风空调、消防与给排水、建筑电气，而且还涵盖了铁路系统中通信、信号、综合监控、安全门、自动控制、电扶梯等各类专业系统^[1]。一般一个地铁站就包含了十几个专业系统，上百种仪器设备，而同一种仪器设备又有多种不同的型号规格。因此，整个地铁安装系统的复杂程度是可想而知的。

传统的工程量计算需要各个专业的设计师或者工程师根据图纸进行人工计算，不仅繁琐，计算难度大，耗时多，对算量人员的专业水平要求也很高。但是BIM技术的出现，打破了这种传统的计算量方式。根据BIM模型，能快速获取正确的工程量信息，避免人工误差，大大的提高了工作效率。

2、BIM 技术的介绍

BIM，即建筑信息模型( Building InformationModeling) ，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。通俗一点讲就是，把原本用图纸才能表达设计的建筑物，用三维模型动态展示。大到高耸入云的摩天大楼，小到地下管网的一颗螺丝钉，都能通过BIM模型进行虚拟展现，与真实场景分毫不差。同时，从设计、施工到运营、维护，甚至是改造、拆除，每一个阶段的数据都能通过BIM保存下来，就仿佛人体中的DNA，精确组合、准确表达，并能通过数据挖掘、精细分析^[2]。

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。设计方可以利用BIM 数据库实时发布变更，验证设计效果，避免设计方案冲突。施工方可以利用其三维数字模型加上计算机软件的数字处理进行工程量统计，造价预算，管线碰撞检测等等。建设方可以通过对数据库的更新和获取实现信息化变更发布，投资预算等。运营维护人员可以通过对数据库的更新和获取实现设备、管道、线路的信息查询和运营维护信息的记录。由于其三维模型的可视化，即所见即所得的良好界面，可以真实反映一个工程的实际情况，从而能使工程的相关方都能利用。

3 、BIM技术应用实例

3.1项目概况

杭州地铁2号线一期工程西北段车站（含区间）丰潭路站位于丰潭路与文二西路交叉路口，车站横跨丰潭路口，沿文二西路东西向布置，如图1所示。车站主体结构为地下二层岛式车站，车站总长177.15米，总宽20.10米。车站总建筑面积为10542.56㎡，车站主体建筑为7357.06㎡，车站附属建筑面积3185.50㎡，共设4个出入口，2组风亭。项目包括通风空调系统、给排水与消防系统、低压配电照明系统、设备区装修、公共区装修、出入口装修六个系统。

 

3.2建模算量

浙江省机电设计研究院有限公司是浙江省内机电行业规模最大的综合性科研设计单位之一，自2012年开始组建BIM 团队，先后完成了杭州地铁1号线下沙江滨站工程、浙江泰普森休闲用品有限公司户外用品项目工程、兰州理工大学温州科技园建设工程、杭州地铁2号线一期工程西北段车站（含区间）学院路站~丰潭路站工程等项目的BIM 建模工作，用BIM 技术完成了模型构建、工程算量、日照分析、能耗分析、碰撞检查、施工交底以及现场维护等工作，拥有丰富的经验。

公司通过BIM软件对该项目进行建模，得到车站初步主体建筑模型。经过三维碰撞检查、施工技术交底之后，分析项目在实际施工中可能出现的问题，在与业主、设计方和施工方沟通协调后，得到优化后的车站主体建筑模型，如图2和图3所示。在此基础上，通过BIM软件内置的算量系统输出各分区机电安装的工程量。

 

 

3.3 量化分析

地铁安装工程所涉及的专业面广，本站仅通风空调系统、给排水与消防系统、低压配电照明系统、设备区装修、公共区装修、出入口装修六个系统涉及的分部分项就近1300项，材料及设备类型、数量繁多。若通过人工算量，安排通风专业、给排水专业、动照专业、装修专业工程师各一个，预计至少需要一个星期才能完成算量工作，耗费大量的时间、精力和财力，效率低且容易出错。

而BIM软件内置的算量系统可根据设备、材料的类型、规格型号等生成明细表，并包含了大量附加信息，如供货厂商、技术参数、价格等，大大提高了工作效率并保证数据的准确性，也为后期维护提供了便捷。如图4所示为给排水系统的部分材料明细表，材料根据类型可分成水管、水管绝热、阀门管件等，水管又可根据尺寸、用途、材质等得到相应的长度。与人工计算相比，更快速更便捷更精确。而每个专业都可生成相应的明细表，就算是一个专业知识不太全面的人，也可在3~4之内就能把6个系统的工程量都整理成所需要的工程量清单。从设计完成到统计清单时间，整整节约了近85%。

 

3.4 存在的问题

虽然BIM技术在优化项目，提高效率上占一定的优势，但是同时也有存在一些问题，具体体现在如下几个方面：

（1）协同操作性难。

虽然在算量时，只需用BIM软件内置的算量系统导出工程量即可，但是在BIM建模期，需要一定的人力和时间。但目前BIM人才较少，特别是复合型人才匮乏，加之地铁安装工程涉及的专业多，如果参与人员增多，专业接口相应增多，会造成管理复杂，信息难闭环或者流失严重，容易造成重复和浪费。

（2）行业标准不完善，信息无法集成。

由于BIM软件还处于开发推广阶段，软件应用的主要模式，是依靠设计单位给出的相关图纸及文件，画出相应的模型，输出工程量。但是由于BIM软件输出的工程量并不是完整规范的工程量清单，所以还需要与合同工程量清单作对比，并将导出的工程量二次计算填到对应的清单项。这样往往会有一定的出入，主要有以下几点原因。

a)由于BIM工程量的分组方式与合同清单不同，导致数量合并有所出入。如图5所示，为合同内搪瓷钢板的部分清单。清单中的搪瓷钢板是按站厅入口、门等不同位置划分，而图6所示的BIM导出的搪瓷钢板工程量中，并没有划分的如此详细。所以还需要工程师根据清单中项目特征进行细化，增加了工作量。

 

b）一些工程量在实际BIM模型制作中能体现，却难以计算。

如图8所示，BIM模型导出的管道绝热的部分工程量，由于实际使用数量小，计算结果都为0。又如清单项中的化粪池、砌筑井和混凝土井等，在清单中是按座计算，但在BIM模型中，虽然能建模型，但是导出工程量只能以钢筋混凝土的量计算，如果按单位座来统计数量，需要对其进行定义，远远不如人工算量来的快捷。

 

 

 

（3）模型深度不够。

丰潭路站6个系统的工程量虽然基本都能通过建模获取，但是由于Revit软件原因，动照系统中的电缆无法进行建模，只能通过对Revit软件进行二次开发，才能进一步对电缆进行建模算量。

4 、总结与展望

从该工程应用案例中，我们可以看出BIM技术在地铁安装工程算量中具有很大的优势，但整体而言，远远还未发挥出其价值。未来深层次的发展，还需要不断的应用和研究来推动。从目前地铁安装工程算量的BIM应用实例出发，研究探讨BIM应用的现状以及存在的问题，思考解决的思路，为其在我国的广泛应用提供重要的基础研究资料。对于进一步促进BIM技术在工程算量中的应用具有理论和现实意义，同时也将促进BIM技术在工程算量应用中发挥其更大的价值。

参考文献

[1] 于金勇，林 敏.BIM技术在地铁安装工程中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2013，5（2）：86-91

[2] 徐睿.BIM技术将颠覆传统工程建设领域[N].中国经济时报，2016（08） 

 浙江省轨道交通建设与管理协会