摘要：BIM作为国际主流的信息构建模型，其与装配式建筑具有先天协调性。以装配式混凝土建筑为对象，基于模块化理论和BIM的标准精度要求，将BIM标准装配式建筑消耗量定额现行工程量清单规范进行对比，找出3种不同情况下的处理方式，从而建立了基于BIM的工程分解结构。从项目编码、项目名称、项目特征、计量规则和计量单位5个方面建立了不同结构层级所需要表达的工程量内容。对BIM在我国装配式建筑造价管理的应用和装配式建筑工程量清单的后续深入研究具有一定借鉴意义。

随着建筑业的转型升级，装配式建筑逐渐成为建筑工业化信息化的代表。在装配式建筑造价管理中，作为主要层面的工程计价多以增量成本法和补充定额法为主，但这些计价方式仍采用我国现浇施工下的工程量清单，以体积为报价单位，无法真正满足以构件为基本单元的装配式建筑的计价需要。BIM（BuildingInformationModeling）作为国际主流的信息技术工具，其模块化的特点与以构件为基础的装配式建筑具有先天协调性。

国外最早对装配式建筑的造价管理主要集中在构件参数标准进度控制规范管理流程等方面。运用BIM对装配式建筑进行造价管理会在一定程度上取得经济和社会效益。朱敏等认为运用BIM可以形成预制构件库从而优化模型。张莹莹认为通过Revit的计算，把模型构件按照信息属性进行筛选、汇总，并通过函数计算，可以优化控制装配式建筑的成本。在BIM计量方面，面对BIM和我国工程量清单计量规则的差异，林韩涵等通过ODBC开发算量插件，进而修改Revit中的计量规则。安培等选择将Revit的结果通过GCL插件导入广联达对应的GCL算量软件中。这些方式没有从根本上解决BIM计量规则与我国现有工程量清单的根本差异。对具体如何建立BIM下的工程量清单，谢思聪等以案例研究得出了以构件为单位，分别按类型功能材料和费用列项的多层级工程量清单。高东东等通过Revit二次开发提取模型构件的属性信息，实现模型构件与清单子目的自动匹配关联，从而直接在Revit自动计算出工程量，进而输出符合我国清单规范的工程量清单。国内外的研究较少通过对BIM本身，研究如何对我国现有工程量清单进行模块化分解，从而建立基于BIM的装配式建筑工程分解结构。

本文通过构建基于BIM的装配式建筑工程量清单，从根本上解决了BIM与我国现行工程量清单在结构分解方式计量规则等方面的差异，消除信息孤岛，对加入国际BIM信息化主流装配式建筑的造价管理和建筑业的健康发展均具有理论和现实意义。本文选取的结构形式是混凝土结构。

1理论基础和必要性

1.1理论基础

在构建基于BIM的装配式建筑的工程量清单分解结构时，一方面通过模块化理论对装配式建筑各模块的来源上下模块和模块之间的关系结构进行界定；另一方面BIM的IFC标准及信息精度也是本文研究的重要理论支撑。

（1）模块化理论。模块化指的是对每个可以独立进行设计的子系统进行分解和整合，从而构筑复杂产品或者解决业务的过程。模块化分为“模块分解”和“模块集中”。以产品为例，“模块分解”通过对产业链进行分解调整和外包，将复杂的产品分解为可独立进行设计的许多半自律性系统（模块）。模块生产商确定这些模块的适用范围和主要功能，选择性地将模块外包给模块供应商，供应商可以对模块进行集中化生产，并将生产中的问题反馈给生产商。“模块集中”指的是按照某种联系和规则将子系统整合起来，从而形成更加复杂的系统或产品的过程。模块化的战略框架如图1所示。本文将通过模块化理论对装配式建筑的结构划分进行分析。

（2）BIM理论依据。IFC（IndustryFoundationClasses）是由国际协同产业联盟IAI发布的对工程项目的数据资源进行收集处理和交换的BIM标准。IFC标准自下而上依次为资源层核心层共享层和领域层，分别定义不同精度的信息。我国《建筑工程设计信息模型交付标准》定义了工程不同阶段所应该包含的计价信息。投资估算阶段设计概算阶段和施工图预算阶段分别对应LOD（LevelofDevelopment）LODLOD的信息精度。本文对装配式建筑不同层级的工程量清单进行信息表达时，都以IFC标准和《建筑工程设计信息模型交付标准》的信息精度为基础来进行。

1.2必要性

（1）装配式建筑计价存在的问题。目前我国装配式建筑的计量规范不全，现有的《房屋建筑与装饰工程计量规范》虽然有构件的清单子项，但不能全面反应出装配式建筑所有内容，项目特征描述中对装配式建筑的工艺和质量问题也未能全面说明，从而导致计价存在困难。而且装配式建筑以构件为基本单位，构件的费用已经包含该构件的人材机措施等费用，目前的计价方式将构件的价格记为材料费，仍更多地采用现浇下的计价方式，从长远来看不能适应装配式建筑的发展方向。

（2）BIM应用的必要性。目前BIM应用在我国装配式建筑计价方面的困难，从根本上来看，在于BIM的Revit标准与我国的计价数据标准不同，在数据交互方面存在困难；从工程量清单的结构来看，其分解方式和结构子项存在差异；从工程量清单内容来看，BIM的项目编码设置，计量规则中构件扣减规则，构件的名称等都与我国现行工程量清单有出入，无法更好地适应我国建筑业计价规范。

我国在BIM计量方面有开通应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface，API），采用开放数据库互联（OpenDatabaseConnectivity，ODBC）和直接从BIM输入工程量的方法。但这3种方式都存在不足。运用API和ODBC的方式，在数据共享和传输方面存在着信息可能丢失的问题，而通过BIM直接输出工程量，在构件相交时的扣减方式与计量方式不同，需要造价人员进一步处理。因此，将BIM应用于装配式建筑的计价，能够从根本上打通BIM与国内工程量清单计价的渠道，在推动装配式建筑的精细造价管理方面具有实践意义。

2工程量清单的结构和内容构建

本文清单采用的是多层级的清单结构模式，且只针对实体项目而言。

2.1工程量清单的结构建立

2.1.1构建工程量清单的研究思路

为将BIM装配式建筑工程量清单三者有效衔接起来，需将三者所对应的分解结构进行对比分析，从而根据项目情况进行不同的处理。我国目前这三者工程分解结构标准分别是第三部国家BIM标准—《建筑信息模型分类和编码标准》（GB/T-），我国现有工程量清单分解结构《房屋建筑与装饰工程工程量计量规范》（GB-）和住建部印发的《装配式建筑工程消耗量定额》。在分类对比之前，要依据模块化的理论奠定分解结构的基础。建立基于BIM的装配式建筑的工程分解机构的思路如图2所示。

2.1.2模块化理论的应用

在对装配式建筑模块分解时，首先要基于模块化理论对装配式建筑中模块的来源母子模块的分解关系模块制造过程进行研究。其应用层面主要是产品结构的模块化，产品制造过程的模块化和采购分包的模块化。

（1）产品结构的模块化是将装配式建筑按照不同的功能生产模式进行分解。在《建筑工程信息模型应用统一标准》中，建筑信息模型分为工程地质勘察建筑地基基础结构给水排水供暖通风与空调智能化消防装饰装修风景园林等任务信息模型。而工程地质勘察风景园林在现行工程量清单中一般不计入主体建筑中，地基基础可以合并在结构中。所以可以依然按照模块化理论将装配式建筑分为九大模块。

（2）产品制造过程的模块化是对装配式建筑的构件按照生产工艺和方式的不同进行加工和制造的过程。其中，结构模块分为基础和预制混凝土结构。预制混凝土结构往下分为预制柱预制梁等，预制柱分为预制框架柱和预制剪力墙暗柱等。

（3）产品制造可以通过采购分包或者加工制造的方式。一方面，施工单位确定这些预制构件的功能并外包给构件承包商，模块供应商按照各自的设计参数和标准进行制造，即采购分包的模块化；另一方面，这些预制构件又可以进行再分解和生产制造，比如预制柱需要钢筋混凝土等各种材料和人工机械，制造这些预制框架柱（子模块）的过程即加工制造的模块化，若干个子模块按照规则组装就是新的产品集成。其主要应用思路如图3所示。

2.1.33种分解结构的对比分析

以“结构”部分为例进行对比，如图4所示。从对比的结果来看，存在3种项目对应关系。

（1）具有相同的分解结构的项目。对于预制混凝土梁板柱的项目，三者是完全可以对应的，所以这部分项目直接按照预制混凝土梁板柱的情况进行保留。

（2）具有可合并分解结构的项目。装配式建筑定额中嵌缝打胶对应BIM标准的“结构缝”项目；现行工程量清单计价规范中的螺栓和铁件是属于BIM标准“预埋及吊环”项目下，所以这部分项目可以进行合并。

（3）无对应分解结构的项目。一是在BIM结构分类中没有，但可以在BIM中体现出的项目中，比如“现浇混凝土基础”没有在BIM结构分类中，但能在BIM标准的“地基基础”中体现，这种项目不需要建立新的分类；二是BIM结构分类中没有，但可以通过建模做出来的项目，比如“预制混凝土楼梯”，这种项目直接在结构分类中增加即可；三是既找不到对应项目，又无法通过建模得到的项目，这种主要是措施项目，本文不做讨论。

2.1.4建立工程量清单结构

根据本文对比分析结果的处理，建立出的工程清单分解结构（以结构为例）如图5所示。

2.2工程量清单的内容要素设置

（1）项目编码设置。《建筑信息模型分类与编码标准》中编码以数字形式表示，不同层级间用“.”相连。一级编码直接按照标准中“10”，“20”等依次对应九大模块。《建筑信息模型分类与编码标准》中二级编码以“20.20”代表装配式建筑混凝土结构工程，但二级编码已经可以代表梁板柱等构件，所以本文二级编码后面需要在原标准编码下增加2位。三四级编码接在前一层级后面加2位从而区分不同的种类。编码设计的范例如表1所示。

（2）项目名称描述。BIM中一般以构件的拼音首字母缩写加上数字序号或者尺寸来进行命名，字母与数字间以“-”相连。如对“*”的预制混凝土矩形柱，命名方式为“YJXZ-*或者YJXZ-01”。对于非预制构件进行描述时，可以用“全称+做法”的方式，如“水泥砂浆地面-楼地面1-”。

（3）项目特征表达。项目特征需要满足不同的BIM精度要求。一级项目特征展示其大致设计需求和功能即可；二级项目特征需要描述构件的几何和物理特性，如信息较少，也可以依据IFC对信息进行扩展；三级项目特征的描述需更为详尽，能够让发包商编制招标控制价和承包商投标报价。以预制混凝土柱为例，各层级项目特征如表2所示。

（4）计量单位设计。初级结构中主要进行项目估算，计量单位用“mm2m3台组”等表示建筑面积或者机械设备的个数。次级结构主要进行项目概算且已经开始计算预制构件的工程量，在《装配式建筑工程消耗量定额》中，预制构件的单位有“个”和“m3”，所以这一层级要增加“个套台组”等来表示预制构件。三级结构已经包含所有种类的子目，基本上所有单位都有。

（5）计量规则设计。Revit中不同构件重叠时，其工程量扣减方式不同，主要表现在墙，板，柱，梁之间。Revit的体积扣减规则为“板墙柱梁”，两者重叠时候前者扣减后者。而我国《建设工程工程量清单计价规范》中构件体积扣减规则为“柱梁板墙”，两者重叠时前者扣减后者。对比两者计算规则，得到表3，其中数字代表在扣减工程量时的优先级顺序（1代表优先级最高，当出现与其他构件重叠时候，1的工程量首先不被扣减）。

3案例分析

3.1BIM建模

本文案例选取工程是一个地下3层，地上20层的装配式混凝土建筑（其中有13层是标准层）。如图6是该建筑的BIM模型。

3.2工程量清单的内容设置

（1）项目特征参数和项目编码。选择其中一个构件，选择“新建参数”-“共享参数”，选择“新建”，参数里面可以找到“项目编码”并选择，如何选择参数如图7所示。

（2）选择完共享参数类型后，选择参数类型。对项目编码来说，参数类型选择“文字”，如图8所示。按照前述，以装配式混凝土板为例，可以输入“20.20.05.04”。

（3）BIM中项目名称的设置。对类型名称进行修改，首先选择“编辑类型-复制”，就可以对构件的类型名称进行修改。以预制混凝土板为例，将名称由“BLB3-A”修改为“YLB-01”。图9所示为修改构件的类型名称示例。

3.3输出工程量清单

在“视图”中选择“明细表-常规模型明细表-建筑构件明细表”。将需要导出的工程量清单项目的所有参数添加到“明细表字段”中。以预制混凝土板为例，依次添加“项目编码”“族”“截面类型”“混凝土强度等级”“砂浆配合比”等。选择“导出”，即可得到模型明细表，也就是需要获得的工程量清单。如图10为导出后的明细表示例。

通过该案例可以看出，运用BIM可以对构件的编码名称等特征进行描述从而进行计量信息的扩展，最后导出工程量清单。由于本案例是完全在Revit下进行的，所以输出的工程量也是按照BIM计量规则的净量，从而真正打破了BIM计量与我国现行计量规则的差异界限。该案例说明本文研究的基于BIM的装配式建筑的工程分解结构是可行的。

4结语

本文以装配式混凝土建筑为对象，建立了基于BIM的装配式混凝土建筑的工程分解结构，从根本上提供一个解决BIM计量方式与我国工程量清单计价方式差异的思路，并对工程量清单的内容进行了表达，通过案例研究表明，运用BIM建立一个装配式建筑工程量清单的方式是可行的。本文构建的新型工程量清单为装配式建筑的计价人员提供了一定参考。然而本文建立的工程量清单需要大量的实际工程去验证，后期需要及时跟进建筑市场装配式建筑的发展，未来研究中还可以建立装配式建筑的BIM协同管理平台，以提高我国装配式建筑的发展水平。

来源：工程管理学报