許永宏，張海兵，操 鋒

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北 武漢 430063）

在整個工程設(shè)計行業(yè)，工程算量是比較核心的部分，也是最為復(fù)雜的部分[1]。隨著BIM設(shè)計的日益增多，通過BIM設(shè)計模型進行工程量計算，效率更高，準(zhǔn)確性更好，便于應(yīng)用于項目全過程，控制工程建設(shè)成本?，F(xiàn)有的一些基于BIM設(shè)計的三維軟件中鮮有符合我國鐵路建筑工程設(shè)計階段算量的，因此，基于Revit的二次開發(fā)[2]被提上議程。

1 現(xiàn)狀

目前，基于三維模型算量的軟件大都源于國外，我國此類軟件較少，主要有魯班算量、廣聯(lián)達圖形算量、斯維爾算量等軟件，但這些軟件不能滿足設(shè)計階段鐵路站房工程算量的需求，需要進行二次開發(fā)，并且維護費用較高。此外，這些軟件的建模能力相對較差，其模型一般是從其他軟件模型中導(dǎo)入，存在模型幾何或?qū)傩詳?shù)據(jù)丟失的情況。

國外基于Revit的工程算量軟件不符合中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司（簡稱鐵四院）鐵路工程算量的數(shù)據(jù)模板，也無法直接導(dǎo)出適用于二維出圖的工程做法表和裝修表，并且Revit自帶的算量方法對模型的要求高，不符合各階段的鐵路設(shè)計，若借助第三方設(shè)計軟件進行算量，則存在數(shù)據(jù)丟失等情況。

近幾年，國家及鐵路行業(yè)均出臺了工程算量方面的指導(dǎo)意見，對Revit模型在建筑專業(yè)工程算量中的應(yīng)用提出了更高要求。因此，迫切需要在Revit的基礎(chǔ)上進行基于鐵路建筑專業(yè)工程算量的二次開發(fā)工作。

為更準(zhǔn)確地計算建筑專業(yè)的工程算量，需要從以下幾方面分析算量要求：一是模型自身的屬性信息，如面積、周長、體積等；二是根據(jù)用戶選擇進行計算；三是基于構(gòu)件實例和計算規(guī)則按個數(shù)、長度、面積等分類統(tǒng)計。在理清這些內(nèi)容后，即可整理出建筑工程算量的數(shù)據(jù)流（見圖1）。以BIM模型、鐵路站房標(biāo)準(zhǔn)工程做法、站房房間標(biāo)準(zhǔn)裝修方法為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于房間裝修和構(gòu)件2種方式得到適用于建筑專業(yè)的站房裝修表、站房工程做法表、站房施工數(shù)量表[3]。

2 解決方案研究及實踐

Revit是當(dāng)前建筑領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的BIM設(shè)計軟件。在設(shè)計階段，為節(jié)省算量建模時間，提高算量速度，避免模型導(dǎo)入導(dǎo)出導(dǎo)致信息不完整的問題，設(shè)計人員可直接在Revit中對建好的模型計算工程量，實現(xiàn)快速算量。當(dāng)前設(shè)計方的Revit設(shè)計模型，很多時候只是滿足設(shè)計人員需求，如果考慮算量的標(biāo)準(zhǔn)與要求，要在模型中體現(xiàn)真實的工程實體，會增加很多建模工作量。通常鐵路工程中對相關(guān)工程實體和裝修、建造工序均有專門的工程規(guī)范，只需指定相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，基于這些規(guī)范和計算規(guī)則可以減少算量建模，更快速地進行相關(guān)計算。

根據(jù)上述分析和建筑工程算量的數(shù)據(jù)流，總結(jié)鐵路建筑工程算量的解決思路，歸納為以下幾步：一是批量導(dǎo)入工程做法，且工程做法要滿足國家或地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；二是指定算量方式，依據(jù)算量規(guī)則進行計算；三是基于房間統(tǒng)計室內(nèi)裝修工程量，基于構(gòu)件統(tǒng)計門窗等工程量；四是標(biāo)準(zhǔn)模板導(dǎo)出功能，實現(xiàn)按照鐵四院鐵路工程建筑專業(yè)相關(guān)模板進行導(dǎo)出，因此要設(shè)置相關(guān)導(dǎo)出模板，然后按照模板的方式進行導(dǎo)出。基于建筑專業(yè)工程算量的解決思路和鐵路站房建筑專業(yè)設(shè)計員的使用習(xí)慣，總結(jié)出鐵路建筑工程量軟件功能層次結(jié)構(gòu)（見圖2），主要包括工程做法批量導(dǎo)入、裝修設(shè)置、工程算量、報表模板導(dǎo)出4個模塊。

2.1 工程做法批量導(dǎo)入

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《工程做法（05J909）》及地方標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)文件，結(jié)合鐵路站房設(shè)計工程裝修做法的特點，基于多年設(shè)計經(jīng)驗，形成行業(yè)內(nèi)規(guī)范的室內(nèi)裝修工程裝修做法命名標(biāo)準(zhǔn)，將行業(yè)涉及到的工程做法批量導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫?；赗evit的鐵路建筑工程算量軟件提供工程做法維護功能，可根據(jù)項目需要增加、修改工程做法，具體效果見圖3。基于數(shù)據(jù)庫可長期積累復(fù)用工程做法，形成統(tǒng)一的建筑裝修數(shù)據(jù)庫，為工程量統(tǒng)計、工程做法表及裝修表導(dǎo)出提供服務(wù)。

2.2 裝修設(shè)置

裝修設(shè)置以建筑裝修數(shù)據(jù)庫為基準(zhǔn)，以房間為單位，為建筑站房的樓面、踢腳、內(nèi)墻面、頂棚等匹配裝修的設(shè)計參數(shù)設(shè)置踢腳高度、計算系數(shù)等參數(shù)信息，界面效果見圖4。房間內(nèi)裝修方法具有不同的計算規(guī)則，通過設(shè)置裝修方法，建立裝修做法庫、房間裝修分類、裝修量計算規(guī)則三者間的映射關(guān)系[4]，為由三維模型生成二維出圖的建筑工程裝修表和工程做法表服務(wù)。

圖1 建筑工程算量的數(shù)據(jù)流

圖2 建筑工程量軟件功能層次結(jié)構(gòu)

圖3 工程做法維護界面

2.3 工程算量

為更精準(zhǔn)地進行算量，提供房間裝修量自動扣減計算和基于映射關(guān)系的構(gòu)件計算2種工程量計算方式，適用于建筑專業(yè)計算不同分項工程的工程量。

2.3.1 房間裝修量

針對建筑專業(yè)站房模型，基于以房間為單位的算量規(guī)則，計算房間內(nèi)樓（地）面、踢腳、內(nèi)墻面、頂棚等各部分裝修工程量，并自動進行必要的裝修量扣減，實現(xiàn)二維設(shè)計中手工扣減到三維模型中自動扣減的轉(zhuǎn)變，房間裝修量計算見圖5。

2.3.2 構(gòu)件計算

對于以自然計量表示的分項工程或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工程數(shù)量，依據(jù)鐵路建筑專業(yè)BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，基于Revit的鐵路建筑工程算量軟件可自動分類識別模型中構(gòu)件類別、名稱等信息，自動建立建筑專業(yè)分項、族類別、計算規(guī)則之間的映射關(guān)系，分類精準(zhǔn)統(tǒng)計工程量，計算示意見圖6。創(chuàng)新地實現(xiàn)基于構(gòu)件的交互式計算方式，便于更新構(gòu)件自動統(tǒng)計的建筑分項工程量，例如，針對樓梯扶手，用戶可交互選擇欄桿線條計算長度；針對幕墻，可交互選擇幕墻面以精確統(tǒng)計幕墻工程量面積。交互式計算方式可與構(gòu)件自動統(tǒng)計計算結(jié)果進行對比驗證和修正，從而提高軟件工程量計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖4 設(shè)置裝修方法

圖5 房間裝修量計算

圖6 構(gòu)件計算示意圖

圖7 建筑工程房間裝修表

2.4 報表模板導(dǎo)出

建筑專業(yè)站房房間裝修表、工程做法表、施工數(shù)量表具有特定的格式模板要求，依據(jù)出圖和工經(jīng)專業(yè)的要求制定標(biāo)準(zhǔn)，并按要求進行格式的導(dǎo)出，提高站房設(shè)計房間裝修表、工程做法表的出圖效率。

2.4.1 裝修表和工程做法表

基于裝修設(shè)置模塊指定的站房房間和工程做法之間的映射關(guān)系，一鍵導(dǎo)出供二維設(shè)計出圖的建筑工程房間裝修表，指導(dǎo)施工，建筑工程房間裝修表見圖7；根據(jù)裝修設(shè)置模塊的映射關(guān)系，以工程做法數(shù)據(jù)庫為基準(zhǔn)，一鍵導(dǎo)出供二維設(shè)計出圖的工程做法表，對裝修方法和國家標(biāo)準(zhǔn)參考進行詳細(xì)說明，指導(dǎo)施工，工程做法表見圖8。裝修表和工程做法表導(dǎo)出功能可解決建筑專業(yè)站房BIM模型無法直接生成裝修圖紙的問題，實現(xiàn)從手工到自動生成裝修表和工程做法表的轉(zhuǎn)變。

2.4.2 施工數(shù)量表

基于房間裝修工程量和構(gòu)件統(tǒng)計工程量，按建筑專業(yè)的模板項目類別統(tǒng)計施工工程量和具體做法，并提供工具對自動統(tǒng)計的工程量進行核算和修正，方便開展預(yù)算工作。施工數(shù)量表導(dǎo)出見圖9。

圖8 工程做法表

圖9 施工數(shù)量表導(dǎo)出

3 結(jié)束語

通過對建筑專業(yè)的工程算量軟件進行開發(fā)，統(tǒng)一工程做法，有效提高了建筑專業(yè)基于Revit的工程算量質(zhì)量，減少了工程量校驗次數(shù)；建立適用于站房室內(nèi)裝修設(shè)計的命名標(biāo)準(zhǔn)，形成標(biāo)準(zhǔn)裝修做法庫，對算量的規(guī)范化有一定指導(dǎo)意義；實現(xiàn)自動由三維模型生成出圖的建筑工程裝修表和工程做法表；實現(xiàn)以房間為單位自動扣減和統(tǒng)計各部分裝修量；創(chuàng)新地實現(xiàn)用戶可交互式更新裝修工程量。但是，由于建筑工程算量軟件對建筑設(shè)計模型精度要求較高，當(dāng)前設(shè)計模型存在不規(guī)范的情況，如模型的建模精度不統(tǒng)一，未達到設(shè)計階段計算要求；模型構(gòu)件命名不規(guī)范，導(dǎo)致精確統(tǒng)計工程量存在一些問題。今后將針對建筑專業(yè)模型，基于Revit開展模型校核方面的研究，以確保設(shè)計階段的模型符合建模規(guī)范[5-6]。