基于BIM的裝飾工程量計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法研究

康笑語

(廣州市弘凱房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510030)

0 引言

在我國，目前普遍采用手工算量和圖形算量計(jì)算裝飾工程量，完成這項(xiàng)工作需要花費(fèi)大量的時(shí)間，相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示成本管理人員有50%～70%的時(shí)間花費(fèi)在算量工作上[1]。隨著BIM技術(shù)的日益成熟，建筑領(lǐng)域開始研究BIM技術(shù)在裝飾工程計(jì)量上的應(yīng)用，在市場上也出現(xiàn)了一些BIM算量工具。我國的算量軟件廠商廣聯(lián)達(dá)、魯班推出了兼容BIM建模平臺(tái)的算量工具，通過將BIM模型導(dǎo)入自家算量軟件來做算量；另外，一些軟件公司也研發(fā)了基于Revit平臺(tái)的算量插件，比如：新點(diǎn)比目云5D算量、isBIM算量、晨曦算量。然而，使用這些BIM算量工具只可以計(jì)算出部分裝飾工程量，實(shí)際工作中尚須結(jié)合大量的手工計(jì)算來完成裝飾工程算量。

從已有的BIM算量研究來看，相關(guān)研究仍局限在土建算量方面。張春影等[2]研究證明在正確使用BIM建模軟件創(chuàng)建BIM模型的基礎(chǔ)上，可以直接、快速并準(zhǔn)確地計(jì)算出工程量；裴艷等[3]對(duì)比了國內(nèi)幾種BIM算量工具，證實(shí)基于BIM設(shè)計(jì)軟件的二次開發(fā)算量軟件在工程量計(jì)算中更具優(yōu)勢；王茹等[4]利用二次開發(fā)技術(shù)對(duì)Revit模型構(gòu)件體積扣減規(guī)則重置，提取出項(xiàng)目工程量，證實(shí)了基于Revit平臺(tái)工程量提取本地化的可行性。

1 裝飾工程計(jì)量的內(nèi)容

建筑裝飾工程是指經(jīng)過細(xì)心的裝飾設(shè)計(jì)、施工與目標(biāo)管理等一系列建造活動(dòng)，在建筑物表面，對(duì)其各個(gè)不同部位施以不同裝飾材料進(jìn)行裝點(diǎn)修飾，滿足人們生活功能和視覺審美功能等需求的系統(tǒng)工程[5]。根據(jù)GB 50854—2013《房屋建筑與裝飾工程工程量計(jì)算規(guī)范》，裝飾工程可分為7個(gè)分部工程，見表1。

表1 裝飾工程計(jì)量項(xiàng)目類別

(續(xù))

2 基于BIM的裝飾工程算量工具的優(yōu)缺點(diǎn)分析

基于BIM的裝飾工程算量工具有兩大類，其對(duì)比見表2。

表2 兩類BIM算量工具的對(duì)比

第一類是基于Revit平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)的算量插件，目前市場上該類算量工具的代表產(chǎn)品有新點(diǎn)比目云5D算量、isBIM算量、晨曦算量、斯維爾三維算量for Revit等，這類算量插件的實(shí)現(xiàn)流程大體一致。以新點(diǎn)比目云5D算量為例，其先根據(jù)自定義的映射規(guī)則，通過匹配族名，將Revit模型轉(zhuǎn)換為算量模型；然后，依據(jù)插件內(nèi)置的計(jì)算規(guī)則計(jì)算出工程量。這類插件最大的優(yōu)勢在于其在Revit平臺(tái)上進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了與Revit的無縫對(duì)接，避免了模型在不同軟件轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟失和信息失真的問題。但是，也正由于其是基于Revit進(jìn)行再次開發(fā)的，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求較高，模型較大時(shí)，算量速度會(huì)受到很大限制。

第二類是算量軟件，即利用Revit插件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將Revit模型導(dǎo)入傳統(tǒng)算量軟件平臺(tái)進(jìn)行算量，我國的傳統(tǒng)算量軟件廠商，如廣聯(lián)達(dá)、魯班便是采用這種方式。以廣聯(lián)達(dá)的GFC插件為例進(jìn)行分析，首先，在Revit中運(yùn)行GFC插件，將Revit模型轉(zhuǎn)換為廣聯(lián)達(dá)GCL軟件可以識(shí)別的數(shù)據(jù)格式；其次，在GCL軟件中完成所有的算量操作，這種方式對(duì)廣大造價(jià)人員來說省去了創(chuàng)建算量模型的時(shí)間，也無須再另外學(xué)習(xí)軟件操作，算量工作不是在Revit平臺(tái)上進(jìn)行的，即使模型較大，算量速度也不會(huì)受到太大的影響。其最大的劣勢在于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中可能發(fā)生數(shù)據(jù)丟失和失真，需要人工檢查和修改模型。

將這兩類BIM算量工具用于裝飾工程計(jì)量，從算量的準(zhǔn)確度、效率、實(shí)現(xiàn)程度三個(gè)方面進(jìn)行分析如下：

(1)算量插件可依據(jù)相應(yīng)的模型檢查規(guī)則檢查模型，極大程度減少模型質(zhì)量對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響。另外，可允許用戶自定義計(jì)算規(guī)則，三維查看計(jì)算過程，自動(dòng)導(dǎo)出符合規(guī)范格式的工程量清單。此類插件可以基本滿足土建工程計(jì)量的需要，但在裝飾工程的計(jì)量上，這類插件無法讀取帶裝飾墻體的墻面裝飾信息，不能在模型中顯示墻面、天棚、地面這些裝飾構(gòu)件的三維圖形，這部分僅僅只能出量。

(2)算量軟件為了保證模型轉(zhuǎn)換無誤，不發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，要求建BIM模型時(shí)滿足一定的建模規(guī)則，這給建模帶來了一定約束，且實(shí)際工作中也難以完全保證模型符合要求。另外，模型轉(zhuǎn)換后尚須仔細(xì)檢查模型構(gòu)件映射是否有誤。且傳統(tǒng)算量軟件在裝飾工程計(jì)量上尚須結(jié)合大量的手工計(jì)量。比如室外的裝飾工程量需要手工計(jì)算；需要人工篩選計(jì)量結(jié)果來得到各個(gè)房間的裝飾工程量。

3 基于BIM的裝飾工程量計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法

以上兩類算量工具都是實(shí)現(xiàn)裝飾工程計(jì)量的方法，但是在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性。針對(duì)其不足，本文提出以下兩個(gè)方法來實(shí)現(xiàn)裝飾工程的算量。

3.1 基于Revit平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)裝飾工程計(jì)量

Revit模型構(gòu)件的屬性信息和實(shí)例信息中本身包含計(jì)量裝飾工程量需要的部分?jǐn)?shù)據(jù)；另外，查看模型的API對(duì)象可發(fā)現(xiàn)，其中包含計(jì)量裝飾工程量需要的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可通過二次開發(fā)提取。有了這些算量數(shù)據(jù)，便可實(shí)現(xiàn)裝飾工程算量。但是采用二次開發(fā)的方式需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題：

(1)由于工程量是通過提取模型數(shù)據(jù)來計(jì)算的，因此模型質(zhì)量決定計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，尤其是模型中構(gòu)件相交要處理恰當(dāng)。Revit中本身存在一定的扣減規(guī)則，對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，相交時(shí)的優(yōu)先級(jí)為墻、板、柱、梁，建筑構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相交時(shí)不扣減，但該原則與實(shí)際不完全相符。針對(duì)這個(gè)模型的調(diào)整問題，利用Revit的剪切工具改變相交構(gòu)件扣減關(guān)系的方法效率太低，可通過使用一些插件實(shí)現(xiàn)高效的批量調(diào)整。

(2)裝飾工程計(jì)量多處需要計(jì)算構(gòu)件相交時(shí)的表面積，如何自動(dòng)處理好構(gòu)件相交情況是開發(fā)的一個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)構(gòu)件相交時(shí)，需判斷工程量應(yīng)并入哪個(gè)構(gòu)件的工程量中，比如計(jì)算附墻柱的抹灰，柱子的抹灰工程量需要并入到墻的抹灰工程量當(dāng)中。

(3)根據(jù)Revit二次開發(fā)的特點(diǎn)可知，模型創(chuàng)建的方式不同，需采用不同的方法來編程，然而在實(shí)際中過多地約束建模人員的建模操作是不實(shí)際的。因此，在進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，即要考慮BIM模型可能是采用不同的方式創(chuàng)建的，盡量去減少對(duì)建模方式的約束，但這也給二次開發(fā)帶來了很大的難度。

3.2 利用Dynamo編程解決裝飾工程計(jì)量問題

Dynamo(原名：DesignScript)是Autodesk公司推出的可視化編程工具，是一種視覺程式設(shè)計(jì)平臺(tái)，是一個(gè)彈性且可延伸的設(shè)計(jì)工具。Dynamo的算法用于廣泛的應(yīng)用程序(包括Revit)，從處理數(shù)據(jù)到生成幾何圖形的過程都是可視化的，能清晰表達(dá)設(shè)計(jì)師的邏輯思維[6]。Dynamo結(jié)合Python(一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言)的靈活性、簡便性，能夠攻克各種難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)想要的功能，導(dǎo)出符合清單規(guī)范要求的統(tǒng)計(jì)表。目前Dynamo的應(yīng)用還在探索之中，國內(nèi)關(guān)于Dynamo的研究比較缺乏。

利用Dynamo可以提取出構(gòu)件一部分準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)用于裝飾工程算量。比如在計(jì)算抹灰工程量時(shí)，利用Dynamo編程可以提取出構(gòu)件各個(gè)表面的面積，再匯總得到工程量；對(duì)于墻上的洞口，利用Dynamo編程可以識(shí)別洞口的面積大小，并根據(jù)計(jì)量規(guī)范要求，對(duì)是否扣除洞口面積自動(dòng)做出判斷。

4 結(jié)論

兩大類基于BIM的算量工具各有其優(yōu)缺點(diǎn)，但在裝飾工程計(jì)量上仍然存在一些不足。通過分析裝飾工程計(jì)量的特點(diǎn)以及現(xiàn)有算量工具的不足，提出利用基于Revit平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)以及利用Dynamo進(jìn)行編程的方法來實(shí)現(xiàn)裝飾工程的計(jì)量。其中，前者通過二次開發(fā)的方式提取裝飾工程計(jì)量所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，關(guān)鍵問題在于保證模型的質(zhì)量、減少對(duì)建模方式的約束、自動(dòng)處理構(gòu)件相交問題；后者是通過編寫可視化程序來提取構(gòu)件數(shù)據(jù)進(jìn)行工程量計(jì)量。

[1]AIA,Rick Rundell. 1-2-3 Revit: BIM and Cost Estimating, Part 1 [EB/OL]. 2006-10-07[2010-05-24].http://www.cadalyst.com/cad/building-design/1-2-3-revit-bim-and-cost-estimating-part-1-3350.

[2]張春影,高平,汪茵,等.施工圖設(shè)計(jì)階段BIM模型的工程算量問題研究[J].建筑經(jīng)濟(jì),2015,36(8):52-56.

[3]裴艷,王君峰.基于BIM技術(shù)的精細(xì)化算量實(shí)現(xiàn)方法研究[J].工程經(jīng)濟(jì),2016,26(4):39-44.

[4]王茹,方超,王柳舒.基于我國清單計(jì)價(jià)規(guī)范的Revit模型工程量提取[J].圖學(xué)學(xué)報(bào),2017,38(3):447-452.

[5]王起兵,鄔宏,張鳳玲,等.建筑裝飾工程計(jì)量與計(jì)價(jià)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[6]王松.可視化編程語言下的計(jì)算式設(shè)計(jì)插件：Dynamo初探[J].福建建筑,2015(11):105-110.PMT