基于Revit的鐵路建筑工程算量軟件研究

許永宏，張海兵，操 鋒

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430063）

在整個工程設計行業(yè)，工程算量是比較核心的部分，也是最為復雜的部分[1]。隨著BIM設計的日益增多，通過BIM設計模型進行工程量計算，效率更高，準確性更好，便于應用于項目全過程，控制工程建設成本。現(xiàn)有的一些基于BIM設計的三維軟件中鮮有符合我國鐵路建筑工程設計階段算量的，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入，存在模型幾何或屬性數(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計，若借助第三方設計軟件進行算量，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意見，對Revit模型在建筑專業(yè)工程算量中的應用提出了更高要求。因此，迫切需要在Revit的基礎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、鐵路站房標準工程做法、站房房間標準裝修方法為基礎數(shù)據(jù)，基于房間裝修和構件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是當前建筑領域應用最廣泛的BIM設計軟件。在設計階段，為節(jié)省算量建模時間，提高算量速度，避免模型導入導出導致信息不完整的問題，設計人員可直接在Revit中對建好的模型計算工程量，實現(xiàn)快速算量。當前設計方的Revit設計模型，很多時候只是滿足設計人員需求，如果考慮算量的標準與要求，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，只需指定相對應的標準參數(shù)，基于這些規(guī)范和計算規(guī)則可以減少算量建模，更快速地進行相關計算。

根據(jù)上述分析和建筑工程算量的數(shù)據(jù)流，總結鐵路建筑工程算量的解決思路，歸納為以下幾步：一是批量導入工程做法，且工程做法要滿足國家或地方的相關標準；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)計室內裝修工程量，基于構件統(tǒng)計門窗等工程量；四是標準模板導出功能，實現(xiàn)按照鐵四院鐵路工程建筑專業(yè)相關模板進行導出，因此要設置相關導出模板，然后按照模板的方式進行導出?；诮ㄖI(yè)工程算量的解決思路和鐵路站房建筑專業(yè)設計員的使用習慣，總結出鐵路建筑工程量軟件功能層次結構（見圖2），主要包括工程做法批量導入、裝修設置、工程算量、報表模板導出4個模塊。

2.1 工程做法批量導入

根據(jù)國家標準圖集《工程做法（05J909）》及地方標準的相關文件，結合鐵路站房設計工程裝修做法的特點，基于多年設計經驗，形成行業(yè)內規(guī)范的室內裝修工程裝修做法命名標準，將行業(yè)涉及到的工程做法批量導入至數(shù)據(jù)庫。基于Revit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?；跀?shù)據(jù)庫可長期積累復用工程做法，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出提供服務。

2.2 裝修設置

裝修設置以建筑裝修數(shù)據(jù)庫為基準，以房間為單位，為建筑站房的樓面、踢腳、內墻面、頂棚等匹配裝修的設計參數(shù)設置踢腳高度、計算系數(shù)等參數(shù)信息，界面效果見圖4。房間內裝修方法具有不同的計算規(guī)則，通過設置裝修方法，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。

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構

圖3 工程做法維護界面

2.3 工程算量

為更精準地進行算量，提供房間裝修量自動扣減計算和基于映射關系的構件計算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，計算房間內樓（地）面、踢腳、內墻面、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)二維設計中手工扣減到三維模型中自動扣減的轉變，房間裝修量計算見圖5。

2.3.2 構件計算

對于以自然計量表示的分項工程或結構構件的工程數(shù)量，依據(jù)鐵路建筑專業(yè)BIM建模標準，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)則之間的映射關系，分類精準統(tǒng)計工程量，計算示意見圖6。創(chuàng)新地實現(xiàn)基于構件的交互式計算方式，便于更新構件自動統(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件自動統(tǒng)計計算結果進行對比驗證和修正，從而提高軟件工程量計算結果的準確性。

圖4 設置裝修方法

圖5 房間裝修量計算

圖6 構件計算示意圖

圖7 建筑工程房間裝修表

2.4 報表模板導出

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)出圖和工經專業(yè)的要求制定標準，并按要求進行格式的導出，提高站房設計房間裝修表、工程做法表的出圖效率。

2.4.1 裝修表和工程做法表

基于裝修設置模塊指定的站房房間和工程做法之間的映射關系，一鍵導出供二維設計出圖的建筑工程房間裝修表，指導施工，建筑工程房間裝修表見圖7；根據(jù)裝修設置模塊的映射關系，以工程做法數(shù)據(jù)庫為基準，一鍵導出供二維設計出圖的工程做法表，對裝修方法和國家標準參考進行詳細說明，指導施工，工程做法表見圖8。裝修表和工程做法表導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變。

2.4.2 施工數(shù)量表

基于房間裝修工程量和構件統(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，方便開展預算工作。施工數(shù)量表導出見圖9。

圖8 工程做法表

圖9 施工數(shù)量表導出

3 結束語

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的工程算量質量，減少了工程量校驗次數(shù)；建立適用于站房室內裝修設計的命名標準，形成標準裝修做法庫，對算量的規(guī)范化有一定指導意義；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計模型精度要求較高，當前設計模型存在不規(guī)范的情況，如模型的建模精度不統(tǒng)一，未達到設計階段計算要求；模型構件命名不規(guī)范，導致精確統(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，以確保設計階段的模型符合建模規(guī)范[5-6]。