基于REVIT平臺的工程算量插件二次開發與應用

曾開發

（福建省晨曦信息科技股份有限公司，福建 福州 350000）

2020 年8 月，住建部等九部委聯合發布的《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》提出通過新一代信息技術驅動推進建筑產業的變革，促進建筑業的全面升級，通過軟件和數據形成建筑全產業鏈的“數字化生產線”，就目前數字建筑以依附于BIM 的數據與信息為依托，其中項目建設的工程量信息是最基礎的數據資源[1]。

近年來，以廣聯達、斯維爾和晨曦等為代表的科技公司開發了基于BIM 技術的工程算量軟件。就房屋建筑工程量計算來說，BIM 算量軟件有著不同的技術路線，主要包括三種：一是依據預算定額或工程量清單確定的工程量計算規則建模，目前這一技術路徑由于不能適應BIM 模型的變化，已經逐步失去市場價值；二是創建好專門的算量Revit 模型，利用算量插件，依據工程量計算規則并利用Revit 連接關系計算分部分項工程量[2]，目前市場應用最廣的算量軟件主要基于這一技術路線，但是該種模型僅僅用于工程算量，不能完全適用后期施工組織編制、場地布置和施工模擬等“一模多用”的要求；三是利用設計階段通過正向設計形成的Revit 模型，在Revit 平臺中嵌入算量插件，識別構件屬性信息（如混凝土等級等）并提取幾何信息，按規定的算量規則計算工程量。

一、基于REVIT 軟件二次開發晨曦工程算量的基本思路

目前歐特克（Autodesk）公司開發的REVIT 平臺軟件已經應用于80%房屋建筑工程的三維設計，不僅支持BIM 建筑設計方案，也是一款參數化建筑圖元軟件，可以支持構建項目設計所需的圖紙及相關明細圖表[3]，這些三維視圖以及明細表都是基于同一個基本建筑模型數據庫的信息表現形式，應用REVIT 平臺研發BIM 工程算量軟件支持設計單位對基于REVIT 平臺正向設計的模型進行工程量的計算和統計。晨曦科技基于REVIT 平臺自主研發系列工程算量軟件，通過在REVIT 軟件后臺嵌入應用插件實現REVIT 提供的API 訪問REVIT 文件，利用REVIT提供的ODBC（開放式數據庫互聯）數據接口從而獲得REVIT 中的實體屬性信息和幾何信息[4]，利用插件模塊的信息統計功能，生成類似于工程量的清單的數據表格，并結合清單計價的特點，以某一地方清單工程量規則生成相應的分部分項工程量清單。

二、晨曦BIM 土建算量插件的技術邏輯與代碼

晨曦BIM 系列軟件開發語言在應用層主要為VB 和C# 兩種，數據庫采用了sever2008 格式，開發人員在編寫代碼的過程中需要嚴格按照軟件工程的要求來進行，保證有利于后期的測試、維護和升級，軟件開發語言從邏輯上被劃分為多個部件，分別實現各種特定功能和子功能。為了加快了開發進度，降低各功能模塊的藕合度，系統采取了普通的Dll 的插件模式，就是插件管理器，這種的設計擴展性強，便于插件和主程序獨立升級，基于REVIT 平臺的插件實現算量功能的相關的代碼如下。

晨曦BIM 算量插件通過先在REVIT 平臺中獲取獲取模型的屬性、BIM 模型的幾何形狀后，結合實際的計算規則，按照計算式要求將獲取相關構件的數據信息，為用戶實時提供計算結果與詳細的計算過程，并在計算式中標注數據來源，方便用戶查驗計算結果。

三、基于REVIT 土建插件工程算量結果的比較與分析

目前G 品牌BIM 土建工程算量軟件由于入市時間較長，市場占有率最大，已經被應用于大量的工程項目實踐，對工程量的計算準確度已經被工程造價咨詢行業所認可，本文以工程結構中常見的構造柱工程量計算為例，分析比較REVIT 實物量與晨曦BIM 土建算量軟件工程量。

（一）工程構件概況

某土建工程的構造柱截面尺寸為200×200（mm），樓層高度為5.3m，構造柱所在位置的頂部梁高為470mm，按照BIM 建模的習慣布置構造柱，REVIT 平臺默認構造柱高度為層底標高～層頂標高，因此在REVIT 平臺中通過識讀構造柱數據，可以根據體積公式V=長×寬×高自動計算出其實物工程量，因此實物量為：V=0.2×0.2×5.3=0.0212（m3）。

結合工程實際做法與規范的要求，構造柱為非主體構件，不管是混凝土還是模板的計算高度均只計算到結構梁底部，要求建模人員在不同的梁高下計算出不同的構造柱頂部標高，這樣的操作方式極大的降低建模難度，由于樓層高度超過3.6m，按照規范規定在此計算條件下需要計算其模板超高支撐工程量，但是在實際操作過程中，REVIT 軟件無法識別構造柱上部梁的結構高度和構造柱支模高度，因此難以準確計算其模板及模板超高支撐工程量。

（二）晨曦BIM 土建算量過程設置

為了提高建模效率與工程量計算結果的準確性，晨曦BIM 軟件優化了計算基礎條件判斷準則，在建模過程中通過插入繪制的構件名稱，將其自動對應相應的的算量構件，在智能布置構造柱后，軟件可自動判斷構造柱的計算條件，通過識別上部梁的高度確定構造柱的支模高度，并通過計算式表達出構造柱的工程量計算過程，如圖1 所示。

圖1 晨曦BIM 土建算量示意圖

通過計算式可以知道，晨曦BIM 算量軟件所提供的構造柱的混凝土及模板的計算式，不僅均自動扣除了上部梁高0.47，得出單根構造柱混凝土工程量為0.193（m3），與REVIT 計算的實物量相差0.019（m3），差異接近10%，遠遠超過目前房地產建設項目工程量計算精度（±1%）的要求，因此在沒有對構造柱上部梁構件進行識讀進行計算條件判別的情況下，REVIT 計算的實物量不能反映真實的混凝土用量。一般來說材料消耗量誤差與項目體量大小呈現正比關系，單根構造柱混凝土差異0.019m3，如果項目體量足夠大，構造柱的數量也相應比較多，單根構造柱工程量計算結果的差異必然會隨著工程體量的增加造成很大的誤差。此外，晨曦BIM 土建算量軟件中還通過自動判斷構造柱支模高度確定其計算條件，準確計算構造柱模板的超高支撐工程量。

（三）兩種不同BIM 算量軟件計算結果的對比

目前G 品牌BIM 土建算量軟件的市場應用比較廣，其算量結果目前通常被作為基準值來分析其他BIM 算量軟件的計算結果。本文分別利用晨曦BIM 土建算量軟件與G 品牌土建算量軟件，在設置相同的計算參數情況下（樓層標高-1.4m～3.3m），按照 《福建省房屋建筑與裝飾預算定額》（2017 版）及《建設工程工程量清單計價規范》（2013 版）中所規定的構造柱工程量計算規則[5][6]，計算出其混凝土工程量和與之相關的模板、模板超高支撐等工程量，具體計算結果分別如圖2 和圖3 所示。

由圖2 和圖3 可以看出，兩種不同算量軟件計算出的構造柱混凝土工程量均為0.576（m3）、模板工程量均為6.265（m2）、模板超高支撐工程量為2.45（m2），因此在計算參數設置一致條件下，工程量計算結果相同，可以認為晨曦BIM 土建算量軟件的計算精度符合行業的標準要求。此外通過觀察兩種不同土建算量軟件計算過程，在表達方式上晨曦BIM 算量軟件所表達的土建工程計算式更加接近手工算量的形式，構件標示清晰，便于識讀，界面友好，符合工程造價管理人員使用習慣，并且也利于后期的對量審核。

圖2 晨曦BIM 土建算量計算式

圖3 G 品牌土建算量計算式

四、結果分析

通過上述兩種基于REVIT 模型土建工程混凝土構件工程量計算方式技術路徑的分析對比，可以知道基于在REVIT 模型提取構件幾何尺寸利用算量插件按規則算量主要基于REVIT 軟件二次開發算量插件，通過提取REVIT 模型內部在設計階段生成的構件幾何尺寸信息進行數學運算，并在插件內設置了相應的工程量表和計算明細表，根據前置條件（如需要增加或進行扣減處理的工程量）自動提取模型信息，并根據規則自動計算構件工程量，甚至還能根據提取的構件、軸網尺寸和標高數據計算模板、腳手架、超高支撐和增加層數等措施項目工程量，只要先期創建的REVIT 模型準確細度合理，沒有其他對建立模型的特殊要求。一般來說，只要在設計階段建立的模型精度≥LOD300 以上就可以提取構建信息，經過內置插件識讀，按照規定的定額或清單工程量計算規則算量，直接使用REVIT 快速出量，根據編制人的要求形成清單量、定額量和實物工程量，有效地降低人力資源成本，提高分部分項工程量的計算效率與精度，為后期的計價和成本管控工作奠定基礎。

在REVIT 模型提取構件幾何尺寸利用算量插件按規則算量可以直接利用設計單位通過正向設計建立的REVIT 模型，并通過模型信息算量并在此基礎上得出相應的預算造價[7]，并將預算造價與設計概算進行對比，充分發揮設計概算“限額設計”的作用，根據“設計限額”的要求對REVIT 模型進行設計優化，保證工程設計經濟指標控制在預定的概算指標內，真正實現在源頭控制工程造價，并為后續的工程量計算、造價確定、設計出圖、施工組織設計、材料招標采購和項目數字化移交等一系列的項目管理過程提供有效的依據，在此基礎上實現從時間、工序、空間等維度成本管理中的多算比較，進行成本統計和分析，對發現的成本管控問題及時采取糾正措施，保證多維成本分析的效率和準確性，這也是BIM 正向設計的最終目的，因此基于在REVIT 模型提取構件幾何尺寸利用算量插件按工程量計算規則算量的技術路徑既保留了REVIT 強大的數據平臺功能，又彌補了REVIT 無法按國內清單計價規范進行土建工程算量的不足，具有較大的推廣應用價值。