基于Revit的铁路建筑工程算量软件研究

许永宏，张海兵，操 锋

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063）

在整个工程设计行业，工程算量是比较核心的部分，也是最为复杂的部分[1]。随着BIM设计的日益增多，通过BIM设计模型进行工程量计算，效率更高，准确性更好，便于应用于项目全过程，控制工程建设成本。现有的一些基于BIM设计的三维软件中鲜有符合我国铁路建筑工程设计阶段算量的，因此，基于Revit的二次开发[2]被提上议程。

1 现状

目前，基于三维模型算量的软件大都源于国外，我国此类软件较少，主要有鲁班算量、广联达图形算量、斯维尔算量等软件，但这些软件不能满足设计阶段铁路站房工程算量的需求，需要进行二次开发，并且维护费用较高。此外，这些软件的建模能力相对较差，其模型一般是从其他软件模型中导入，存在模型几何或属性数据丢失的情况。

国外基于Revit的工程算量软件不符合中铁第四勘察设计院集团有限公司（简称铁四院）铁路工程算量的数据模板，也无法直接导出适用于二维出图的工程做法表和装修表，并且Revit自带的算量方法对模型的要求高，不符合各阶段的铁路设计，若借助第三方设计软件进行算量，则存在数据丢失等情况。

近几年，国家及铁路行业均出台了工程算量方面的指导意见，对Revit模型在建筑专业工程算量中的应用提出了更高要求。因此，迫切需要在Revit的基础上进行基于铁路建筑专业工程算量的二次开发工作。

为更准确地计算建筑专业的工程算量，需要从以下几方面分析算量要求：一是模型自身的属性信息，如面积、周长、体积等；二是根据用户选择进行计算；三是基于构件实例和计算规则按个数、长度、面积等分类统计。在理清这些内容后，即可整理出建筑工程算量的数据流（见图1）。以BIM模型、铁路站房标准工程做法、站房房间标准装修方法为基础数据，基于房间装修和构件2种方式得到适用于建筑专业的站房装修表、站房工程做法表、站房施工数量表[3]。

2 解决方案研究及实践

Revit是当前建筑领域应用最广泛的BIM设计软件。在设计阶段，为节省算量建模时间，提高算量速度，避免模型导入导出导致信息不完整的问题，设计人员可直接在Revit中对建好的模型计算工程量，实现快速算量。当前设计方的Revit设计模型，很多时候只是满足设计人员需求，如果考虑算量的标准与要求，要在模型中体现真实的工程实体，会增加很多建模工作量。通常铁路工程中对相关工程实体和装修、建造工序均有专门的工程规范，只需指定相对应的标准参数，基于这些规范和计算规则可以减少算量建模，更快速地进行相关计算。

根据上述分析和建筑工程算量的数据流，总结铁路建筑工程算量的解决思路，归纳为以下几步：一是批量导入工程做法，且工程做法要满足国家或地方的相关标准；二是指定算量方式，依据算量规则进行计算；三是基于房间统计室内装修工程量，基于构件统计门窗等工程量；四是标准模板导出功能，实现按照铁四院铁路工程建筑专业相关模板进行导出，因此要设置相关导出模板，然后按照模板的方式进行导出。基于建筑专业工程算量的解决思路和铁路站房建筑专业设计员的使用习惯，总结出铁路建筑工程量软件功能层次结构（见图2），主要包括工程做法批量导入、装修设置、工程算量、报表模板导出4个模块。

2.1 工程做法批量导入

根据国家标准图集《工程做法（05J909）》及地方标准的相关文件，结合铁路站房设计工程装修做法的特点，基于多年设计经验，形成行业内规范的室内装修工程装修做法命名标准，将行业涉及到的工程做法批量导入至数据库。基于Revit的铁路建筑工程算量软件提供工程做法维护功能，可根据项目需要增加、修改工程做法，具体效果见图3。基于数据库可长期积累复用工程做法，形成统一的建筑装修数据库，为工程量统计、工程做法表及装修表导出提供服务。

2.2 装修设置

装修设置以建筑装修数据库为基准，以房间为单位，为建筑站房的楼面、踢脚、内墙面、顶棚等匹配装修的设计参数设置踢脚高度、计算系数等参数信息，界面效果见图4。房间内装修方法具有不同的计算规则，通过设置装修方法，建立装修做法库、房间装修分类、装修量计算规则三者间的映射关系[4]，为由三维模型生成二维出图的建筑工程装修表和工程做法表服务。

图1 建筑工程算量的数据流

图2 建筑工程量软件功能层次结构

图3 工程做法维护界面

2.3 工程算量

为更精准地进行算量，提供房间装修量自动扣减计算和基于映射关系的构件计算2种工程量计算方式，适用于建筑专业计算不同分项工程的工程量。

2.3.1 房间装修量

针对建筑专业站房模型，基于以房间为单位的算量规则，计算房间内楼（地）面、踢脚、内墙面、顶棚等各部分装修工程量，并自动进行必要的装修量扣减，实现二维设计中手工扣减到三维模型中自动扣减的转变，房间装修量计算见图5。

2.3.2 构件计算

对于以自然计量表示的分项工程或结构构件的工程数量，依据铁路建筑专业BIM建模标准，基于Revit的铁路建筑工程算量软件可自动分类识别模型中构件类别、名称等信息，自动建立建筑专业分项、族类别、计算规则之间的映射关系，分类精准统计工程量，计算示意见图6。创新地实现基于构件的交互式计算方式，便于更新构件自动统计的建筑分项工程量，例如，针对楼梯扶手，用户可交互选择栏杆线条计算长度；针对幕墙，可交互选择幕墙面以精确统计幕墙工程量面积。交互式计算方式可与构件自动统计计算结果进行对比验证和修正，从而提高软件工程量计算结果的准确性。

图4 设置装修方法

图5 房间装修量计算

图6 构件计算示意图

图7 建筑工程房间装修表

2.4 报表模板导出

建筑专业站房房间装修表、工程做法表、施工数量表具有特定的格式模板要求，依据出图和工经专业的要求制定标准，并按要求进行格式的导出，提高站房设计房间装修表、工程做法表的出图效率。

2.4.1 装修表和工程做法表

基于装修设置模块指定的站房房间和工程做法之间的映射关系，一键导出供二维设计出图的建筑工程房间装修表，指导施工，建筑工程房间装修表见图7；根据装修设置模块的映射关系，以工程做法数据库为基准，一键导出供二维设计出图的工程做法表，对装修方法和国家标准参考进行详细说明，指导施工，工程做法表见图8。装修表和工程做法表导出功能可解决建筑专业站房BIM模型无法直接生成装修图纸的问题，实现从手工到自动生成装修表和工程做法表的转变。

2.4.2 施工数量表

基于房间装修工程量和构件统计工程量，按建筑专业的模板项目类别统计施工工程量和具体做法，并提供工具对自动统计的工程量进行核算和修正，方便开展预算工作。施工数量表导出见图9。

图8 工程做法表

图9 施工数量表导出

3 结束语

通过对建筑专业的工程算量软件进行开发，统一工程做法，有效提高了建筑专业基于Revit的工程算量质量，减少了工程量校验次数；建立适用于站房室内装修设计的命名标准，形成标准装修做法库，对算量的规范化有一定指导意义；实现自动由三维模型生成出图的建筑工程装修表和工程做法表；实现以房间为单位自动扣减和统计各部分装修量；创新地实现用户可交互式更新装修工程量。但是，由于建筑工程算量软件对建筑设计模型精度要求较高，当前设计模型存在不规范的情况，如模型的建模精度不统一，未达到设计阶段计算要求；模型构件命名不规范，导致精确统计工程量存在一些问题。今后将针对建筑专业模型，基于Revit开展模型校核方面的研究，以确保设计阶段的模型符合建模规范[5-6]。