基于REVIT平台的工程算量插件二次开发与应用

曾开发

（福建省晨曦信息科技股份有限公司，福建 福州 350000）

2020 年8 月，住建部等九部委联合发布的《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》提出通过新一代信息技术驱动推进建筑产业的变革，促进建筑业的全面升级，通过软件和数据形成建筑全产业链的“数字化生产线”，就目前数字建筑以依附于BIM 的数据与信息为依托，其中项目建设的工程量信息是最基础的数据资源[1]。

近年来，以广联达、斯维尔和晨曦等为代表的科技公司开发了基于BIM 技术的工程算量软件。就房屋建筑工程量计算来说，BIM 算量软件有着不同的技术路线，主要包括三种：一是依据预算定额或工程量清单确定的工程量计算规则建模，目前这一技术路径由于不能适应BIM 模型的变化，已经逐步失去市场价值；二是创建好专门的算量Revit 模型，利用算量插件，依据工程量计算规则并利用Revit 连接关系计算分部分项工程量[2]，目前市场应用最广的算量软件主要基于这一技术路线，但是该种模型仅仅用于工程算量，不能完全适用后期施工组织编制、场地布置和施工模拟等“一模多用”的要求；三是利用设计阶段通过正向设计形成的Revit 模型，在Revit 平台中嵌入算量插件，识别构件属性信息（如混凝土等级等）并提取几何信息，按规定的算量规则计算工程量。

一、基于REVIT 软件二次开发晨曦工程算量的基本思路

目前欧特克（Autodesk）公司开发的REVIT 平台软件已经应用于80%房屋建筑工程的三维设计，不仅支持BIM 建筑设计方案，也是一款参数化建筑图元软件，可以支持构建项目设计所需的图纸及相关明细图表[3]，这些三维视图以及明细表都是基于同一个基本建筑模型数据库的信息表现形式，应用REVIT 平台研发BIM 工程算量软件支持设计单位对基于REVIT 平台正向设计的模型进行工程量的计算和统计。晨曦科技基于REVIT 平台自主研发系列工程算量软件，通过在REVIT 软件后台嵌入应用插件实现REVIT 提供的API 访问REVIT 文件，利用REVIT提供的ODBC（开放式数据库互联）数据接口从而获得REVIT 中的实体属性信息和几何信息[4]，利用插件模块的信息统计功能，生成类似于工程量的清单的数据表格，并结合清单计价的特点，以某一地方清单工程量规则生成相应的分部分项工程量清单。

二、晨曦BIM 土建算量插件的技术逻辑与代码

晨曦BIM 系列软件开发语言在应用层主要为VB 和C# 两种，数据库采用了sever2008 格式，开发人员在编写代码的过程中需要严格按照软件工程的要求来进行，保证有利于后期的测试、维护和升级，软件开发语言从逻辑上被划分为多个部件，分别实现各种特定功能和子功能。为了加快了开发进度，降低各功能模块的藕合度，系统采取了普通的Dll 的插件模式，就是插件管理器，这种的设计扩展性强，便于插件和主程序独立升级，基于REVIT 平台的插件实现算量功能的相关的代码如下。

晨曦BIM 算量插件通过先在REVIT 平台中获取获取模型的属性、BIM 模型的几何形状后，结合实际的计算规则，按照计算式要求将获取相关构件的数据信息，为用户实时提供计算结果与详细的计算过程，并在计算式中标注数据来源，方便用户查验计算结果。

三、基于REVIT 土建插件工程算量结果的比较与分析

目前G 品牌BIM 土建工程算量软件由于入市时间较长，市场占有率最大，已经被应用于大量的工程项目实践，对工程量的计算准确度已经被工程造价咨询行业所认可，本文以工程结构中常见的构造柱工程量计算为例，分析比较REVIT 实物量与晨曦BIM 土建算量软件工程量。

（一）工程构件概况

某土建工程的构造柱截面尺寸为200×200（mm），楼层高度为5.3m，构造柱所在位置的顶部梁高为470mm，按照BIM 建模的习惯布置构造柱，REVIT 平台默认构造柱高度为层底标高～层顶标高，因此在REVIT 平台中通过识读构造柱数据，可以根据体积公式V=长×宽×高自动计算出其实物工程量，因此实物量为：V=0.2×0.2×5.3=0.0212（m3）。

结合工程实际做法与规范的要求，构造柱为非主体构件，不管是混凝土还是模板的计算高度均只计算到结构梁底部，要求建模人员在不同的梁高下计算出不同的构造柱顶部标高，这样的操作方式极大的降低建模难度，由于楼层高度超过3.6m，按照规范规定在此计算条件下需要计算其模板超高支撑工程量，但是在实际操作过程中，REVIT 软件无法识别构造柱上部梁的结构高度和构造柱支模高度，因此难以准确计算其模板及模板超高支撑工程量。

（二）晨曦BIM 土建算量过程设置

为了提高建模效率与工程量计算结果的准确性，晨曦BIM 软件优化了计算基础条件判断准则，在建模过程中通过插入绘制的构件名称，将其自动对应相应的的算量构件，在智能布置构造柱后，软件可自动判断构造柱的计算条件，通过识别上部梁的高度确定构造柱的支模高度，并通过计算式表达出构造柱的工程量计算过程，如图1 所示。

图1 晨曦BIM 土建算量示意图

通过计算式可以知道，晨曦BIM 算量软件所提供的构造柱的混凝土及模板的计算式，不仅均自动扣除了上部梁高0.47，得出单根构造柱混凝土工程量为0.193（m3），与REVIT 计算的实物量相差0.019（m3），差异接近10%，远远超过目前房地产建设项目工程量计算精度（±1%）的要求，因此在没有对构造柱上部梁构件进行识读进行计算条件判别的情况下，REVIT 计算的实物量不能反映真实的混凝土用量。一般来说材料消耗量误差与项目体量大小呈现正比关系，单根构造柱混凝土差异0.019m3，如果项目体量足够大，构造柱的数量也相应比较多，单根构造柱工程量计算结果的差异必然会随着工程体量的增加造成很大的误差。此外，晨曦BIM 土建算量软件中还通过自动判断构造柱支模高度确定其计算条件，准确计算构造柱模板的超高支撑工程量。

（三）两种不同BIM 算量软件计算结果的对比

目前G 品牌BIM 土建算量软件的市场应用比较广，其算量结果目前通常被作为基准值来分析其他BIM 算量软件的计算结果。本文分别利用晨曦BIM 土建算量软件与G 品牌土建算量软件，在设置相同的计算参数情况下（楼层标高-1.4m～3.3m），按照 《福建省房屋建筑与装饰预算定额》（2017 版）及《建设工程工程量清单计价规范》（2013 版）中所规定的构造柱工程量计算规则[5][6]，计算出其混凝土工程量和与之相关的模板、模板超高支撑等工程量，具体计算结果分别如图2 和图3 所示。

由图2 和图3 可以看出，两种不同算量软件计算出的构造柱混凝土工程量均为0.576（m3）、模板工程量均为6.265（m2）、模板超高支撑工程量为2.45（m2），因此在计算参数设置一致条件下，工程量计算结果相同，可以认为晨曦BIM 土建算量软件的计算精度符合行业的标准要求。此外通过观察两种不同土建算量软件计算过程，在表达方式上晨曦BIM 算量软件所表达的土建工程计算式更加接近手工算量的形式，构件标示清晰，便于识读，界面友好，符合工程造价管理人员使用习惯，并且也利于后期的对量审核。

图2 晨曦BIM 土建算量计算式

图3 G 品牌土建算量计算式

四、结果分析

通过上述两种基于REVIT 模型土建工程混凝土构件工程量计算方式技术路径的分析对比，可以知道基于在REVIT 模型提取构件几何尺寸利用算量插件按规则算量主要基于REVIT 软件二次开发算量插件，通过提取REVIT 模型内部在设计阶段生成的构件几何尺寸信息进行数学运算，并在插件内设置了相应的工程量表和计算明细表，根据前置条件（如需要增加或进行扣减处理的工程量）自动提取模型信息，并根据规则自动计算构件工程量，甚至还能根据提取的构件、轴网尺寸和标高数据计算模板、脚手架、超高支撑和增加层数等措施项目工程量，只要先期创建的REVIT 模型准确细度合理，没有其他对建立模型的特殊要求。一般来说，只要在设计阶段建立的模型精度≥LOD300 以上就可以提取构建信息，经过内置插件识读，按照规定的定额或清单工程量计算规则算量，直接使用REVIT 快速出量，根据编制人的要求形成清单量、定额量和实物工程量，有效地降低人力资源成本，提高分部分项工程量的计算效率与精度，为后期的计价和成本管控工作奠定基础。

在REVIT 模型提取构件几何尺寸利用算量插件按规则算量可以直接利用设计单位通过正向设计建立的REVIT 模型，并通过模型信息算量并在此基础上得出相应的预算造价[7]，并将预算造价与设计概算进行对比，充分发挥设计概算“限额设计”的作用，根据“设计限额”的要求对REVIT 模型进行设计优化，保证工程设计经济指标控制在预定的概算指标内，真正实现在源头控制工程造价，并为后续的工程量计算、造价确定、设计出图、施工组织设计、材料招标采购和项目数字化移交等一系列的项目管理过程提供有效的依据，在此基础上实现从时间、工序、空间等维度成本管理中的多算比较，进行成本统计和分析，对发现的成本管控问题及时采取纠正措施，保证多维成本分析的效率和准确性，这也是BIM 正向设计的最终目的，因此基于在REVIT 模型提取构件几何尺寸利用算量插件按工程量计算规则算量的技术路径既保留了REVIT 强大的数据平台功能，又弥补了REVIT 无法按国内清单计价规范进行土建工程算量的不足，具有较大的推广应用价值。