姬 慧 王 保

(1.太原大學(xué),太原 030009;2.北京筑龍信息技術(shù)有限責(zé)任公司山西分公司,太原 030001)

1 前言

工程量計(jì)算是編制工程造價(jià)的基礎(chǔ)工作,具有工作量大、繁瑣、容易出錯(cuò)的特點(diǎn)。而其計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和運(yùn)算速度的快慢直接決定了造價(jià)計(jì)算的質(zhì)量和速度。因此,工程量計(jì)算方法的改進(jìn)經(jīng)歷了手算法、計(jì)算機(jī)表格法、平面圖形法和三維圖形法幾個(gè)階段,而且一直沒(méi)有停止過(guò)。尤其是三維圖形法,為用戶提供了一個(gè)真實(shí)的三維空間模型,將建筑物的立體構(gòu)造在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái),所見即所得,便于理解和檢查,提高了軟件計(jì)算的準(zhǔn)確性。但是,目前市場(chǎng)算量軟件大多以三維觀察為主。由北京筑龍、大連北科等幾家軟件公司聯(lián)合開發(fā)的三維數(shù)字化系統(tǒng)(3DMA)在表現(xiàn)能力、計(jì)算精度、可計(jì)算性和易學(xué)易用等方面均領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品。而且由于擁有全部的自主版權(quán),為用戶使用、升級(jí)、持續(xù)發(fā)展提供便利條件,最大限度的保障了用戶的利益。

2 3DMA軟件的特點(diǎn)

2.1 三維觀察

傳統(tǒng)的工程量計(jì)算,預(yù)算人員先要通過(guò)讀圖,在大腦中建立整個(gè)工程三維立體聯(lián)系。而 3DMA軟件將建筑物的立體構(gòu)造直觀的表現(xiàn)出來(lái),使預(yù)算人員能夠直接觀察到構(gòu)件間的空間位置關(guān)系。比如,框架柱與框架梁相交處(圖1),可直觀的在三維環(huán)境中看到柱側(cè)面模板被扣減的范圍(圖2),真正實(shí)現(xiàn)所見即所得。

圖1 框架柱與框架梁相交

圖2 三維顯示與柱側(cè)面模板扣減

圖3 三維數(shù)據(jù)輸入界面

2.2 三維編輯

3DMA軟件可以直接在三維視圖中編輯構(gòu)件屬性,使得一些復(fù)雜的構(gòu)件,比如基礎(chǔ)構(gòu)件、電梯井、坡屋面、老虎窗等得以輕松定義,而不必輸入大量的平面、立面、剖面視圖的參數(shù)。如圖3所示的積水坑,只要在定義里輸入相應(yīng)的參數(shù)信息,軟件自動(dòng)形成三維實(shí)例效果圖,形象直觀地反映出來(lái),并提供三維實(shí)體直接編輯,真正體現(xiàn)所編即所見。

2.3 三維計(jì)算

傳統(tǒng)單構(gòu)件的計(jì)算主要是輸入本構(gòu)件的基本參數(shù),與其相關(guān)的構(gòu)件只是簡(jiǎn)單的輸入。比如:框架結(jié)構(gòu)中,輸入梁的信息時(shí),與其相關(guān)柱的信息只輸入截面和偏心,至于柱里的鋼筋如何錨固,是不去考慮的。當(dāng)計(jì)算柱時(shí),要把柱的信息和與柱相關(guān)聯(lián)的梁的信息再一次輸入。如此造成了重復(fù)翻閱大量圖紙,重復(fù)輸入大量數(shù)據(jù),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效率不高。而 3DMA軟件在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)三維鋼筋整體計(jì)算,其計(jì)算步驟是:(1)根據(jù)構(gòu)件空間關(guān)系,將實(shí)體間的體積交叉、表面交叉、表面遮擋等計(jì)算出來(lái),此為模型級(jí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);(2)輸入構(gòu)件性質(zhì)、材質(zhì)等信息,再次進(jìn)行運(yùn)算,得到構(gòu)件級(jí)實(shí)際算量;(3)根據(jù)計(jì)算規(guī)則進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì),得到符合定額、清單規(guī)則的工程量。實(shí)現(xiàn)了一次性輸入各個(gè)構(gòu)件的信息,一次看圖,一次輸入數(shù)據(jù),省時(shí)省力,計(jì)算準(zhǔn)確,效率顯著提高。真正實(shí)現(xiàn)了所算即所見。

特別是設(shè)計(jì)有變更,或某些數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí),只需在三維模型中,改動(dòng)其中幾個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù),便可馬上重新得到計(jì)算結(jié)果,大幅度將提高了工作效率。

2.4 自主平臺(tái)

目前,三維算量軟件開發(fā)的技術(shù)線路基本上分為基于AutoCAD平臺(tái)的二次開發(fā)和完全自主版權(quán)兩種。

在 AutoCAD平臺(tái)上的二次開發(fā),僅僅使用了AutoCAD三維圖形顯示模式,并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)三維計(jì)算以及計(jì)算結(jié)果的三維顯示。而且由于不能掌握底層技術(shù),增加了開發(fā)人員的軟件維護(hù)難度,平臺(tái)軟件升級(jí)時(shí),可能導(dǎo)致算量軟件需要重新開發(fā),兩套軟件系統(tǒng)重疊,導(dǎo)致對(duì)計(jì)算機(jī)硬件需求增加,運(yùn)行效率及適應(yīng)性受到限制。更重要的是由于存在軟件版權(quán)問(wèn)題,不僅使開發(fā)商成本提高,用戶的成本也大大提高,這是不符合低成本高效率原則的。

圖4 傳統(tǒng)手工算法流程

圖5 3DMA軟件的工作流程

3DMA軟件擁有全部的自主版權(quán),最大限度的保證用戶的使用、升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展。

由于是自主研發(fā)的算量軟件,底層技術(shù)清楚,產(chǎn)品表現(xiàn)力更強(qiáng),只需輸入每張平面圖的信息,圖紙上構(gòu)件間的三維立體聯(lián)系就會(huì)自動(dòng)建立。從而使計(jì)算速度更快,計(jì)算結(jié)果更精,操作起來(lái)更簡(jiǎn)。

2.5 3DMA的其他特點(diǎn)

易用性:3DMA把建筑中的所有構(gòu)件進(jìn)行了分類,分為點(diǎn)式構(gòu)件、線式構(gòu)件和面式構(gòu)件三大類,點(diǎn)式構(gòu)件包括柱、獨(dú)立基礎(chǔ)、樁、門窗;線式構(gòu)件包括梁、墻、挑檐、基礎(chǔ)梁、條形基礎(chǔ);面式構(gòu)件包括樓板、筏析、房間裝修;只要學(xué)會(huì)一種畫法其它畫法一模一樣,可以說(shuō)學(xué)習(xí) 3DMA軟件只須掌握三種畫法可以了,大大提高了軟件的易用性。

關(guān)聯(lián)畫法:3DMA的構(gòu)件關(guān)聯(lián)畫法功能,可智能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、線對(duì)線、面對(duì)面,相互依附,參照布置的畫法,大大提高輸圖效率。如在第二工程里,有 48個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ),也就是有 48個(gè)框架柱,如果造價(jià)人員用 30秒畫一根獨(dú)立基礎(chǔ),那么 48個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)至少需要 25分鐘的時(shí)間。而在3DMA軟件里獨(dú)立基礎(chǔ)和柱都是點(diǎn)式構(gòu)件,根據(jù)智能畫法關(guān)聯(lián),進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)畫法,不用一分鐘就能把所有的柱畫完,極大地節(jié)省了造價(jià)人員寶貴的時(shí)間。帶來(lái)革命性的創(chuàng)新和提速。

直接讀取 CAD圖:3DMA對(duì)市場(chǎng)的電子 CAD圖,可以直接讀取,無(wú)需借助 CAD軟件,同時(shí)還可以CAD為背景進(jìn)行描圖。是算量軟件的一個(gè)新紀(jì)元,解決了識(shí)別的準(zhǔn)確性問(wèn)題;提高了綜合建模速度;節(jié)省事先的軸線鋪墊工作。

突破樓層技術(shù):3DMA在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了多樓層同步操作,構(gòu)件跨層扣減。根據(jù)圖紙的信息,根據(jù)框架柱每一層的截面信息、砼標(biāo)號(hào),對(duì)齊情況,可以一次性,全樓整體畫法,這樣畫法再與構(gòu)件關(guān)聯(lián)結(jié)合起來(lái),可以說(shuō)3DMA就是建筑工程算量軟件中的“動(dòng)車組”。

一圖多算功能:工程中,有時(shí)需要計(jì)算出一個(gè)清單工程量做招標(biāo)用和一個(gè)與清單項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的定額量做報(bào)價(jià)用;有些情況下,還需要對(duì)同一個(gè)工程用不同年度的定額或不同地域的定額所計(jì)算出的造價(jià)進(jìn)行對(duì)比。3DMA一圖多算的功能,能同時(shí)計(jì)算清單工程和定額工程,極大地方便了造價(jià)行業(yè)的不同需求。

開放的計(jì)算規(guī)則:3DMA開放的計(jì)算規(guī)則,真正實(shí)現(xiàn)一套軟件,全國(guó)通用。造價(jià)人員可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)計(jì)算要求、清單計(jì)算規(guī)則、定額計(jì)算規(guī)則和不同地區(qū)的規(guī)則要求進(jìn)行設(shè)置,就可完全能符合當(dāng)?shù)氐囊蟆?/p>

3 工程實(shí)例

圖6是太原世外桃源小區(qū)會(huì)所。建筑面積12930.04m2,框架 -剪力墻結(jié)構(gòu),地下一層,地上八層。本工程除基本構(gòu)件外,有大量跨層構(gòu)件,如樓梯處的窗戶、不同標(biāo)高的基礎(chǔ)、上翻梁、跨層斜梁、跨層斜板等等。傳統(tǒng)的算量軟件需要把這些構(gòu)件分層定義。而 3DMA算量軟件可直接布置到相應(yīng)層的標(biāo)高處,自動(dòng)判斷上下層構(gòu)件關(guān)系,進(jìn)行相互扣減,從而減少使用者的繁鎖的定義和布置,節(jié)省使用者寶貴的時(shí)間,提高了計(jì)算效率近 50%。

本工程鋼筋的計(jì)算,采用的是 3DMA算量軟件的整樓鋼筋全部三維整體計(jì)算技術(shù)?？纱蠓葴p少鋼筋的用量。如框架柱箍筋個(gè)數(shù)的計(jì)算,傳統(tǒng)的算量軟件,只能一層一層地去算,這樣箍筋的個(gè)數(shù)就會(huì)每層多計(jì)算一個(gè)。以一個(gè) 500mm×500mm的柱子,箍筋直徑是 Φ12為例,計(jì)算出的箍筋重量是1.859kg,本工程累計(jì)起來(lái)就會(huì)多出 1.2噸的鋼筋,

圖6 太原世外桃源小區(qū)會(huì)所工程

按地方鋼筋每噸五—六千元的價(jià)格,僅此一項(xiàng)可節(jié)省工程造價(jià)近萬(wàn)元。同樣問(wèn)題,涉及到剪力墻中的暗柱、墻身等構(gòu)件的鋼筋全部累計(jì)起來(lái),本工程可節(jié)省 5-6噸鋼筋。

圖7是呼和浩特托克托職工體育館,建筑面積2826.88 m2。本工程內(nèi)部和外部有一些復(fù)雜造型的構(gòu)件,如外部的異型挑檐等等。傳統(tǒng)的算量軟件很難把這些構(gòu)件拼裝到一起,使相應(yīng)的混凝土、模板、腳手架、鋼筋等一系列計(jì)算的精確度出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于大部分使用者只能轉(zhuǎn)入原始的手工計(jì)算了。這是工程算量中普遍存在的一大難題。而 3DMA算量軟件應(yīng)用 OpenGL高性能圖形算法技術(shù),采用靈活的復(fù)雜異型截面編輯器,一次性構(gòu)圖編輯成功,不用拼裝。大大提高了相應(yīng)的混凝土、模板、腳手架、鋼筋等一系列計(jì)算的精確度,節(jié)省了原材料。本工程,節(jié)省混凝土 50多立方,鋼筋 6噸多,為精確計(jì)算工程造價(jià)提供了準(zhǔn)確依據(jù)。

圖7 呼和浩特托克托職工體育館工程

4 結(jié)語(yǔ)

大量工程實(shí)踐表明,3DMA軟件很好的滿足了造價(jià)工程師算的快、算得精、簡(jiǎn)單易學(xué)、低成本和高效益的需求。真正實(shí)現(xiàn)了所見即所得,所編即所見,所算即所見。且擁有全部的自主版權(quán),為用戶使用、升級(jí)、持續(xù)發(fā)展提供便利條件,最大限度的保障了用戶的利益。該軟件的成功開發(fā),提升了工程量計(jì)算的質(zhì)量和速度,同時(shí)也為同類軟件的開發(fā)起到一定的借鑒作用。