郭文墨， 鄧雪原， 賴華輝

(上海交通大學(xué) 船舶海洋與建筑工程學(xué)院， 上海 200240)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，工程造價(jià)領(lǐng)域面臨著嚴(yán)峻的技術(shù)瓶頸：BIM(Building Information Modeling)算量軟件本地化差，算量模型不能重復(fù)使用，接口插件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)容易丟失等。而在建筑工程造價(jià)管理中，工程量的計(jì)算是最復(fù)雜、最繁瑣的階段[1]，占據(jù)整個(gè)造價(jià)過程60%～80%的時(shí)間[2]。BIM技術(shù)的出現(xiàn)將極大提高造價(jià)管理的效率，但現(xiàn)有不同BIM軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，亟需一種能夠支持多種軟件數(shù)據(jù)交互的通用、開放、可擴(kuò)展性強(qiáng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。IFC(Industry Foundation Classes)標(biāo)準(zhǔn)能為多階段、多專業(yè)和多參與者的協(xié)同工作提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)共享與交換解決方案。在表達(dá)工程量計(jì)算所需信息方面，IFC標(biāo)準(zhǔn)是完整有效的，因此在設(shè)計(jì)階段中任一時(shí)段可以根據(jù)IFC標(biāo)準(zhǔn)提取構(gòu)件工程量。然而目前仍缺少直接通過IFC數(shù)據(jù)計(jì)算符合我國(guó)清單規(guī)范工程量的成熟軟件平臺(tái)，所以研究基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的多構(gòu)件重疊扣減算量對(duì)提高算量的效率、促進(jìn)造價(jià)行業(yè)的信息化發(fā)展具有重要意義。

1 基于BIM技術(shù)的工程量計(jì)算方法分析

1.1 BIM設(shè)計(jì)軟件

利用BIM設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行工程量計(jì)算，主要是通過BIM軟件內(nèi)置的構(gòu)件統(tǒng)計(jì)功能輸出三維信息模型中的構(gòu)件工程量，然后由造價(jià)人員整理匯總。經(jīng)調(diào)研分析，BIM設(shè)計(jì)軟件計(jì)算工程量存在以下問題：(1)BIM設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)生成的工程量表以各構(gòu)件為對(duì)象逐一列出，缺少按標(biāo)準(zhǔn)分部分項(xiàng)工程量清單表的整理合并[3]；(2)國(guó)外BIM設(shè)計(jì)軟件扣減規(guī)則沒有本地化，計(jì)算得到的工程量為構(gòu)件體積凈量，在多構(gòu)件重疊的節(jié)點(diǎn)位置通常是隨機(jī)剪切或重復(fù)計(jì)算，不滿足我國(guó)清單規(guī)范的構(gòu)件重疊或開洞扣減要求。

1.2 專業(yè)三維算量軟件

目前專業(yè)三維算量軟件實(shí)現(xiàn)工程量計(jì)算的方法可歸納為以下三種：

(1)結(jié)合開放數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián) (Open Database Connectivity，ODBC)原理訪問BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，從中讀取需要的數(shù)據(jù)信息完成計(jì)算。該方法需要深入理解被訪問的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，但大多數(shù)BIM軟件并不開放其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

(2)利用BIM設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用程序接口(Application Programming Interface，API)實(shí)現(xiàn)與算量軟件之間的數(shù)據(jù)交換。但模型屬性轉(zhuǎn)化存在一定問題，影響算量結(jié)果，使得設(shè)計(jì)模型難以直接利用[4]，還需人工檢查后手動(dòng)調(diào)整。

(3)由于以上兩種方法的局限性，造價(jià)工程師通常選擇在理解設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上在算量軟件中重新建模。這種翻模方式耗時(shí)耗力，計(jì)算結(jié)果容易受造價(jià)工程師對(duì)圖紙理解深度和建模誤差的影響。另外，目前算量軟件在復(fù)雜模型創(chuàng)建方面仍能力不足，其中包含的構(gòu)件形式尚不能完全滿足實(shí)際工程需要，無法準(zhǔn)確表達(dá)復(fù)雜模型中存在的異形構(gòu)件[2]。

1.3 基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程量計(jì)算研究

正是由于BIM設(shè)計(jì)軟件和專業(yè)三維算量軟件存在的不足，一些設(shè)計(jì)人員嘗試研究與軟件無關(guān)的基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程量計(jì)算方法。馬智亮等[5]利用IFC標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)成本預(yù)算信息的可行性與完備性，并建立了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑成本預(yù)算信息模型；Xu等[6]通過符號(hào)化過程來解釋基于模型的成本估算，可用IFC標(biāo)準(zhǔn)描述包含如工程量信息的成本估算類信息；王勇等[7]引入IFC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)信息模型及其原型系統(tǒng)，通過應(yīng)用表明該信息模型可以自動(dòng)轉(zhuǎn)化為工程量計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)工程量的統(tǒng)計(jì)和分析。

國(guó)際上對(duì)于工程量計(jì)算的規(guī)則和側(cè)重點(diǎn)有所不同，一些研究人員也提出了相應(yīng)的方法或框架。Lee等[8]提出從IFC到BIM的數(shù)據(jù)模型生成組件語(yǔ)義信息的方法，對(duì)鋼箱梁橋信息模型的構(gòu)件進(jìn)行工程量計(jì)算；Park等[9]建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的估算圖解框架，并提出使用IFC標(biāo)準(zhǔn)的形狀信息估算每個(gè)單位面積內(nèi)部完工面積的公式。Akanbi等[10]開發(fā)一種針對(duì)木材建造的全自動(dòng)成本估算的算法，利用IFC模型中木質(zhì)建筑實(shí)體的基本幾何表示進(jìn)行算量。

部分國(guó)內(nèi)學(xué)者也提出了符合我國(guó)算量計(jì)價(jià)規(guī)則的預(yù)算方法，驗(yàn)證了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程算量的可行性。張修德[11]建立基于IFC數(shù)據(jù)的自動(dòng)算量方法，探討自動(dòng)算量、自動(dòng)套定額和自動(dòng)生成清單項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)機(jī)制；檀凱兵[12]基于BIM技術(shù)和IFC標(biāo)準(zhǔn)建立工程量清單計(jì)價(jià)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系，提出采用優(yōu)先級(jí)策略和擴(kuò)展幾何變量策略解決工程量扣減問題；劉暢[13]在前者的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析IFC標(biāo)準(zhǔn)可表達(dá)的數(shù)據(jù)類型與我國(guó)工程量清單數(shù)據(jù)類型的差異性，發(fā)現(xiàn)目前BIM算量計(jì)價(jià)軟件的局限問題，并提出創(chuàng)建全生命周期的工程量清單解決方案。

綜上所述，目前的研究提出了對(duì)算量過程中可能出現(xiàn)的誤差問題，但缺少系統(tǒng)的分析和解決方案?？锼加鸬萚14]歸納基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程量自動(dòng)計(jì)算的需求，提出了針對(duì)典型梁柱構(gòu)件的重疊扣減問題解決方案，基于IFC模型的坐標(biāo)信息建立幾何方程，計(jì)算重疊部分體積，形成符合工程量清單要求的梁柱工程量。但該方法只適用于簡(jiǎn)單的兩個(gè)構(gòu)件重疊，需要進(jìn)一步研究多構(gòu)件重疊的復(fù)雜情況。

2 基于IFC的工程量重疊計(jì)算難點(diǎn)

2.1 符合我國(guó)清單規(guī)范的工程量計(jì)算

(1)目前的工程算量軟件之間沒有統(tǒng)一的信息表達(dá)和交換標(biāo)準(zhǔn)，不同專業(yè)設(shè)計(jì)軟件輸出的文件格式各異，影響專業(yè)間信息交換。針對(duì)同一模型，各軟件算量結(jié)果也不相同，不利于保證算量結(jié)果的質(zhì)量。

陸效用(2002)為了驗(yàn)證母語(yǔ)學(xué)習(xí)和外語(yǔ)學(xué)習(xí)的關(guān)系，對(duì)100名高校師生進(jìn)行了問卷調(diào)查,絕大部分調(diào)查對(duì)象都認(rèn)為,母語(yǔ)知識(shí)和技能對(duì)外語(yǔ)學(xué)習(xí)是有幫助的。此外，陸效用發(fā)現(xiàn)中國(guó)學(xué)生的外語(yǔ)學(xué)習(xí)與母語(yǔ)學(xué)習(xí)呈正相關(guān)關(guān)系，因而陸效用認(rèn)為母語(yǔ)有助于第二語(yǔ)言習(xí)得。也有學(xué)者做了類似的研究得到類似的結(jié)果。

(2)三維模型是BIM技術(shù)進(jìn)行工程量計(jì)算的基礎(chǔ)，模型質(zhì)量直接關(guān)系算量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，設(shè)計(jì)人員在建模時(shí)通常不會(huì)考慮搭接扣減問題。吳曉波[15]的研究表明Revit基于實(shí)際搭建的實(shí)體構(gòu)件計(jì)算工程量存在問題，因此提出在設(shè)計(jì)階段按照工程量計(jì)算規(guī)則進(jìn)行建模以避免搭接，該方式可解決重疊問題，但增加了建模時(shí)的工作量及難度。

(3)目前BIM軟件在構(gòu)件重疊位置并不能按照清單規(guī)則自動(dòng)判斷構(gòu)件的優(yōu)先級(jí)，不同BIM設(shè)計(jì)軟件對(duì)不同建筑構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的處理方式均不同，需要手動(dòng)調(diào)整。同時(shí)設(shè)計(jì)模型還不能直接用于計(jì)算重疊構(gòu)件體積，所以算量結(jié)果不符合我國(guó)規(guī)范。

2.2 多種BIM數(shù)據(jù)格式的模型算量

由于設(shè)計(jì)人員采用不同的BIM軟件，或采用相同軟件但建模方式不同，導(dǎo)致形成不同格式或規(guī)則的模型，算量人員很難直接使用，往往需要采用專業(yè)軟件重復(fù)創(chuàng)建算量模型，該過程低效且容易出錯(cuò)。同時(shí)，不同軟件計(jì)算重疊構(gòu)件的扣減規(guī)則也不同，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為有效使用不同軟件創(chuàng)建的建筑信息模型，采用BIM技術(shù)公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC，建立基于我國(guó)算量扣減規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)化方法是非常必要的。目前，大部分BIM軟件均支持IFC標(biāo)準(zhǔn)，研究基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程量計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)符合我國(guó)清單規(guī)則的算量結(jié)果與建模軟件及路徑的無關(guān)性。

2.3 多構(gòu)件重疊工程量扣減計(jì)算

設(shè)計(jì)模型普遍存在構(gòu)件搭接的情況，如柱和梁、梁和板等，按照工程量清單規(guī)則需要考慮工程量扣減問題。圖1展示了設(shè)計(jì)模型中常見構(gòu)件重疊形式，多個(gè)柱梁板墻構(gòu)件出現(xiàn)搭接情況。

圖1 構(gòu)件重疊形式

關(guān)于重疊節(jié)點(diǎn)的處理可總結(jié)為三個(gè)方面：(1)碰撞對(duì)象的排查，在眾多構(gòu)件中選擇發(fā)生碰撞的構(gòu)件對(duì)；(2)在發(fā)生碰撞的構(gòu)件對(duì)中，識(shí)別重疊的部分并進(jìn)行體積計(jì)算；(3)根據(jù)計(jì)算規(guī)則規(guī)定的優(yōu)先級(jí)確定重疊部分歸屬，得到最終結(jié)果。

3 基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的多構(gòu)件重疊算量扣減方法

清單工程量主要以實(shí)體為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果是唯一的，不考慮施工過程和施工方法的影響，需要提取并計(jì)算構(gòu)件的形狀尺寸信息。在IFC標(biāo)準(zhǔn)中，通常采用IfcProductDefinitionShape 定義所有關(guān)于IfcProduct 的形狀信息。用戶自定義的組合構(gòu)件、異型構(gòu)件等IFC標(biāo)準(zhǔn)也同樣支持[7]。

實(shí)際工程的設(shè)計(jì)模型中構(gòu)件節(jié)點(diǎn)處的搭接是不可避免的，在進(jìn)行碰撞檢測(cè)前需要識(shí)別出構(gòu)件的空間位置。在IFC標(biāo)準(zhǔn)中，空間位置由多層嵌套的坐標(biāo)系組成，可以利用IfcLocalPlacement 定義一個(gè)產(chǎn)品的相對(duì)坐標(biāo)。IFC標(biāo)準(zhǔn)也可以按工程(IfcProject)、區(qū)域(IfcSite)、建筑單體(IfcBuilding)、建筑層(IfcBuildingStorey)等類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在后續(xù)核對(duì)時(shí)也更容易發(fā)現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。

根據(jù)工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范，工程項(xiàng)目清單必須載明項(xiàng)目編碼[16]。而IFC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)體屬性的描述比較簡(jiǎn)單，不滿足我國(guó)清單計(jì)價(jià)規(guī)范的要求，因此需要利用IFC標(biāo)準(zhǔn)的信息擴(kuò)展機(jī)制對(duì)工程量清單編碼進(jìn)行補(bǔ)充。通過屬性關(guān)系實(shí)體IfcRelDefinesByProperties將含工程量清單編碼的IfcPropertySet屬性集與IfcColumn，IfcBeam，IfcSlab，IfcWallStandardCase等多個(gè)構(gòu)件實(shí)體建立聯(lián)系。

圖2 基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的多構(gòu)件重疊扣減算法

3.1 粗略碰撞排查

在對(duì)所有構(gòu)件進(jìn)行布爾運(yùn)算前，需要預(yù)檢查兩個(gè)物體是否相交?？商崛FC文件中構(gòu)件的位置信息和幾何信息利用包圍盒算法進(jìn)行粗略碰撞排查，所謂包圍盒即為包圍構(gòu)件的最小長(zhǎng)方體。如待排查的兩個(gè)構(gòu)件為A和B，A的包圍盒為[XAmin,XAmax]×[YAmin,YAmax]×[ZAmin,ZAmax]，B的包圍盒為[XBmin,XBmax]×[YBmin,YBmax]×[ZBmin,ZBmax]，當(dāng)(XAmin>XBmax)∪(XAmaxYBmax)∪(YAmaxZBmax)∪(ZAmax>ZBmin)為真時(shí)，即以上六個(gè)條件中任一條件成立時(shí)，構(gòu)件A，B的兩包圍盒就不相交，即構(gòu)件A，B不相交，檢驗(yàn)結(jié)束，否則進(jìn)入精確碰撞排查循環(huán)。

3.2 精確碰撞排查

圖3 判定兩面片是否相交

3.3 構(gòu)件碰撞求交運(yùn)算

采用以上預(yù)檢查可分離許多構(gòu)件無交的情況，從而避免許多不必要的復(fù)雜求交計(jì)算。利用IFC反屬性機(jī)制添加的工程量清單編碼判斷兩構(gòu)件重疊時(shí)的優(yōu)先級(jí)，并進(jìn)行求交運(yùn)算，便于在后續(xù)輸出工程量時(shí)進(jìn)行構(gòu)件分類統(tǒng)計(jì)，生成符合我國(guó)規(guī)范的工程量清單。

如圖4a所示，A，B為兩個(gè)實(shí)體，在確認(rèn)碰撞后如果按照普通的集合求交運(yùn)算，其結(jié)果如圖4c所示，帶有懸面，不是有效實(shí)體。為解決普通集合求交運(yùn)算存在的問題，本文采用正則集合運(yùn)算[17]，得到兩構(gòu)件的重疊部分為有效實(shí)體，即丟棄了懸邊、懸面等交集部分，如圖4d。正則集合運(yùn)算定義如下：Aop*B=r(AopB)，其中：op表示傳統(tǒng)集合運(yùn)算∩,∪,-；op*表示相應(yīng)的正則集合運(yùn)算∩*,∪*,-*；r為集合的正則化算子。任一實(shí)體S可以用它的邊界b(S)和內(nèi)部i(S)來表示，記o(S)為位于實(shí)體S外的所有點(diǎn)構(gòu)成的集合，c(S)為實(shí)體S的閉包。由此得到式(1)(見圖5)：

b(A∩*B)=(b(A)∩i(B))∪(b(B)∩i(A))∪(b(A)∩b(B)∩c(i(A)∩i(B)))

(1)

圖4 普通的集合求交運(yùn)算與正則交運(yùn)算

圖5 正則集合運(yùn)算邊界

由式(1)可以得到對(duì)實(shí)體A和B做正則交運(yùn)算后的有效實(shí)體，定義solid1為構(gòu)件對(duì)中優(yōu)先級(jí)低的構(gòu)件，solid2為構(gòu)件對(duì)中優(yōu)先級(jí)高的構(gòu)件，Vsolid1=Vsolid1-V(solid1∩*solid2)，Vsolid2=Vsolid2，可以得到經(jīng)過扣減后的準(zhǔn)確工程量。

4 案例驗(yàn)證

4.1 測(cè)試案例介紹

本文選取的案例為5層框架結(jié)構(gòu)的某綜合樓，平屋頂，層高4 m，建筑總高20 m，柱84 根、梁120 根、板5 塊、墻34 片，共計(jì)243個(gè)構(gòu)件。第五層結(jié)構(gòu)與1-3軸線間相同，建筑內(nèi)部C，D軸線上有填充墻。分別用Revit 2017、Archicad 20、廣聯(lián)達(dá)GCL2013創(chuàng)建相應(yīng)模型，如圖6所示。

圖6 某房屋結(jié)構(gòu)一至四層CAD平面圖及建筑信息模型/mm

4.2 三種軟件算量結(jié)果及分析

由工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范[16]可知：(1)柱與梁相交時(shí)，梁長(zhǎng)算至柱外側(cè)；(2)各類板伸入墻內(nèi)的板頭并入板體積；(3)墻高在有框架梁時(shí)算至梁底，平屋頂算至鋼筋混凝土板底。可以得到扣減后的手算結(jié)果，將其與三種軟件輸出工程量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

三種軟件的計(jì)算結(jié)果存在較大差異，表明不同軟件的工程量計(jì)算規(guī)則不同。對(duì)各軟件算量結(jié)果分析如下。

表1 不同軟件算量結(jié)果對(duì)比

(1)Revit 2017對(duì)柱的工程量計(jì)算是準(zhǔn)確的，但梁、板、墻的計(jì)算值都偏大。這是因?yàn)槠溆?jì)算結(jié)果為構(gòu)件凈體積，即沒有對(duì)重疊部分進(jìn)行扣減運(yùn)算。Revit有一套自動(dòng)剪切機(jī)制，即構(gòu)件重疊時(shí)自動(dòng)連接或者剪切，如圖7a所示，遵循“(結(jié)構(gòu)墻&結(jié)構(gòu)板)>結(jié)構(gòu)柱>梁”的優(yōu)先級(jí)順序。本案例為了測(cè)試在構(gòu)件重疊時(shí)自動(dòng)扣減，故調(diào)整為構(gòu)件節(jié)點(diǎn)未做扣減的方式進(jìn)行計(jì)算(圖7b)，其中，梁柱的剪切關(guān)系符合清單規(guī)則；板柱或墻柱相交、以及墻板相交的情況均不符合目前國(guó)內(nèi)要求，需手動(dòng)或研發(fā)程序進(jìn)行調(diào)整(圖7c)。軟件內(nèi)置的“剪切幾何圖形”和“連接幾何圖形”可以調(diào)整剪切順序，但不能批量處理，只能逐個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，若項(xiàng)目模型包含大量構(gòu)件，其調(diào)整工作量巨大。

圖7 Revit扣減方式需調(diào)整才符合清單規(guī)則

(2)Archicad 20對(duì)柱的計(jì)算是準(zhǔn)確的，但計(jì)算梁的體積偏小，板的體積偏大。這是因?yàn)閷⒘号c板重疊的體積也計(jì)入了板內(nèi)，墻與其余構(gòu)件的重疊同樣沒有扣減，造成墻的工程量偏大。Archicad 20可通過建筑材料的優(yōu)先級(jí)定義扣減規(guī)則。在扣減前需手動(dòng)確定各構(gòu)件的優(yōu)先級(jí)，設(shè)置過程較Revit簡(jiǎn)便，主要適用于小型項(xiàng)目，在大型項(xiàng)目中需要開發(fā)額外的插件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置。

(3)廣聯(lián)達(dá)GCL 2013對(duì)柱和墻的工程量計(jì)算結(jié)果與手算是一致的，但板和梁的重疊處理仍然存在問題，板的工程量與Revit相同，而梁的工程量由于扣減導(dǎo)致偏小。廣聯(lián)達(dá)GCL 2013作為本土軟件在我國(guó)有較多實(shí)際應(yīng)用，內(nèi)置全國(guó)各地的清單、定額，自建模型輸出的工程量基本能夠滿足我國(guó)清單規(guī)范。但若通過其他BIM軟件建模，然后利用GFC，IFC插件導(dǎo)出在GCL2013匯總計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)較高，涉及兩次數(shù)據(jù)傳遞，第一次在BIM設(shè)計(jì)軟件中構(gòu)件轉(zhuǎn)換，第二次將中繼文件導(dǎo)入平臺(tái)，除第一次的映射風(fēng)險(xiǎn)外，由于軟件環(huán)境、構(gòu)件特點(diǎn)等因素，第二次導(dǎo)入中繼文件也可能出現(xiàn)構(gòu)件數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)換的問題。

4.3 基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的多構(gòu)件重疊算量扣減結(jié)果

本文采用C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的多構(gòu)件重疊算量扣減模塊，并移植到上海交大BIM研究中心研發(fā)的NMBIM 2.0平臺(tái)中。輸入案例BIM軟件導(dǎo)出的IFC模型文件，如圖8所示，經(jīng)檢查，構(gòu)件顯示完整，無錯(cuò)誤及丟失。利用NMBIM 2.0中的構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)功能，提取IFC文件的構(gòu)件算量信息進(jìn)行計(jì)算，與手算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表2所示。經(jīng)過分析，在構(gòu)件扣減過程中本算法可能累積了空間布爾運(yùn)算的誤差，因板與所在層的構(gòu)件均有相交，運(yùn)算步驟最多，故誤差累積最大。

圖8 NMBIM 2.0輸入IFC模型文件顯示結(jié)果

構(gòu)件項(xiàng)目編碼手算/m3NMBIM 2.0/m3誤差/%矩形柱01050200150.40050.4000.00矩形梁010503002403.264403.2640.00平板010505003231.540240.8994.04填充墻010401008368.384368.3840.00

從以上案例分析可以看出，軟件建模自由程度高，不同的設(shè)計(jì)人員可能使用不同的建模方式表達(dá)同一項(xiàng)目模型[18]，計(jì)算結(jié)果不盡相同。而我國(guó)的算量軟件對(duì)IFC文件的兼容仍有問題，仍需要重復(fù)建?；蚶肁PI接口實(shí)現(xiàn)與造價(jià)數(shù)據(jù)的交換。此外，現(xiàn)行基于BIM技術(shù)的三維算量軟件對(duì)建模方式存在依賴性，不同軟件對(duì)于重疊部分扣減優(yōu)先級(jí)定義不同，所以構(gòu)件發(fā)生重疊，扣減與被扣減的構(gòu)件也不同，造成計(jì)算結(jié)果的差異，這表明工程算量結(jié)果與軟件相關(guān)，不具有通用性。

5 結(jié) 論

本文對(duì)工程量計(jì)算現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，并采用不同BIM軟件對(duì)同一項(xiàng)目進(jìn)行算量測(cè)試，總結(jié)了現(xiàn)有算量軟件的不足，基于IFC標(biāo)準(zhǔn)提出了符合我國(guó)清單規(guī)范的重疊構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的工程量算法，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)構(gòu)件工程量的自動(dòng)計(jì)算，嘗試解決當(dāng)前存在的扣減情況下算量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。在一些構(gòu)件重疊復(fù)雜的情況下，本文方法無需重復(fù)建模，且省去大量手動(dòng)檢查重疊體積的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了更高效、更精確的扣減計(jì)算，不僅可以提高造價(jià)人員的工作效率，也降低了設(shè)計(jì)師的建模限制。主要結(jié)論如下：

(1)現(xiàn)有BIM軟件對(duì)重疊構(gòu)件的扣減方法各不相同，尚不滿足我國(guó)工程量清單規(guī)范的要求，現(xiàn)階段分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、翻模算量的流程和方法已不能滿足日益精細(xì)化、動(dòng)態(tài)化、復(fù)雜化的工程算量需求。

(2)IFC標(biāo)準(zhǔn)能有效表達(dá)工程算量信息，本文提出的“兩級(jí)碰撞排查算法”，可排除大量不必要的求交運(yùn)算，提高工程算量的準(zhǔn)確性和效率。該算法對(duì)扣減問題的處理符合我國(guó)清單規(guī)范要求。

(3)基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的算量扣減方法，實(shí)現(xiàn)了工程算量結(jié)果不受建模規(guī)則和軟件的限制，適用范圍更廣。建模人員可利用IFC的擴(kuò)展機(jī)制添加構(gòu)件項(xiàng)目編碼，本算法可自動(dòng)識(shí)別IFC構(gòu)件的優(yōu)先級(jí)，按清單規(guī)范要求進(jìn)行多構(gòu)件重疊扣減運(yùn)算和工程量統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)清單規(guī)范[16]，對(duì)墻要求“扣除門窗洞口及單個(gè)面積>0.3 m2的孔洞所占體積”；對(duì)板要求“不扣除單個(gè)面積≤0.3 m2的柱、垛及洞孔所占體積”。如何基于IFC標(biāo)準(zhǔn)將現(xiàn)有算法與開洞構(gòu)件問題結(jié)合是需要進(jìn)一步研究的課題。