摘要
针对目前Revit软件对基坑工程造价计算功能的缺失，提出将基坑工程建筑信息模型（BIM）全过程构件族类化，并利用Revit API二次开发技术实现基坑工程造价自动化计算。首先，利用Revit平台建立基坑工程BIM模型构建族类库，实现基坑工程支护结构族类参数化；然后，对基坑工程造价计算流程进行分析，利用Revit API二次开发技术自动获取基坑工程项目BIM模型中各类构件参数，并结合基坑工程造价计算公式，实现实际工程量计算、定额套用、数据的显示与输出等功能；最后，以长沙市某基坑工程为例，开展实际工程项目的自动化造价计算，验证上述基于Revit的基坑工程造价计算插件的可行性。结果表明，本文开发的Revit造价计算插件可以基于导入的基坑工程BIM模型实现自动化造价计算，且与人工计算结果吻合良好。这一技术的实现，弥补了Revit软件在基坑工程造价计算以及基坑工程造价方面功能的不足，提高设计人员的工作效率，为进一步扩展BIM技术在基坑工程中的应用打下良好基础。
关键词
BIM（Building Information Modeling）是一项三维信息化技术，用于管理建筑工程全生命周期信
目前，BIM技术在我国工程造价中的应用已经逐渐发展起来，但仍处在一个相对初级阶
因此，本文面向基坑工程施工全过程，基于Revit基坑工程的外族类和Revit API，开发设计适用于我国工程环境的基坑工程Revit造价计算插件。具体地，根据基坑工程各个阶段的造价计算需求，以Revit 2019平台为基础、VS2017为IDE、
本文方法实现的技术路线如
图1 本文方法实现流程
Fig.1 Flow chart of the proposed method
在开始使用Revit API之前，进行以下准备工作：（1）安装Revit系列软件，并安装相应二次开发工具AddInManager和RevitLookup；（2）安装具有相应.NET Framework环境的IDE。其中，AddInManager工具不受版本的限制，在不同的Revit软件之间可以进行使用，而Revit Lookup工具则需要与Revit软件相对应。
根据不同构件的造价计算需求进行不同参数（长度、面积等）的获取，其中根据Revit API的特点，通过不同的方法实现对Revit族项目参数与实例参数的获取；然后利用获取的参数数据，进行一定的计算，转换成为工程造价所需的工程量、综合单价、合价与合计；最终通过VS2017中DataGridview控件，将计算的数据以表格的形式显示出来，包括类别、子项、工程量、单位、综合单价、合价等列数据，造价结果通过textBox控件进行显示。
Revit API属于类库文件，只有在Revit软件运行的时候才能运行，RevitAPI.dll和RevitAPIUI.dll为其2个关键程序集。Revit API的文档操作需要依托于事务（Transaction），只有包含在事务中的修改操作才能在文档中执行，且写入文档在事务提交之后。在功能拓展与访问方面，Revit API制定了相应机制和规范：访问Document（文档）、Element（图元）、Parameter（参数）等的方法接口包含在RevitAPI.dll中；开发插件制作外部命令与应用（IExternalCommand和IExternalApplication相关接口）、图元选择、界面制作（IExternalEventHandler相关接口）等相关接口都包含在RevitAPIUI.dll中。
本文以REVIT2019软件为基础，选取Microsoft Visual Studio2017作为开发工具（包含.NET Framework4.7）、
参数获取是工程量计算的基础。本次二次开发涉及的参数包括族的实例参数与类型参数。实例参数的作用对象具有唯一性，即一个实例参数只影响一个实例，当修改实例参数时只对当前选中的对象或者将要放置的对象有效，不会影响到其余图元，其获取主要有2种方法：LookupParameter和get_Parameter。与实例参数不同，一个族类型的所有实例的类型参数均相同，也就是说，任意族类型参数的修改都会影响该族类型下所有已经存在和以后生成的实例。类型参数的查看也需要通过RevitLookup插件，但需要进入GetValidTypes方能查看。此外，类型参数的获取也比实例参数复杂，结合GetValidTypes方法和LookupParameter方法获得族的所有类型参数，然后通过判断获得指定的族类型参数。
参数获取为工程量的计算打下了基础，获得了原始的数据，接下来就需要将参数转换为实际可用的工程量。不同的计量单位下，工程量的计算方式也会有所差异。计价定额涉及的计量单位包括体积、面积、长度、质量、数量，下面以质量为计量单位的工程量计算为例进行论述。
在工程造价中，一般涉及到钢筋、钢等结构的支护都会存在以质量为单位的工程量计算。例如土钉、锚杆和锚索，其定额子项制安就是使用T作为计量单位。通过获取钢构件的体积参数，通过计算模型，将其转换成为工程量所需的质量。工程量计算整体流程如
图2 工程量计算流程
Fig.2 Calculation flow of the engineering quantity
在造价计算的过程中，构件的单价存在单价固定和可变2种情况，故单价的计算分为2种情况进行：一是单价固定，即直接给定单价，在计算时直接进行调用；二是单价可变，即根据计算出的工程量数据，实时进行单价计算。为保证单价数据存储过程中的准确性，结合前文实体构件与Revit族类的对应关系，自动化实现构件的单价数据与相应清单计价表中类别相对应并存储于适当位置。清单计价表中的工程量与单价数据写入结束后，利用在VS2017中下载的FreeSpire.XLS NuGet程序包，将清单计价表中的数据写入DataGridView控件，并进行显示。计算DataGridView控件中工程量与单价列，得到各个类别的合价，最终通过对各合价进行求和，得到当前基坑工程项目造价结果。
针对不同工程中部分单价可能发生变动的问题，DataGridView控件的单价列数据可双击实时进行更改。同时设计刷新功能，通过按钮实时刷新数据造价数据。在2.2节工程量计算的基础上开展造价计算的整体流程如
图3 造价计算流程
Fig.3 Calculation flow of the cost sheet
为验证本文二次开发插件的可行性，将其应用于某实际基坑工程项目中。该基坑位于长沙市内，场地四周较高中间低，标高36.64~43.47 m。基坑分为南北2个部分，北侧地下层数为2层，南侧地下层数为1层，基坑周边环境较为复杂，如
图4 基坑及其周围环境示意图
Fig.4 The foundation pit and its surroundings
为模拟施工过程，将整个基坑开挖和支护分为10个阶段，建立了10个开挖和支护过程模型，如
图5 基坑施工阶段与流程
Fig.5 Construction phases for the foundation pit
针对上述10个支护过程，利用开发的造价计算插件即可实时计算基坑工程各个阶段的造价。例如第一阶段：土方开挖体积20470
图6 基坑施工第一阶段造价计算结果
Fig.6 The calculated budget for the first phase of the foundation pit construction
图7 基坑施工第十阶段造价计算结果
Fig.7 The calculated budget for the last phase of the foundation pit construction
实际施工过程中，在设计的基础上可能因碰撞等问题进行微小调整，进而使得BIM模型与工程设计内容存在微小差异，所以实际工程预算经费与基于造价计算插件计算的结果存在微小差异是合理的。值得说明的是，由于实际工程中材料市场价格和劳动价格的波动，该插件计算结果可能与实际存在一定的差异，但用户可以自定义修改软件设置的默认单价，因而仍可满足实际需求。
传统的基坑造价计算，在模型和造价计算方面存在矛盾：优秀的算量软件难以支持繁杂的三维模型，而传统的建模软件往往不支持造价计算功能，导致造价人员的工作依旧复杂繁琐。本文针对Revit软件缺少造价计算功能的问题，利用Revit API进行二次开发，实现Revit软件自动化造价计算功能与应用，得到的结论如下：
（1）通过总结一般基坑工程及施工过程中涉及的构件及工艺分析，统计了应用于基坑工程造价计算的构建族类体系；
（2）详细设计了基于Revit API进行基坑工程造价自动计算的二次开发环境、计算思路和工作流程；
（3）利用Revit API二次开发，实现了基坑工程各类构件参数的自动读取和自动换算成实际工程量，开发了Revit软件模型算量与自动套价相结合的功能，完成了对输入Revit基坑模型的造价计算，并通过实际工程案例验证了本文开发的软件插件的可行性与准确性。研究成果初步完善了Revit对基坑工程进行造价计算的功能，可为基坑工程施工提供指导。
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