李愛軍

（廣州市宏正工程造價咨詢有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引言

我國建筑工程造價行業(yè)目前廣泛采用的工程量計算模式是手算+算量軟件相結(jié)合的方法。對于較規(guī)則的建筑形體，工程造價人員廣泛采用廣聯(lián)達、斯維爾、魯班及品茗BIM土建計量平臺算量，對于形狀不規(guī)則的建筑體則采用手算的方法解決。但手工計算工程量費時費力，對于一些不規(guī)則的建筑體有時不得不采用近似計算的方法，對近似計算所得結(jié)果與實際相比有多少誤差并不明確。

建筑工程造價人員廣泛接觸的是AutoCAD圖紙，因此AutoCAD軟件二維功能造價人員掌握比較熟練，但三維功能使用較少，一方面是因為造價人員接觸的基本是設(shè)計院提供的二維AutoCAD圖紙，沒有機會了解其三維功能；另一方面，由于AutoCAD三維建模功能相較其二維功能來說，掌握難度較大。從實際軟件應(yīng)用來看，造價人員接觸AutoCAD居多并基本具備AutoCAD軟件的二維知識，再接觸掌握三維功能不會很困難。隨著AutoCAD版本的不斷更新，其三維建模功能也在增強。

1 AutoCAD三維功能簡述

通常認為，AutoCAD的三維設(shè)計功能相較其二維設(shè)計功能及其他三維設(shè)計軟件的三維造型功能要遜色，其實是未深入研究AutoCAD的三維功能。利用AutoCAD創(chuàng)建的三維模型，按照其創(chuàng)建方式和存儲方式，可將三維模型分為以下3種類型。

1）線型模型 該模型是對三維對象的輪廓描述。線型模型沒有表面，由描述輪廓的點、線、面組成；線型模型結(jié)構(gòu)簡單，但由于線型模型的每個點和每條線均為單獨繪制，因此繪制線型模型最費時，同時，線型模型沒有面積和體積特征，無法查詢面積和體積屬性，而面積和體積屬性是工程造價工程量計算需關(guān)注的要點。

2）表面模型 該模型用來描述三維對象。表面模型不僅具有邊界，而且具有表面；每個表面由多個小平面組成，對于曲面來講，這些小平面組合起來可近似構(gòu)成曲面。由于表面模型具有面的特征，因此可對其進行物理計算。表面模型可提取面積屬性，面積是工程造價工程量計算工作中最關(guān)注的要素之一。

3）實體模型 實體模型不僅具有線和面的特征，而且具有實體的特征，如體積、重心和慣性矩等。實體模型包含信息最多，用戶可分析實體的質(zhì)量特性，并輸出數(shù)據(jù)以用于數(shù)控銑銷或有限元法分析。在AutoCAD中，不僅可建立基本的三維實體，如長方體、圓柱體及圓錐體等，可對其進行剖切、裝配、干涉、檢查等操作，而且可對實體進行布爾運算，并構(gòu)建復雜的三維實體。

2 AutoCAD三維繪圖環(huán)境

AutoCAD的三維繪圖或設(shè)計，不一定必須在三維繪圖環(huán)境中進行，相反，有時在二維繪圖環(huán)境中進行可能更方便。事實上，在三維繪圖或設(shè)計時，時常需在三維繪圖環(huán)境和二維繪圖環(huán)境之間轉(zhuǎn)換。

如果要創(chuàng)建一個新圖形，可采用以下2種方法進入三維繪圖環(huán)境（也稱三維建模工作空間）：①從“工作空間”中選擇“三維建模”直接進入三維繪圖環(huán)境；②執(zhí)行“新建”命令“new”，在打開的“選擇樣板”對話框中，選擇文件“acadios3D.dwt”（公制圖形）或“acad3D.dwt”（英制圖形）打開，將新建一個三維環(huán)境下的圖形。

在作圖過程中，可通過改變視點（觀察方向）的方法進入三維繪圖環(huán)境。AutoCAD的二維繪圖環(huán)境可以看作是三維繪圖環(huán)境的一個特例，即從垂直于xy平面的方向（正z軸方向）觀察的結(jié)果。如果改變視點，使視線不與xy平面、xz平面、yz平面平行即可觀察到三維立體效果。

3 AutoCAD三維坐標系

AutoCAD有2個坐標系：一個為世界坐標系（WCS）的固定坐標系；另一個為用戶坐標系（UCS）的可移動坐標系。在默認情況下，這2個坐標系在新圖形中是重合的。在三維繪圖中，可隨時建立或改變UCS。UCS是一個很重要的工作，靈活地應(yīng)用UCS可給繪圖帶來很大方便，對于復雜圖形尤其重要。一旦改變或建立新的UCS，UCS的xy平面將成為當前的工作平面，輸入的坐標都是在當前UCS下的，柵格顯示、柵格捕捉、正交模式和對象追蹤也都是在當前UCS下的。

4 AutoCAD2020三維建模功能在工程造價工程量計算中的應(yīng)用

在建筑工程造價工程量計算領(lǐng)域，梁、板、柱等規(guī)則房建主體工程量三維建模BIM算量軟件如廣聯(lián)達、斯維爾已很成熟，但遇到復雜體型的建筑構(gòu)件如梯形擋土墻等件軟件通常無法處理，算量人員有時不得不采用近似處理的方法。但通過AutoCAD三維建模功能后，可精準計算這些異形構(gòu)件的混凝土體積、模板面積等參數(shù)，從而達到精準計價的目的。以下以不規(guī)則體體積計算為例，介紹AutoCAD2020三維建模功能在建筑工程造價工程量計算中的應(yīng)用。

4.1 不規(guī)則建筑體的建立

用以下8個三維坐標點作為角點建立一個不規(guī)則六面建筑體，角點坐標如表1所示。

表1 不規(guī)則六面體角點坐標 m

將以上坐標點展點到CAD中，各點均用三維坐標展點。將不規(guī)則六面建筑體每個面用2個封閉的三維多段線表示，共計6個面12個三維多段線（見圖1）。這里用三維多段線的原因如下：①可表達線條的三維狀態(tài)；②可用其直接轉(zhuǎn)接為三維平面。當然，一個面也可用網(wǎng)絡(luò)曲面的方法直接表達出來，本例采用三維平面表示。

圖1 用三維多段線表示的不規(guī)則六面建筑體

利用修改→三維操作→轉(zhuǎn)換為曲面命令將各封閉的三維多段線轉(zhuǎn)換為曲面；再利用修改→曲面編輯→造型命令將三維多段線轉(zhuǎn)換成的曲面所包圍的空間轉(zhuǎn)換為三維實體，如圖2所示。

圖2 不規(guī)則六面建筑三維實體

4.2 不規(guī)則建筑體的體積查詢

不規(guī)則建筑體的CAD三維模型建立完成后，即可利用測量工具的體積查詢按鈕查詢體積，經(jīng)查詢，該不規(guī)則建筑體工程量為680.95m3。同時可利用面域/質(zhì)量特性的功能查詢建筑體的質(zhì)心及慣性矩等參數(shù)，其中質(zhì)心可在土方調(diào)配工作中得到應(yīng)用。

5 AutoCAD2020三維建模功能在建筑工程造價工程量計算中的應(yīng)用總結(jié)

AutoCAD2020三維建模功能在工程造價工程量計算中的應(yīng)用關(guān)鍵工作是計算建筑體的各特征點三維坐標值，然后展點到CAD軟件中，再生成建筑體的各個面（平面曲面或網(wǎng)絡(luò)曲面），再由各曲面所包圍的空間生成建筑實體；對于一些規(guī)則長方體、圓柱體等可直接利用CAD的三維建模功能生成實體。但對于規(guī)則建筑體如長方體、圓柱體等而言，利用三維建模功能計算建筑體工程量在速度方面的優(yōu)勢不明顯。

6 結(jié)語

在建筑工程造價領(lǐng)域，工程量的計算時間約占整個造價工作時間的70%，因此，快速準確計算工程量是造價工作的一項重要內(nèi)容。利用AutoCAD2020三維建模功能計算不規(guī)則建筑體的工程量，具有速度快、精度高及不易出錯、結(jié)果形象直觀的優(yōu)點；同時，三維建模計算工程量只需掌握Auto-CAD2020三維建模功能的基礎(chǔ)知識即可，使用便捷。