从图纸量算工程量
从带比例图纸量算建筑工程量的参考指南:比例与图纸类型如何决定你所量算的对象,如何把平面二维量值提升为真实的三维工程量,以及扣减、损耗、取整与各地区标准如何影响最终数字。
在你描出第一根线之前,从一套图纸量取的每一个工程量都取决于三件事是否正确。你需要把图面距离换算为真实距离的比例,需要告诉你正在读取哪个尺寸的图纸类型,还需要把平面二维量值提升为真实三维工程量的几何关系。只要其中任何一项出错,即使边界描绘得分毫不差,计量出的数字依然是错的。
本指南是各专业工程背后通用的量算参考。它讲解比例在图纸上的表现方式,平面图、立面图和剖面图各自提供的不同尺寸,何时停留在水平投影、何时应用坡度或展开长度,以及洞口、损耗、取整与各地区标准如何改变报出的数字。Exayard 在读取图纸进行量算时同样遵循这些惯例。
比例是一个乘数,且按视口逐一确定
图纸比例是一个比值,例如 1:50 或 1/4 英寸等于 1 英尺,用来把描绘距离换算为真实距离。它只缩放结果,并不改变你点击的位置。因此在量算之前,对每张图纸都要先核验比例。一张以 24×36 英寸出图、又按半尺寸重印为 11×17 英寸的图纸,会在不知不觉中把每个尺寸减半,把 1/4 英寸的平面图变成 1/8 英寸。数字化算量通过对照一个已知尺寸来校准应对这一点:把标注最长的一条尺寸线设为其标定长度,软件即可反算出真实比例。若图上有图形比例尺,它会随图纸正确地一同缩放,是重印 PDF 最可靠的参考。
两个方向都要核验。有些扫描或被拉伸的 PDF 在水平和垂直方向上缩放比例并不相等,因此只校准单一方向会读对一个方向、读错另一个方向,而由两者相乘得出的任何面积都会悄无声息地偏差。先校准一个水平和一个垂直的已知尺寸,并要求二者在允许误差内一致,再去量算任何面积。还要注意,同一张图纸上往往有多种比例:1/4 英寸的平面图、1/2 英寸的放大索引图、3/4 英寸的墙身剖面,以及 1.5 或 3 英寸的详图,各自处于自己的视口中。要把比例绑定到你正在量算的区域,而不是整张图纸。标准公制比值有 1:1、1:2、1:5、1:10、1:20、1:50、1:100、1:200、1:500、1:1000 乃至更大,平面图通常为 1:50 或 1:100,总平面图为 1:200 至 1:500。美制英制图纸使用 1/8 英寸等于 1 英尺(1:96)、1/4 英寸(1:48)、1/2 英寸(1:24)和 1 英寸(1:12),场地与市政工程则采用工程比例尺,例如 1 英寸等于 20 或 40 英尺。
凡标注为“不按比例”的内容,都只能依据其文字标注尺寸来读取。更广义地说,标注(文字)尺寸和明细表数值优先于按比例量取的结果,即使在按比例的视图上也是如此,因为图形会被拉伸和取整,而文字数字始终具有权威性。只有在没有文字标注尺寸的地方才按比例量取,并对标注值与按比例量值之间的任何重大冲突标记出来供复核。
图纸类型决定你正在量算哪个尺寸
同一面墙在不同视图中呈现方式各异。在平面图中从上方俯视,读取的是长度乘厚度;在立面图中正面看,读取的是长度乘高度;在剖面图中被切开,读取的是厚度乘高度。只有与对应视图配对,量值才有意义。
平面图给出平面长度和占地面积,也就是水平投影。对于任何抬升或倾斜的对象,平面图都会低估真实的表面或长度。立面图给出墙面、油漆、玻璃等竖向面的真实立面高度和宽度,由于面是按真实尺寸表示的,无需坡度系数。剖面图或详图给出平面图所隐藏的第三个尺寸,包括高度、厚度、踏步级数、埋深和坡度。实用法则很简单:绝不要仅凭平面图推算竖向工程量。要读取对应的立面图或剖面图,否则你会漏掉每一段竖向构件。
水平投影与真实长度、坡度长度及展开长度之别
平面图是水平投影,有三条惯例决定何时停留在投影上、何时提升到真实几何。第一,面积定义有意按水平面量算。RICS《计量惯例规范》将场地面积和楼面面积定义为在水平面上量算,IPMS 除高度外在各楼层均按水平方向量取所有尺寸。因此即使在坡地上,场地面积、楼面面积和占地面积仍保持为平面投影值。坡度由专业工程量来体现,例如土方体积或屋面表面积,而不是靠虚增报出的面积。
第二,倾斜表面要乘以坡度系数。屋面、坡道或拱顶表面积等于平面面积乘以坡度系数,其中纯坡度系数为 ((升高除以水平距离) 的平方加 1) 的平方根。以 12 个单位的水平距离为例,3/12 得 1.031,4/12 得 1.054,5/12 得 1.083,6/12 得 1.118,8/12 得 1.202,9/12 得 1.250,10/12 得 1.302,12/12 得 1.414。每个坡面取各自的坡度,因此切勿对坡度不一的占地面积一律套用同一乘数。要警惕某些公布的屋面乘数把典型的挑檐预留折入了坡度系数中,因为把这类乘数用在量到檐口的平面图上会把挑出部分重复计算。请在量算的平面面积上使用纯坡度系数,并把挑出预留单独计列。斜脊和斜沟的对角线坡比更陡,应按斜长量取,用于压顶和泛水,遵循勾股几何关系。在 6:12 时,斜脊每英尺常规水平距离恰好对应 1.5;在 4:12 时约为 1.4534。NRCA《屋面手册》是屋面表面量算的主导标准。
第三,抬升的线性段要取展开长度或坡度长度。楼梯扶手、斜踢脚和倾斜护栏均沿斜面(即斜边,而非水平投影)量算,并加上规范要求的延伸量。IBC 和 ADA 要求在最下一级踢面之外沿坡度续延一个踏步深度,在最上一级踢面之外至少水平续延 12 英寸。弧形扶手沿中心线取展开弧长。对于机械、电气和给排水工程,《国际给排水规范》中的展开长度是指沿管道中心线、穿过每个管件、立管和偏置量算的管路长度,竖向立管要按立管图全额计入,而不能因其不出现在平面图上就遗漏。有一个相关数值值得单独说明:给排水规范在按压力损失对系统选径时,会在展开长度上增加 50% 的当量长度预留(螺纹钢管为 75%)。那是摩阻和设计预留,并非算量的材料长度,因此切勿在已计入管件的同时,又给一段直管加上当量英尺数。
平面图隐藏的竖向段、立管与下垂段
机械、电气、给排水和结构工程在平面视图中的布线只反映水平段。你必须把每一段竖向都补上。这包括沿墙体和竖井向上的电管、管道和风管立管,以及下垂到器具、风口或卫生设备高度的下垂段。还包括楼板预留立管和楼板穿洞,以及屋面或楼板的下翻、托腋和加厚边缘,这些都按单独的线性边缘项目计量。
这些是仅凭平面图算量时最常被遗漏的工程量。可靠的做法是读取剖面图或立管图,从中补入竖向部分。标准安装高度,例如插座距完成地面约 18 英寸、开关约 48 英寸,可作为粗略的下垂预留参考,但它们是安装惯例,而非量算得出的算量长度。凡剖面图详细给出了实际下垂段的,应从剖面图量取。
板材与钢材的展开周长与展开尺寸
板材类专业通过展开周长(即展开后的周长)把横截面换算为平面材料量。对于风管,展开尺寸为矩形风管四边之和,或圆形风管的圆周率乘以直径,再乘以管段长度得到钣金面积,然后乘以厚度规格的重量系数得到磅数。例如,按 SMACNA 厚度规格表,26 号镀锌钢板每平方英尺约重 0.906 磅。
同样的思路也是结构钢材重量计算的基础,即长度乘以 AISC 表中该型钢公布的每英尺磅数,因此 W18×35 每英尺重 35 磅。该方法同样适用于管道保温和缠包。展开周长始终是在已量算管段长度之上的推导,绝不改变中心线的描绘位置。
扣减、洞口与边界起算位置
描绘线的起止位置因专业而异。框架、结构和机电工程沿中心线计量。装饰面层沿内侧完成面计量。混凝土、铺装以及屋面至滴水线的工程沿外侧模板或边缘计量。本参考中的几何提升各专业通用,而各专业的起止规则应据此相应设定。
洞口只从面积中扣减,绝不从线性长度中扣减。一段墙体或隔墙在经过每个洞口时都是连续的,因为顶底导轨、龙骨、过梁以及墙体本身都贯通而过,所以只有面积输出才扣减洞口,并且仅在超过某一尺寸阈值时才扣。踢脚线是有意为之的例外。它在门口处断开,因为该产品在洞口处终止,这是由产品决定的长度扣减,而非由洞口决定。
空洞阈值因专业而异,因此应按专业逐一设定,而非全局统一。RICS NRM2 装饰面层工作分项通常忽略约 0.50 平方米及以下的空洞,确切数值按工作分项而变,并非固定在某个整数值上。石膏板施工惯例忽略 32 平方英尺及以下的洞口,这恰好是一张 4×8 板材的面积,是一项算量惯例。PDCA 油漆标准 P-10 忽略 100 平方英尺以下的洞口,所以普通门窗仍计入面积。屋面基本不扣减任何小面积,因为各类穿洞由损耗吸收。
用途、损耗与取整都会改变数字
同样的几何,会因工程量的用途不同而产生不同的数字。净量用于投标,已扣减洞口,损耗计入单价。毛量加损耗的量用于采购,即实际购买的材料,向上取整至供货增量。按合同量算的量用于进度计价。损耗始终应用于材料量,绝不应用于量算的边界。
取整有两个相互独立的控制项。方向上,采购时向上取整,投标时四舍五入到相应精度。精度取决于输出对象:计数取整数,按 RICS NRM2 取整到最近的 10 毫米,市政工程按 CESMM4 逐类设定精度。要把方向和精度设为各自独立的设置项,以免其中一个在不知不觉中改变了另一个。
量算标准的地区差异
量算规则在英国、澳大利亚、新西兰和加拿大的工料测量传统中编纂得最为严谨。RICS NRM2 和 SMM7、用于市政工程的 CESMM4、ANZSMM 以及 CIQS 指南等标准均规定面积按水平面量算,以平方米设定空洞和扣减阈值,并以确定体积报出净量。这些地区使用 1:50、1:100 等公制比例,并把“量算投影、由专业工程量体现坡度”的原则确立为明确规则,而不仅仅是一种惯例。
美国没有单一的法定标准量算方法。比例体系为英制,坡度系数、展开长度预留、器具下垂惯例以及计入工程量的损耗,都来自 NRCA、SMACNA、NECA、给排水规范和 PDCA 等行业协会与实践,而非一套统一的量算法规。美国投标通常把损耗折入采购毛量中,而英国和国际惯例则保持净量,这是一项真实存在的地区差异。
在欧洲,工程采用公制,DIN 277 规范楼面面积分类,包括德国 VOB/C 在内的各国标准方法规范量算量与采购量之别,比例遵循 ISO 5455。在国际层面,ICMS 和 IPMS 框架充当统一协调的基准,报出水平面面积和投影。各地区的共同主线是:面积保持在水平面上,坡度由专业工程量承载。
各地区的差异
量算标准因市场而异。当你在 Exayard 中设置所在地区后,这些默认值会随之切换。
| 差异项 | 地区 | 默认值 | 依据 |
|---|---|---|---|
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 美国 | 英制建筑/工程(英寸每英尺,1 英寸=20/40 英尺) | 美国制图惯例(建筑比例尺与工程比例尺) |
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 英国 | 公制 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500) | ISO 5455 / BS 1192 |
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 加拿大 | 公制 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500) | 图纸标准采用公制;材料常用英制 |
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 澳大利亚/新西兰 | 公制 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500) | AS 1100 / ISO 5455 |
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 欧洲 | 公制 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500) | ISO 5455 / DIN ISO 5455 |
| 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值) | 国际 | 公制 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500) | ISO 5455 |
| 公制/英制混用的协调与换算取整方针 | 加拿大 | 以图纸原生单位量算;全程保留完整精度;在报量/下单时一次性换算 | CIQS 公制图纸、英制材料(regions.json:'metric drawings, imperial materials common') |
| 公制/英制混用的协调与换算取整方针 | 美国 | 以图纸原生单位量算;全程保留完整精度;在报量/下单时一次性换算 | 美国英制图纸/材料(无法定 SMM) |
| 公制/英制混用的协调与换算取整方针 | 英国 | 以图纸原生单位量算;全程保留完整精度;在报量/下单时一次性换算 | RICS NRM2(公制量算) |
| 面积量算平面(水平投影与真实斜面之别) | 英国 | 水平面投影(平面面积) | RICS《计量惯例规范》/ IPMS |
| 面积量算平面(水平投影与真实斜面之别) | 澳大利亚/新西兰 | 水平面投影(平面面积) | AS/与 IPMS 接轨的工料测量惯例 |
| 面积量算平面(水平投影与真实斜面之别) | 国际 | 水平面投影(平面面积) | ICMS / IPMS |
| 面积量算平面(水平投影与真实斜面之别) | 美国 | 水平面投影(平面面积) | ANSI Z765 水平楼层定义(独栋住宅可计面积 GLA,“楼层”=在水平面 2 英尺范围内)+ BOMA,事实通行惯例,无法定 SMM |
| 楼面面积基准(GEA / GIA / NIA;IPMS 1 / 2 / 3) | 英国 | 内部建筑面积(GIA)/ IPMS 2,量至外墙内表面 | RICS《计量惯例规范》/ IPMS 2 |
| 楼面面积基准(GEA / GIA / NIA;IPMS 1 / 2 / 3) | 国际 | 内部建筑面积(GIA)/ IPMS 2,量至外墙内表面 | IPMS 2(所有建筑/办公) |
| 楼面面积基准(GEA / GIA / NIA;IPMS 1 / 2 / 3) | 美国 | 内部建筑面积(GIA)/ IPMS 2,量至外墙内表面 | BOMA/与 IPMS 接轨(无法定 SMM) |
| 应用于斜面面积的坡度系数 | 美国 | 在量算的平面面积上应用纯坡度系数 sqrt((升高/水平距离)^2+1) | NRCA《屋面手册》 |
| 应用于斜面面积的坡度系数 | 英国 | 在量算的平面面积上应用纯坡度系数 sqrt((升高/水平距离)^2+1) | RICS NRM2(屋面覆盖层按覆盖面积量算,并注明坡度) |
| 应用于斜面面积的坡度系数 | 国际 | 在量算的平面面积上应用纯坡度系数 sqrt((升高/水平距离)^2+1) | ICMS/几何关系 |
关键术语
- 比例校准范围(按整张图纸还是按视口/区域)
- 同一张图纸常带有多种比例:1/4 英寸的平面图、1/2 英寸的放大平面索引图、3/4 英寸的墙身剖面、1-1/2 英寸或 3 英寸的详图,各自处于自己的视口中。
- 如何确定比例(采用标注比值还是对照已知尺寸校准)
- 图上印出的比例(例如
- 双轴(X 与 Y)比例核验关口
- 扫描或非均匀拉伸的 PDF,其水平方向的有效比例可能与垂直方向不同。
- 比例体系/图纸单位制(英制建筑/工程比例尺与公制比值)
- 图纸有两套比例体系。
- 公制/英制混用的协调与换算取整方针
- 图纸常常混用单位制,加拿大尤为典型,制图用公制、但材料按英制下单/计价(参见 regions.json,'metric drawings, imperial materials common'),许多国际项目也带有双……
- 不按比例(NTS)视图的处理
- 详图、明细表、示意图以及许多剖面图都按不按比例(NTS)绘制:其像素并不与实际成比例。
- 标注(文字)尺寸优先于按比例量取
- 一项近乎通行的制图惯例:标注(文字)尺寸和明细表数值优先于从图上按比例量取的距离。
- 面积量算平面(水平投影与真实斜面之别)
- RICS《计量惯例规范》和 IPMS 将场地面积和楼面面积定义为在水平面上量算,坡度由专业工程量(土方体积、屋面表面积)体现,而不是靠虚增报出的面积。
- 楼面面积基准(GEA / GIA / NIA;IPMS 1 / 2 / 3)
- GEA、GIA 和 NIA(RICS《计量惯例规范》)及其国际对应标准 IPMS 1、IPMS 2 和 IPMS 3,是规范的水平面楼面面积定义,它们对各项内容的计入/不计入各不相同:……
- 应用于斜面面积的坡度系数
- 斜面(屋面、坡道、拱顶吊顶)的真实面积大于其水平投影面积。
- 斜脊/斜沟对角线长度系数
- 斜脊线和斜沟线斜向贯穿屋面,其有效坡度比普通椽更陡,因此每英尺平面水平距离对应的斜长更长。
- 线性段按坡度/展开长度量算与按水平投影量算之别
- 楼梯扶手、斜踢脚、倾斜护栏以及任何抬升的机电管路,都比其平面投影更长。
引用的标准
- NIBS 国家 CAD 标准(统一制图系统)
- ISO 5455《技术制图—比例》
- NIBS 国家 CAD 标准, 图形比例尺/比例标注
- ISO 80000-1《量和单位—总则》
- RICS NRM2
- ISO 129-1《技术产品文件—尺寸标注》
- RICS《计量惯例规范》第 6 版
- IPMS(国际物业测量标准),所有建筑
- NRCA(美国全国屋面承包商协会)《屋面手册》, 坡度修正后的屋面面积(roofing square 单位)
- NRCA《屋面手册》, 斜脊/斜沟按斜长量算
- IPC(《国际给排水规范》)
- IBC(《国际建筑规范》)
- ADA《无障碍设计标准》, §505 扶手
- RICS SMM7
常见问题
比例应按整张图纸统一设定一次,还是按视口/区域(平面图、放大平面图、详图、立面图)各自独立设定?
同一张图纸常带有多种比例:1/4 英寸的平面图、1/2 英寸的放大平面索引图、3/4 英寸的墙身剖面、1-1/2 英寸或 3 英寸的详图,各自处于自己的视口中。把单一比例绑定到整张图纸,会使每一个处于不同比例的区域都量算错误。按视口(按区域)校准是正确且更严谨的默认做法;只有当整张图纸确实只有一种比例时,才可接受按整张图纸设定。比例只是描绘距离上的纯乘数,它绝不改变……
AI 应如何确定比例:是信任图上印出的比例标签,还是对照已知尺寸进行校准?
图上印出的比例(例如 1/4 英寸 = 1 英尺)只在原始出图尺寸下有效。被重新保存为半尺寸或任意尺寸的 PDF,会在保留印出标签的同时悄然改变真实比例。稳妥的方法是对照一个已知尺寸进行校准,理想情况下取图上标注最长的一条尺寸线,让真实比例反算得出。两个方向都必须核验,因为被拉伸/扫描的图纸在 X 和 Y 方向上可能不同(参见 scale.calibration.dual-axis-check)。
在信任某一面积量值之前,AI 是否应核验图纸在 X 和 Y 方向上缩放比例相等?
扫描或非均匀拉伸的 PDF,其水平方向的有效比例可能与垂直方向不同。这时若只校准单一方向,沿一个方向的长度读取正确,沿另一个方向则错误,而任何面积(由两者相乘得出)都会悄无声息地出错。稳妥的关口是校准两个已知尺寸,一个水平、一个垂直,并在进行任何面积算量之前确认二者在允许误差内一致;若二者偏离超出允许误差,则该图纸为非均匀缩放……
AI 应预期哪一套比例体系(英制建筑/工程比例尺还是公制比值)?
图纸有两套比例体系。美国英制使用建筑比例尺(每英尺若干分之一英寸:1/8 英寸=1 英尺(1:96)、1/4 英寸=1 英尺(1:48)、1/2 英寸=1 英尺、3/4 英寸、1 英寸=1 英尺),场地/市政则用工程比例尺(1 英寸=20 英尺、1 英寸=40 英尺)。公制使用 ISO 比值(1:50、1:100、1:200、1:500)。了解所属体系可消除标签歧义,并为平面图(1:50/1:100 或 1/4 英寸)与总平面图(1:500 或 1 英寸=40 英尺)设定合理的默认值。
当图纸混用公制和英制标注时(例如公制图纸但英制材料),工程量以哪种单位量算、报量和下单,换算取整又如何处理?
图纸常常混用单位制,加拿大尤为典型,制图用公制、但材料按英制下单/计价(参见 regions.json,'metric drawings, imperial materials common'),许多国际项目也带有双重标注。以一种单位量算、又以另一种单位下单会引入换算取整偏差:对每个尺寸反复换算并取整(而不是以图纸原生单位量算/求和、最后一次性换算),会系统性地累积漂移……
标注为 NTS(不按比例)的视图应如何量算?
详图、明细表、示意图以及许多剖面图都按 NTS(不按比例)绘制:其像素并不与实际成比例。在 NTS 视图上按比例量取是一个典型错误。来自 NTS 视图的工程量必须取自文字标注尺寸、明细表或索引说明,绝不能取自量取的距离。
相关指南
自动量算各专业工程量
Exayard 读取你的图纸,并依据内置的这些规则生成带价算量。设置你的所在地区,它便会套用相应的标准。
免费试用 Exayard