Dynamo在模板算量中的應用研究

歐陽業偉 黃鐘濤

(1.華南理工大學廣州學院土木工程學院，廣東 廣州 510800; 2.廣州地鐵設計院有限公司，廣東 廣州 510010)

0 引言

造價人員手工計算工程量的過程不僅效率低，而且人為誤差對工程算量影響大。工程量計算軟件的出現，大幅度提升了造價人員的工作效率以及減少了人為引起的誤差，但是在工程計算前期造價人員需要基于二維圖紙在算量軟件中進行三維建模，這個過程也常常帶來人為錯誤。

BIM技術給工程量計算帶來了質的突破。商業軟件方面，國內經過十幾年的發展，有一些基于Revit的算量軟件已經做的比較成熟，比如比目云、廣聯達、斯維爾等。另外，相關學術研究探索了BIM算量工具在應用中的優勢和有待解決的問題。張景華等人[1]運用廣聯達GCL與Revit兩個建模軟件對同一工程進行建模算量并分析，發現影響算量結果準確性的因素有軟件開發平臺的計算標準、軟件本身的局限性和建模人員的專業素質；裴艷、王君峰[2]從BIM算量的準確性與完整性角度對比分析各類BIM算量工具的算量能力，證實基于BIM設計軟件的二次開發算量軟件在工程量計算中更具優勢；袁榮麗等人[3]結合工程實際，使用斯維爾BIM算量軟件，探討了BIM算量工具在應用過程中存在的數據轉化率、構件形式局限、清單定額更新、限額設計優化等問題及改進思路；王茹等人[4]利用Revit二次開發技術實現了項目工程量清單快速準確的提取，提高了工程量計算的工作效率和精度。

Dynamo是Autodesk推出的可視化編程工具，是基于Autodesk Revit平臺的開源式插件。目前，Dynamo深受建筑設計師的歡迎，但Dynamo的應用還處于探索中，國內關于Dynamo的研究是比較缺乏的，且Dynamo目前在實際當中的主要應用點在于創建異形建筑和提高建模工作效率。Dynamo可視化編程插件支持先進的信息收集，快速模型更改以及重復性任務自動化，故本文嘗試利用Dynamo的這些特點，研究Dynamo在模板工程量計算中的應用。

1 BIM算量工具現狀分析

目前市場上有兩大類BIM算量工具，其對比如表1所示。一類是基于Revit平臺的算量插件，第二類是利用Revit插件實現數據轉換，將Revit模型導入到傳統算量軟件平臺進行算量，兩類工具的對比見表1。

表1 兩類BIM算量工具對比

2 基于Dynamo的模板工程算量解決方案

Dynamo作為可視化編程插件，靈活性、適應性強，在Revit 2017及其后續版本中均自帶Dynamo，它是利用連接一些預定義功能的節點，形成一套循序漸進的程序流，來解決某個特定的問題，節點功能的實現是通過輸入、處理和輸出的基本邏輯來實現的，其節點應用示意圖如圖1所示。

已有的BIM算量工具雖然較大便利了算量工作，但是購買這些工具也會給企業帶來一定的經濟壓力。實際當中一些企業利用Revit的明細表功能來進行算量，但是Revit本身的功能無法計算模板工程量。

結構構件模板工程量計算:

首先在結構構件表面生成模板實體，以創建梁模板為例，實現思路為：獲取梁實例→讀取梁的尺寸參數→根據梁線放置梁模板。

生成模板后，再利用Dynamo篩選出構件的各個需要計算模板面積的表面，并匯總各表面面積，同時篩選出與其他構件相交的部分，扣減不需要計算模板的相交面積，最終計算出模板工程量，最后將這些與模板工程量計算相關的參數都將添加到構件的屬性信息當中，利用明細表統計和查看工程量。各主要結構構件的模板工程量計算方法如下：

1)梁模板。

梁的模板面積=四個垂直面+底面積-要扣除的面積，其中，要扣除的面積指梁與柱、板、墻等構件的相交面。實現思路：利用Surface.FilterByOrientation節點篩選出垂直面、底面進行匯總→過濾梁與柱、板、墻等構件的相交面→將以上面積參數全部添加到梁的屬性信息中，計算出梁模板。

應用Dynamo實現柱、板和墻的模板計算思路與梁類似，闡述如下：

2)柱模板。

柱模板工程量即計算柱的垂直面積。實現思路：拾取所有柱構件并根據柱的標高和周長進行分層分類→通過Surface.FilterByOrientation節點拾取出其垂直面→計算垂直面的面積之和→將面積參數添加到柱的屬性信息中。

3)板模板。

板分為有梁板和無梁板兩種。其中，無梁板僅計算板的模板工程量，有梁板還需要加上梁的模板工程量。板的模板按房間凈面積(扣除墻寬或梁寬)計算，再扣減要扣除的面積，要扣除的面積包括板與其他構件相交的面積和洞口。實現思路：拾取板的所有面后，通過Surface.FilterByOrientation節點區分出垂直面、底面和頂面；在篩選板的垂直面時，過濾掉板與柱、梁等構件的相交面；最后進行加減得出模板面積。

4)墻模板。

即計算墻的側面積，實現思路：拾取墻的所有面后通過Surface.FilterByOrientation節點區分出垂直面；在篩選墻的垂直面時，過濾掉與柱、梁、板等構件的相交面；最后進行加減得出模板面積。

3 Dynamo應用的效果分析

將上述Dynamo程序應用到華南理工大學廣州學院教師公寓D1(6層，框架結構，單間)，D5(6層，框架結構，一房一廳)的模板算量，如圖2所示，以驗證程序的可靠性和可行性。

3.1 Dynamo計量結果的可靠性分析

與廣聯達GCL軟件的算量結果對比如表2所示，發現其計量結果的偏差率在可接受的范圍內。

3.2 Dynamo的局限性

將Dynamo程序應用到項目中，發現其存在以下問題：

表2 Dynamo程序與廣聯達GCL計算結果比較

1)在應用Dynamo解決問題時，需要對算量原理及軟件的操作熟練程度較高，需要清楚處理問題的邏輯關系。且Dynamo的節點有限，在處理問題的過程中找不到相應的節點解決時，需要尋找相關的節點包或編寫Python script模塊來協助解決問題。2)Dynamo應用到大型建筑模型案例中，需要根據實際情況調整數據處理邏輯，且需要多次去嘗試才能進行完善。3)當項目體量較大時，需要將大量構件映射到Dynamo中進行處理，易受計算機性能的局限。

4 結語

僅應用Revit無法獲得模板工程量，本文研究發現，應用基于Revit的可視化編程工具Dynamo編寫程序流，可以實現模板工程量的計算。但是，Dynamo的應用也存在應用難度較大，對應用人員的要求較高，對計算機性能要求高的弊端。