歐陽業(yè)偉 黃鐘濤
(1.華南理工大學(xué)廣州學(xué)院土木工程學(xué)院,廣東 廣州 510800; 2.廣州地鐵設(shè)計(jì)院有限公司,廣東 廣州 510010)
造價(jià)人員手工計(jì)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(jì)算軟件的出現(xiàn),大幅度提升了造價(jià)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(jì)算前期造價(jià)人員需要基于二維圖紙?jiān)谒懔寇浖羞M(jìn)行三維建模,這個(gè)過程也常常帶來人為錯誤。
BIM技術(shù)給工程量計(jì)算帶來了質(zhì)的突破。商業(yè)軟件方面,國內(nèi)經(jīng)過十幾年的發(fā)展,有一些基于Revit的算量軟件已經(jīng)做的比較成熟,比如比目云、廣聯(lián)達(dá)、斯維爾等。另外,相關(guān)學(xué)術(shù)研究探索了BIM算量工具在應(yīng)用中的優(yōu)勢和有待解決的問題。張景華等人[1]運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)GCL與Revit兩個(gè)建模軟件對同一工程進(jìn)行建模算量并分析,發(fā)現(xiàn)影響算量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素有軟件開發(fā)平臺的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、軟件本身的局限性和建模人員的專業(yè)素質(zhì);裴艷、王君峰[2]從BIM算量的準(zhǔn)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(shí)基于BIM設(shè)計(jì)軟件的二次開發(fā)算量軟件在工程量計(jì)算中更具優(yōu)勢;袁榮麗等人[3]結(jié)合工程實(shí)際,使用斯維爾BIM算量軟件,探討了BIM算量工具在應(yīng)用過程中存在的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化率、構(gòu)件形式局限、清單定額更新、限額設(shè)計(jì)優(yōu)化等問題及改進(jìn)思路;王茹等人[4]利用Revit二次開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目工程量清單快速準(zhǔn)確的提取,提高了工程量計(jì)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(shè)計(jì)師的歡迎,但Dynamo的應(yīng)用還處于探索中,國內(nèi)關(guān)于Dynamo的研究是比較缺乏的,且Dynamo目前在實(shí)際當(dāng)中的主要應(yīng)用點(diǎn)在于創(chuàng)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(jìn)的信息收集,快速模型更改以及重復(fù)性任務(wù)自動化,故本文嘗試?yán)肈ynamo的這些特點(diǎn),研究Dynamo在模板工程量計(jì)算中的應(yīng)用。
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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,將Revit模型導(dǎo)入到傳統(tǒng)算量軟件平臺進(jìn)行算量,兩類工具的對比見表1。
表1 兩類BIM算量工具對比
Dynamo作為可視化編程插件,靈活性、適應(yīng)性強(qiáng),在Revit 2017及其后續(xù)版本中均自帶Dynamo,它是利用連接一些預(yù)定義功能的節(jié)點(diǎn),形成一套循序漸進(jìn)的程序流,來解決某個(gè)特定的問題,節(jié)點(diǎn)功能的實(shí)現(xiàn)是通過輸入、處理和輸出的基本邏輯來實(shí)現(xiàn)的,其節(jié)點(diǎn)應(yīng)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(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)壓力。實(shí)際當(dāng)中一些企業(yè)利用Revit的明細(xì)表功能來進(jìn)行算量,但是Revit本身的功能無法計(jì)算模板工程量。
結(jié)構(gòu)構(gòu)件模板工程量計(jì)算:
首先在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面生成模板實(shí)體,以創(chuàng)建梁模板為例,實(shí)現(xiàn)思路為:獲取梁實(shí)例→讀取梁的尺寸參數(shù)→根據(jù)梁線放置梁模板。
生成模板后,再利用Dynamo篩選出構(gòu)件的各個(gè)需要計(jì)算模板面積的表面,并匯總各表面面積,同時(shí)篩選出與其他構(gòu)件相交的部分,扣減不需要計(jì)算模板的相交面積,最終計(jì)算出模板工程量,最后將這些與模板工程量計(jì)算相關(guān)的參數(shù)都將添加到構(gòu)件的屬性信息當(dāng)中,利用明細(xì)表統(tǒng)計(jì)和查看工程量。各主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模板工程量計(jì)算方法如下:
1)梁模板。
梁的模板面積=四個(gè)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(gòu)件的相交面。實(shí)現(xiàn)思路:利用Surface.FilterByOrientation節(jié)點(diǎn)篩選出垂直面、底面進(jìn)行匯總→過濾梁與柱、板、墻等構(gòu)件的相交面→將以上面積參數(shù)全部添加到梁的屬性信息中,計(jì)算出梁模板。
應(yīng)用Dynamo實(shí)現(xiàn)柱、板和墻的模板計(jì)算思路與梁類似,闡述如下:
2)柱模板。
柱模板工程量即計(jì)算柱的垂直面積。實(shí)現(xiàn)思路:拾取所有柱構(gòu)件并根據(jù)柱的標(biāo)高和周長進(jìn)行分層分類→通過Surface.FilterByOrientation節(jié)點(diǎn)拾取出其垂直面→計(jì)算垂直面的面積之和→將面積參數(shù)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(jì)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(jì)算,再扣減要扣除的面積,要扣除的面積包括板與其他構(gòu)件相交的面積和洞口。實(shí)現(xiàn)思路:拾取板的所有面后,通過Surface.FilterByOrientation節(jié)點(diǎn)區(qū)分出垂直面、底面和頂面;在篩選板的垂直面時(shí),過濾掉板與柱、梁等構(gòu)件的相交面;最后進(jìn)行加減得出模板面積。
4)墻模板。
即計(jì)算墻的側(cè)面積,實(shí)現(xiàn)思路:拾取墻的所有面后通過Surface.FilterByOrientation節(jié)點(diǎn)區(qū)分出垂直面;在篩選墻的垂直面時(shí),過濾掉與柱、梁、板等構(gòu)件的相交面;最后進(jìn)行加減得出模板面積。
將上述Dynamo程序應(yīng)用到華南理工大學(xué)廣州學(xué)院教師公寓D1(6層,框架結(jié)構(gòu),單間),D5(6層,框架結(jié)構(gòu),一房一廳)的模板算量,如圖2所示,以驗(yàn)證程序的可靠性和可行性。
與廣聯(lián)達(dá)GCL軟件的算量結(jié)果對比如表2所示,發(fā)現(xiàn)其計(jì)量結(jié)果的偏差率在可接受的范圍內(nèi)。
將Dynamo程序應(yīng)用到項(xiàng)目中,發(fā)現(xiàn)其存在以下問題:
表2 Dynamo程序與廣聯(lián)達(dá)GCL計(jì)算結(jié)果比較
1)在應(yīng)用Dynamo解決問題時(shí),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(guān)系。且Dynamo的節(jié)點(diǎn)有限,在處理問題的過程中找不到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)解決時(shí),需要尋找相關(guān)的節(jié)點(diǎn)包或編寫Python script模塊來協(xié)助解決問題。2)Dynamo應(yīng)用到大型建筑模型案例中,需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整數(shù)據(jù)處理邏輯,且需要多次去嘗試才能進(jìn)行完善。3)當(dāng)項(xiàng)目體量較大時(shí),需要將大量構(gòu)件映射到Dynamo中進(jìn)行處理,易受計(jì)算機(jī)性能的局限。
僅應(yīng)用Revit無法獲得模板工程量,本文研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用基于Revit的可視化編程工具Dynamo編寫程序流,可以實(shí)現(xiàn)模板工程量的計(jì)算。但是,Dynamo的應(yīng)用也存在應(yīng)用難度較大,對應(yīng)用人員的要求較高,對計(jì)算機(jī)性能要求高的弊端。