歐陽(yáng)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)

0 引言

造價(jià)人員手工計(jì)算工程量的過(guò)程不僅效率低，而且人為誤差對(duì)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(guò)程也常常帶來(lái)人為錯(cuò)誤。

BIM技術(shù)給工程量計(jì)算帶來(lái)了質(zhì)的突破。商業(yè)軟件方面，國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)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(shì)和有待解決的問(wèn)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(duì)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(kāi)發(fā)平臺(tái)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、軟件本身的局限性和建模人員的專(zhuān)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(duì)比分析各類(lèi)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(kāi)發(fā)算量軟件在工程量計(jì)算中更具優(yōu)勢(shì)；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(guò)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(wèn)題及改進(jìn)思路；王茹等人[4]利用Revit二次開(kāi)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(tái)的開(kāi)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(guó)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(dòng)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。

1 BIM算量工具現(xiàn)狀分析

目前市場(chǎng)上有兩大類(lèi)BIM算量工具，其對(duì)比如表1所示。一類(lèi)是基于Revit平臺(tái)的算量插件，第二類(lèi)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(tái)進(jìn)行算量，兩類(lèi)工具的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 兩類(lèi)BIM算量工具對(duì)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(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(lái)解決某個(gè)特定的問(wèn)題，節(jié)點(diǎn)功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)輸入、處理和輸出的基本邏輯來(lái)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(gòu)買(mǎi)這些工具也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)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(lái)進(jìn)行算量，但是Revit本身的功能無(wú)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(guò)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(lèi)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(zhǎng)進(jìn)行分層分類(lèi)→通過(guò)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(wú)梁板兩種。其中，無(wú)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(guò)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(guò)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(guò)Surface.FilterByOrientation節(jié)點(diǎn)區(qū)分出垂直面；在篩選墻的垂直面時(shí)，過(guò)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。

3 Dynamo應(yīng)用的效果分析

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。

3.1 Dynamo計(jì)量結(jié)果的可靠性分析

與廣聯(lián)達(dá)GCL軟件的算量結(jié)果對(duì)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)。

3.2 Dynamo的局限性

將Dynamo程序應(yīng)用到項(xiàng)目中，發(fā)現(xiàn)其存在以下問(wèn)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(wèn)題時(shí)，需要對(duì)算量原理及軟件的操作熟練程度較高，需要清楚處理問(wèn)題的邏輯關(guān)系。且Dynamo的節(jié)點(diǎn)有限，在處理問(wèn)題的過(guò)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(xiě)Python script模塊來(lái)協(xié)助解決問(wèn)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。

4 結(jié)語(yǔ)

僅應(yīng)用Revit無(wú)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(xiě)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(duì)應(yīng)用人員的要求較高，對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求高的弊端。