赵国栋
北京建工集团有限责任公司 北京市，100055
摘要：随着BIM在我国大力的推广和使用，很多项目在施工阶段前都开始应用BIM软件建立建筑、结构、机电、装饰装修等专业模型，但很多BIM软件并不具备建立模板模型的功能，本文结合自身工作和学习经验，使用Revit参数化插件Dynamo编程，完成自动化建立模板模型，同时实现统计模板接触面积的工程量计算，统计的模板工程量为项目组织管理提供了可参考的数据。
关键词：BIM；DYNAMO；模板算量；模型；
模板算量是施工预算措施项中重要的一项，以前造价员通过二维的CAD图纸进行模板工程量的计算，算量结果因造价员的经验和水平因素影响偏差较大。在出现了三维建模软件后，造价员开始用CAD图纸进行建模工作，建模完成后用计算公式来进行模板量的提取，但因建模软件本身功能不完善等原因，建模速度缓慢、易出错，无法为施工阶段的模板量提供较为准确的数据依据。
BIM技术引入到我国后，随着国家政策的大力扶持，BIM技术在施工企业快速的普及，可选择的建模软件，产生了诸多的BIM应用，较为基础的BIM应用成果就是通过快速的建立专业模型，利用模型进行工程量的统计。但同样也是由于大量的BIM建模软件都是国外的“舶来品”，其“水土不服”的特性导致无法建立模板模型，更不用说是提取模板的工程量了。
Dynamo是Autodesk公司旗下的一款可视化的参数化编程软件，作为软件的安装模块之一安装在revit，civil3D等主要建模软件中使用，其具有逻辑性的电池组连接方式，同时具备独立编程开发电池的功能，最主要的是可以通过调整参数改变生成模型的样式，为使用revit建立模型的使用者提供了更为便利的建模重要手段之一。
1 配模方式存在的问题
1.1传统二维图纸配模的问题
传统配模方式依然采用以二维的CAD图纸作为参照依据，由于配模需要在竖向和横向两个方向进行配模工作，又要考虑构件与构件之间的连接关系，给配模人员的工作直接带来了很大的困难，即需要配模人员通过自身的识图能力，又需要在竖向没有给出剖面的地方进行人工手动绘制图纸，增加了工作量也容易造成配模过程中出现遗漏的现象，最终影响整体的配模效率[1]。
1.2 配模模板的用量统计问题
施工现场在进行施工预算时会根据设计图纸进行模板算量，但在施工阶段，由于图纸变更的现象非常普遍，施工图纸与设计图纸差别较大。现场施工的模板量一般是由分包劳务队伍进行模版深化和提料加工。对于总包管理方来说模板算量变成了“黑盒”，不利于施工总承包方的施工过程管理和成本管理[2]。
2 利用BIM技术实现配模和算量
BIM应用最基本也是最有效的工作内容就是根据施工图纸建立施工阶段BIM模型，并随着施工进度和设计变更等因素，不断的调整和深化模型，从而在施工前提前发现问题，并为项目的科学管理提供数据支撑。
2.1 BIM技术为总包管理提供的优势
2.1.1 建立完整的三维可视化模型
BIM人员根据CAD图纸完成从二维到三维的转化，建模过程等同于完整的审核了图纸，帮助施工前发现图纸问题。利用其可视化的优势，能全方位的体现项目关键部位，并且可根据需求随意点位建立剖面视图，直观的让配模工作没有“死角”，更不会遗漏其他构件。
2.1.2 模型可根据需要提取工程量
BIM模型构件在建立完成时就包含了其基础的尺寸，材质，面积，体积等属性信息，随着施工进行还可以对模型进行流水段的划分，楼层的划分，区域的划分等，依据现场需要提取的范围进行针对性的工程量提取，主要包括混凝土体积的提取。
2.1.3 利用模型实现多种交底方式
传统交底方式多是用二维的书面方式，为工人提供技术交底工作，在模型建立完整后，可以通过BIM模型制作出更多类型的交底样式，如施工模拟视频方式，利用BIM模型进行3D打印构件方式，或结合项目现场的VR安全教育设备等，让人置身在虚拟环境中身临其境的进行展示工作。
2.2 DYNAMO软件编程实现模板建模和算量
2.2.1 DYNAMO软件功能
从revit2016开始，dynamo作为插件开始引入到Autodesk公司的BIM软件体系中，并在之后的版本都在安装包里均直接安装了dynamo程序，正式将其作为功能模块之一。Dynamo将revit自身的功能项通过一个个的封装电池组的形式打包，使用者仅需要通过整理建模的逻辑思路，将一个个的依据逻辑思路串联并运行，就可以等待软件自动计算完成后获得输出的结果或者模型。下图为简单的电池组串联形式。
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2.2.2 DYNAMO生成模板技术路线
国内的BIM插件厂商大力在开发模板建模插件，但由于需要额外购买费用较大，会给公司推行BIM带来一定的阻力，所以利用DYNAMO完成模型模型的建立和算量也能为公司节省下这一部分的开销，并且利于在公司内部推广使用。
利用dynamo完成柱、梁、墙、板为主要配模构件，应和实际拼模板一样理清思路，需要先获取要生成模板的构件，在构件模型与模板接触的外表面处生成实体，模板实体之间根据项目制定好的模板压边方式进行实体的剪切，剪切完成后根据可视化的需要将赋予实体模板厚度和模板材质等属性信息。
Dynamo选取构件的方式有很多种，可手动框选构件，也可以通过构件的类别自动筛选。手动的形式可根据需要生成模板的位置、范围进行灵活的选择；类别筛选虽不需要选择，但由于构件选中较多，运算起来对电脑负担较大。最终选择手动的模式，利用select model elements电池组完成。如图1所示。
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获取构件面的电池选取的是Surface.FilterByOrientation-Clockwork，利用获得的构件，打散拆分出构件表面。利用Surface.FilterByOrientation-Clockwork电池来判断垂直表面，顶部表面和底部表面。如图2所示。
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获取到表面后，要生成能够剪切的实体，利用Surface.Thicken电池组将表面拉伸向着构件外部的方向生成实体。拉伸尺寸根据项目模板尺寸填写厚度。如图3所示。
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实体与实体之间剪切功能，使用Solid.Difference或Solid.DifferenceAll电池组，完成单构件相交处的实体扣减或单构件与多个构件之间的扣减需要。如图4所示。
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根据生成模板技术路线按构件顺序完成程序编制，主要步骤如下。
1、梁模板需要在底部和垂直面生成模板，此处还要考虑梁是否与板或墙构件有相交连接关系，此处的分支利用if电池组来进行判断，当程序判断有侧面有板或下部有墙的情况，则减去相交处的实体，最终减去与柱子连接处的实体，增加了判断语句的程序更加有灵活性。如图5所示。
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2、柱模板需要在柱子的垂直面生成模板，所以要选取柱子后从柱的垂直表面生成模板实体。同时考虑与柱构件是否与梁，板和墙构件有相交处，从而进行实体扣减，此处判断同梁用if电池进行区分的方式。如图6所示。
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3、墙模板需要在垂直面生成模板，同时也判断是否与柱、梁、板等构件有相交处，从而进行实体扣减，此处判断同梁用if电池进行区分的方式。
4、板模板需要在底部生成模板，并判断底部是否与墙有相交，如有则需要进行墙实体的剪切；垂直面处则判断是否与梁、柱有构件相交，如有也同样需要进行构件的实体剪切。
5.构件的剪切关系都处理完成后，就能够按照需要对剪切后的实体完成模型的建立和材质的设置，此处使用DirectShape.ByGeometry电池组，所有柱、梁、墙、板的模型生成均采用下方图示所用方法。为方便进行模型的分类，将模板设置为常规模型类，并命名为模板，材质也赋予胶合板材质。如图7所示。
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2.2.3 DYNAMO模板算量技术路线
通过模板进行建模的过程，可以利用生成的模板实体模型剪切后表面积利用Surface.Area电池组进行面积提取，由于项目建模是以毫米为单位，所以需要进行面积的单位转换。如图8所示。
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获取的模版面积数据再写入到原有的构件模型属性中，从而利用revit软件自身的明细表功能既能够提取构件的混凝土体积，有能够将模板的面积数据提取出来。如图9所示。
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3.实际项目应用成果对比
为检验程序的实用性，选取了在施项目，雄安容东片区B2组团安置房项目，并选取了其中一栋附属楼的标准层进行模板生成测试，同时利用revit的橄榄山插件和广联达BIMMAKE软件也进行模板算量进行对比数据。下图分别为选用的测试结构模型标准层模型和dynamo生成的模板模型。如图10所示。
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提取的模板面积算量成果对比，如下表所示。
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从结果可以看出，利用dynamo软件完成的模板算量与市场上销售的模板算量软件所获取的模板量基本一致。完全可以为模板措施项算量提供参考依据。
4 结语
通过使用dynamo软件建立模版模型计算模版量的路线证明是可行的，但编程过程中也发现了一些问题[3]。
1、Dynamo软件做为编程软件，对施工或建模人员的学习困难较大，并且编程时需要梳理清楚电池组的工作逻辑。而且程序只提供基础的电池组，文中部分提及的电池组都需要另外在网上下载使用。
2、由于项目结构样式多样，模版排布的方式也不相同，程序还需要按需要进行调整。
3、Dynamo软件建模的时间比其他建模软件的时间要长不少，这里需要调整生成模版的模型体量，以控制程序运行的时间。
4、现在计算的模版量仅为构件接触面的面积，还没有达到实际施工时的模板下料尺寸和模板块数。
随着dynamo程序版本的更替和电池组的不断优化，相信利用dynamo可以逐步解决现有问题，实现真正利用参数化建立BIM模型，落地项目指导施工的目标。
参考文献
[1] 兰慧频，毛叔东，查雄林.建筑模板工程 BIM 技术配模实施研究与应用［J］.施工技术，2018，47(10):142-145.
[2] 裴艳，王君峰．基于BIM技术的精细化算量实现方法研究［J］．工程经济，2016，26(4):39-44．
[3] 李 阳，张同波,于德湖. B I M 技术在模板工程设计与施工中的研究［J］．青岛理工大学学报，2017，38(2):119-124.