Dynamo在工程造价与计量领域内的应用研究

Dynamo在工程造价与计量领域内的应用研究

田永泽1郑涵滨2

1.新疆昱天建设工程项目管理有限公司，新疆乌鲁木齐830000

2.上海斯涵福信息科技有限公司，上海200000）

摘要：工程造价的范围大于工程计量，但工程计量的工作却占用了大量的人力。项目的复杂程度也越来越大，让造价工程师们疲于在计量工作上大费工夫。本文从工程造价的概念开始，分析了工程计量工作的难点，思考了引入BIM技术后存在的误区，从Dynamo即BIM参数化建模的应用中，探讨了工程计量提效的方向应在何处。

关键词：BIM，工程造价，工程计量，Dynamo，土方

1.工程造价与工程计量

工程造价的含义，从投资者角度而言，是指建设一项工程预期开支和实际开支的全部固定资产投资费用，是建设工程固定资产总投资；而从市场交易角度分析，是指在工程发承包交易活动中形成的建筑安装工程费用或建设工程总费用。[1]而工程计量是指建设工程项目以工程设计图纸、施工组织设计或施工方案及有关技术经济文件为依据。按照相关工程国家标准的计算规则、计量单位等规定，进行工程数量的计算活动，在工程建设中简称工程计量。[2]工程量是工程计量的结果，是指按一定规则并以物理计量单位或自然计量单位表示的建设工程各分项工程、措施项目或结构构件的数量。[2]

根据各自的定义，工程造价的范围涵盖了工程计量的内容，而工程计量则是由工程量的集合作为成果来体现的内容。

工程造价的概念很大，并且其核心内容也不只是计量，但现在工程造价及咨询单位的绝大多数工作量还是落在工程计量之上。

2.工程计量的难处

工程计量工作最初是纯手工算量的工作，难度大错误率高，全部依靠人工责任心来保证正确率的时代，是十分艰难困苦的时期。到微型计算机普及之后，出现了使用公式，依靠电子表格辅助来进行算量工作，但由于大量输入还是依靠人工，虽然效率略有提升，但正确率依旧需要责任心来保证。再往后，CAD软件的普及使得工程算量软件的需求得到提升，工程算量软件普及，依靠内置各种计算公式，加上电脑硬件的支持，带来了工作效率的巨大提高，但受限于输入数据准确性的问题，算量的正确率依旧难以保证。现在，BIM技术的广泛应用下，工程造价师们将眼光移向了BIM算量。

时代在变化，技术在发展，但工程计量想解决的问题却没变：更高的效率以及更高的准确率。

3.改变观念

从上文可以看到，从最初的手算开始，一直到现在寻求BIM算量方法，工程计量的手段一致停留在“算”之上。这是由于项目未实施，所有的计量工作都是在由已知量（设计图纸）套用计算公式、规则求未知量（实际工程量），即每一个单项工程量函数结果的总和，。这种方式在技术手段有限的情况下，是一种非常有效的做法。

事实上，最准确的工程量计量应该是实际消耗量的统计。即假设在一个相对封闭的系统内（施工围挡内），在没有破坏和遗漏的前提下（场地内的生物降解或非正常材料出场），输入的内容（设备、材料进场）与输出的内容（设备、废料出场）的差值，必然等于系统内留下的内容（工程成果）。

所以，在不考虑人为不利因素干扰的情况下，建造一遍，就能统计出真实的工程量究竟是多少了。但是在过去，我们的时间和资源都不允许如此做。也因此，计算预估也就成了唯一的手段了。于是，“算”也就成了一种惯性思维。

现在BIM技术的出现以及计算机硬件性能的提升，给了我们用另一种方式来“建造”一遍工程项目的可能。因此工程计量的“计”不再只是计算的“计”，而可以是统计的“计”。

4.BIM计量

BIM（BuildingInformationModeling）是近年来在国内外工程领域内都比较火热的技术，虽然其基本概念由CharlesM.Eastman[3]等人于上世纪70年代提出。BIM技术的最大特性是三维可视，并且所见即所得，所以，BIM建模的过程，又可以称之为“虚拟建造”。这给了我们一个在实际建造之前，先在虚拟环境里建造一遍的条件。

在建模过程中，通过计算机可以实时统计出产生了多少构件。虚拟环境（相对封闭的环境）中，没有刻意的生成与删除（没有破坏和遗漏），输入BIM模型构件（输入的内容），没有无用的BIM模型构件（输出的内容），最终的成果（系统内留下的内容即整体BIM模型）必然就是项目所需工程量的总和。

BIM技术作为需要贯穿整个建筑生命周期的技术，其核心I即信息，需要在各个阶段各个参与单位间进行流转。BIM模型的建立，理应在设计阶段由设计单位或辅助设计单位完成。当在提交到造价工程师手中时，造价工程师仅需要对模型内的构件进行统计归类，即可完成工程计量工作。

所以，现在BIM计量的主要问题并不是软件有多强大，而是：

（1）如何让模型更完整，建模速度更快？

（2）如何让模型构件搭载的信息，达到让造价工程师对其进行分类统计的要求？

5.参数化模型

建模（几何信息输入）的工作主要在设计阶段，由设计或辅助设计单位完成。而信息（除几何信息外）的搭载，应该是建模同期完成的，所以上述问题的解决，可以由设计或辅助设计团队全部完成，也可以在设计或辅助设计团队的仅完成底层基础信息的搭载后，其余造价相关有用信息可以由造价咨询单位进行深化和追加。而必须要搭载哪些基础性质的非几何信息，则需要建设各方达成共识，并且以（国家）标准的形式执行，这也是模型参数化的必要工作之一。这份工作内容若全靠人工完成，工作量依旧十分巨大，并且存在责任心与准确性的问题。

尽可能减少人工干预，让计算机自动完成建模工作，是降低人工工作量，提高准确性的最佳手段。因此，现今BIM工程计量的核心问题本质上是BIM建模手段的问题。

6.Dynamo在工程计量中的应用

6.1Revit与Dynamo简介

Revit是软件AutodeskRevit的简称，是欧特克（Autodesk）公司的BIM三维建模软件产品。Revit是目前市场上，应用较多，入门门槛较低的一款BIM软件。Revit作为欧特克公司的核心BIM产品之一，在全世界各类工程项目的BIM应用和研究中，都占据了重要的位置。

Dynamo的官方定义是Community-driven,Opensourcegraphicalprogrammingfordesign[4]（即社区主导型的专为(建筑)设计而生的开源图形设计程序）。DynamoForRevit通过将Revit里的功能模块做成相应的可视化节点，实实在在的将设计（算法）与建模功能分离，让设计师只需在简单的学习下，自己编织算法，串联建模功能，产生参数化设计的效果，将Revit更好的运用到设计中去。

6.2Dynamo在建模过程中的应用

以结构柱建模为例。在Dynamo中编写好脚本，规范化输入的设计参数信息，通过固定的节点将设计信息输入Dynamo脚本中，通过脚本的运算和RevitApi的共同作用，可以讲设计信息从数字、符号直接转变为实体模型。

程序的意义在于，只要输入的信息规范正确，程序会在循环中，挨个把模型单元建立起来，避免人工建模中的遗漏或者设计变更造成的信息更新不及时模型丢失等问题。同时，输入不正确也将会使程序出错，从而反过来检查设计信息规范化是否正确。

6.3Dynamo在工程计量过程中的应用

当模型以参数化方式搭建时，同时可以将基础信息一并写入。设计院将BIM（Revit）模型流转到造价工程师手中时，造价工程师可以通过设计院提供模型内的基础信息作为分类查询的标签，根据标签归类模型构件，通过Dynamo脚本写入需要追加的参数信息，最终通过Dynamo读取模型构件的几何信息，并按照造价工程师写入的参数信息进行分类输出，形成造价工程师需要得到的工程量清单格式内容。

同时，不仅对本体结构可以做计算，对于本体之外的，如土方量的计算，也能提供帮助。

利用现有的技术手段，可以通过无人机航拍的方式，将地形测量通过带有深度的照片实现。将照片信息内，像素点的深度信息提取并计算，可以得到工程范围内地形状态。将这些信息输入Dynamo的脚本中，即可建立地形模型。

在此基础上，通过追加开挖深度和范围的信息，可以将总理论挖土量求出，与实际出土量比对，可以做到对实际工程量的校核作用。

7.结论

（1）在BIM技术逐渐成熟的时期，工程计量的工作应该由计算向统计转变，将问题前置，重点考虑的是高效建模和信息内置的问题。BIM模型搭建的越完善，工程量自然也就越准确

（2）基于Revit的Dynamo参数化建模手段，可以有效提高建模效率，并且进一步提高工程计量的效率。

（3）使用BIM技术获取的工程量，作为数字信息保存，也有助于日后对成本的反向分析，对同类型预算概算的提出，提供数据支撑。

（4）造价工程师不能把工作重点仅仅停留在工程量上，更需要在组价上努力。

（5）作为设计BIM信息流的下游，造价咨询单位需要对BIM建模规则提出一定要求，而且需要从标准规范角度入手，这样对日后的工作会有非常大的帮助。

参考文献

[1]李向国.建设工程造价管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2017:1.

[2]全国造价工程师执业资格考试教材编.建设工程技术与计量(土木建筑工程)[M].北京:中国计划出版社,2017:330.

[3]Eastman,Charles;Fisher,David;Lafue,Gilles;Lividini,Joseph;Stoker,Douglas;Yessios,Christos.AnOutlineoftheBuildingDescriptionSystem.InstituteofPhysicalPlanning,Carnegie-MellonUniversity,September1974.

[4]DynamoBIM(http://dynamobim.org/)