基于Dynamo 可视化编程建模的BIM 应用

蒋帅

（厦门市市政工程设计院有限公司，福建 厦门361000）

1 概述

厦门健康步道（狐尾山- 仙岳山- 湖边水库- 观音山步道）景观提升工程是厦门岛中北部重要的生态节点，贯穿本岛东西方向的山海步行通廊，其中节点二、三异形桥梁上跨现有道路，交通网络繁杂，空间维度多样化，工期紧施工难度大。急需创建BIM模型，以模型为依据提前发现问题、规避问题，提高项目参与各方的沟通效率。

Autodesk Revit 的软件建模存在局限性，无法创建复杂异形图元，完成建筑物优美的造型。同时，在BIM建模过程中存在大量机械化重复性工作，给工作带来负担。而Revit 相关插件解决的问题有限，无法提出针对异形构的建解决方案。

针对上述问题，寻求Dynamo 解决方案：Dynamo 作为一个强大且易学易用的编程平台，为包括revit 在内的一系列Autodesk系列产品实现功能拓展，帮助用户进行更智能的三维复杂异形模型创建，以及更便捷地管理模型信息，用程序代替重复性工作提高效率。

2 模型创建思路

本项目通过Dynamo+Excel+Revit 的方式实现批量创建修改图元，达到快速创建模型的目的，项目的BIM技术路线如图1所示：

2.1 模型拆分

本项目采用Revit+Dynamo 的方式完成复杂异形桥梁的创建。考虑到整合模型的运行效率，确保软硬件运行性能的流畅，同时也确保模型在施工阶段的应用，在专业划分的前提下，宜按施工工艺、施工区域划分拆分模型。结合本项目特点对模型进行拆分，分为桥梁上部、桥梁下部以及附属专业的内容，以单个文件大小不超过100M 为宜，参考CAD 底图进行模型文件整合。

2.2 模型分类

在项目进行分布分项拆解后，模型已经分解成了若干种类型的图元，面对成千上万的图元需要进行分类，基于Revit 软件架构原因，Revit 做不了平纵面都是曲线的图元，意味着仅仅依靠Revit 是完成不了路桥模型的创建，更何况是本项目异形钢箱梁桥。针对不同类型的图元有不同的创建方法，故对拆分后的图元进行分类。图元分类依据是取决于模型本身是否能由Revit 软件创建，但凡能够通过Revit 来创建的图元是常规图元，Revit 创建不了的图元，需要借助Dynamo 来创建的图元是异形图元。

2.3 创建模型

根据模型的分类，采取对应的解决方法。当图元为常规图元，但是图元数量繁多且同种类型的图元呈现一定的规律进行变化的时候，将该类型的图元进行参数化驱动并且，控制确保图元的参数化能通过输入数值实现。在此基础上把这些参数化的数值写入到Excel 的表格中，通过Dynamo 读取Excel 表格数据，批量把参数赋予给这些图元后放置在相应的位置上，完成创建。

当图元为异形图元时，分析图元形体生成的思路，图元的创建无外乎拉伸、旋转，放样和融合，又或者是由两个或者多个图元进行布尔运算形成，分析好图元的生成思路后进行创建。

2.4 模型信息完善

根据建模标准中关于模型图元信息添加的相关要求，去图元进行属性信息的添加。首先在Excel 罗列需要添加至图元的信息，充分利用Excel 的强大功能，省去了人为手动输入信息，大大节省工作时间，再利用Dynamo 逐一匹配图元和表格对应的信息，批量添加图元属性的功能，实现模型信息的完善。

2.5 模型整合

首先，新建一个综合项目载入CAD 总平图，根据CAD 总平图的各专业之间的位置关系将各个专业的模型以链接的形式汇总到综合项目。汇总之后通过传递项目标准，把所需要的过滤器，试图样板等传递到综合项目中即可。

2.6 渲染出图

目前市面上有很多的三维渲染软件lumion、V-RAY、光辉城市等等，但是基于本项目立项之初便决定采用BIM+VR 的方式充分表达设计理念，预览设计成果将项目效益最大化，故选择Twinmotion 做为渲染软件对接VR 设备。

由于Twinmotion 的软件渲染原理是基于图元的材质进行，但是由于Revit 软件本身部分构件就不具备材质的比如线管，又或者是需要批量为同种类型添加制定材质时，无疑增加了工作量。同样也可以是用Dynamo 解决批量为图元添加材质，最终实现BIM模型传递至Twinmotion 软件进行VR 体验的目的。

材质是一种相对特别的图元属性，与上文提到的模型信息完善不同的地方，需要额外地为该类型的图元添加项目参数，使得该类型的图元都具备材质属性，在此基础上利用Dynamo先批量获取图元的材质列表，再批量用新的材质替换这些材质列表对应项，完成材质赋予。其中关键步骤在于项目管理面板中新建该材质名称，通过Dynamo 的节点将材质名称和材质ID匹配起来。

3 项目模型创建的重难点分析

理清模型创建思路后，明确本项目的重难点主要包括三块内容：项目常规图元的批量创建、项目异形图元的创建、图元信息的修改。通过Dynamo 可视化编程逐一解决以上三点内容，提高BIM工作效率，大大降低了本项目的难度。

3.1 常规图元

现以横隔板为例，说明通过Dynamo 批量创建的过程。核心思路是把横隔板的轮廓放置在相应的坐标位置上，分成两个步骤。第一步用Dynamo 实现批量创建坐标位置的功能，实现批量创建坐标位置这个功能是读取Excel 表格点坐标，转化为Dynamo 的数据。第二步创建横隔板的轮廓，轮廓可通过Revit 创建后载入Dynamo 进行一系列处理。最后结合两步成果，把轮廓批量放置在坐标位置上，实现批量创建常规图元。

3.1.1 读取Excel 数据

3.1.2 Excel 数据处理

3.1.3 数据重新生成坐标点

3.1.4 创建坐标系

3.1.5 载入轮廓

3.1.6 在对应坐标系上放置轮廓

3.1.7 轮廓形成实体

3.1.8 实体布尔运算

3.1.9 定义实体为族

3.2 异形图元

现以钢箱梁中的U 形加劲板为例，说明通过Dynamo 创建的过程，核心思路是把U 形加劲板的横断面轮廓放置在相应的位置上，放样融合形成实体，实体经过简单的布尔运算后得到最终的异形图元，最后给异形图元定义为Revit 的族文件。与批量创建常规图元的不同之处在于通过轮廓融合放样创建实体。

3.3 图元信息修改

图元信息的修改对于BIM工作人员来说，是一项繁重的工作。尤其是项目信息发生变更的情况下，导致项目图元的信息参数也需要变动，着实让BIM项目诸多人员堪忧。故有效的进行图元的信息的批量修改对项目管理而言是十分有必要的，提高BIM的工作效率，将会大大降低工作人员的工作量。

3.3.1 为该类型图元添加项目参数

3.3.2 获取图元的信息

3.3.3 设置图元的参数信息（以材质为例）

4 Dynamo 在项目的价值作用

厦门健康步道桥梁节点桥梁是典型的异形钢箱梁构造，项目包含大量的异形图元，难以通过传统方式建模实现。本项目研究利用Dynamo 可视化编程创建节点二、三桥异形梁模型的实施路径，合理地运用Dynamo 强大的编程功能，补充Revit 的功能，实现Revit 针对异形图元的解决方案。

本项目通过Dynamo 可视化编程创建节点二、三桥梁。项目编写创建桥梁的程序，通过与Excel 数据交换的方式进行批量创建修改图元，实现异形桥梁的快速建模。Dynamo 程序化建模能提高BIM 工作效率，针对因设计变更带来模型调整，利用已经编写好的程序替代人工修改，可大大提高建模效率，降低劳动强度，节省建模时间和人力成本。通过掌握先进BIM技术，提升项目市场竞争力，拓展BIM技术业务领域。

厦门健康步道节点桥梁是我院首次在异形钢箱梁桥设计中应用BIM技术的项目，通过整合Dynamo 程序包，掌握异形钢箱梁桥梁、其他异形构件快速建模的方法，实现异形构件的快速创建，为后续相关异形构件建模工作提供思路和借鉴。

5 成果分析

随着国力的提升，人们对建筑物的要求也越来越高，在满足使用需求的同时，开始追求优美的造型。Autodesk Revit 的软件建模存在局限性。目前Revit 相关插件只能解决特定问题，且插件的开发周期成本等问题难以应付短时间项目的需要，Dynamo弥补了这个空白。

在Dynamo 被Autodesk 引入之后，极大地提高了Autodesk Revit 图元创建和数据管理的能力，提高了工作效率，降低建模强度，丰富了软件的可能性。随着Dynamo 的普及，越来越多的Dynamo 节点包将被编写为日后的工作中创造更大的价值。

结束语

目前越来越多的人意识到Dynamo 的优越性，一些大型的央企的施工单位BIM中心如中铁、中交，通过Dynamo 可视化编程已经具备解决一般常规桥梁上的建模问题；江浙沪等BIM先进区域的一些大型设计院的BIM 中心已经具备Dynamo 程序包，极大的提高了BIM作业效率。掌握BIM技能的同时具备基础的编程能力，能够在日后的工作中发挥更大的价值，相信这将会是越来越多BIM从业者的共识。