徐詠　屈鈺森　舒波　張穎　劉烽　馬奔

【摘 要】目前我國各大高校對(duì)Revit的教學(xué)越來越重視，但是大多教師主要將Revit作為建模和檢測(cè)管線碰撞的工具，忽略了對(duì)編程的指導(dǎo)。而編程的教學(xué)是十分重要的，以土木工程中的設(shè)計(jì)和審圖為例：我國的規(guī)程規(guī)范眾多，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師來說設(shè)計(jì)和審圖過程相對(duì)輕松，但對(duì)于剛?cè)肼毜脑O(shè)計(jì)人員來說難度極大;同時(shí)高校學(xué)生對(duì)現(xiàn)有規(guī)范以及規(guī)范更新的關(guān)注度更小，規(guī)范不熟悉、漏掉重要條款、規(guī)范理解不到位等都可能造成設(shè)計(jì)的返工甚至審圖時(shí)的全盤否決。對(duì)于這樣的情況，可通過Revit軟件自帶的可視化編程模塊Dynamo開發(fā)自動(dòng)審圖程序，對(duì)設(shè)計(jì)自動(dòng)判別并顯示，從而達(dá)到節(jié)省人力、減少時(shí)間、節(jié)約資源的目的。在這樣的背景下，將可視化編程引入土木工程專業(yè)的大學(xué)課程中是必要和迫切的。

【關(guān)鍵詞】可視化編程; Revit; 教學(xué)改革; 土木工程專業(yè)

【中圖分類號(hào)】G642.3【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

1 Revit在國內(nèi)土木工程專業(yè)教學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀與局限

目前開設(shè)土木工程專業(yè)的高校對(duì)Revit越來越重視，各個(gè)學(xué)校均相繼開展了Revit相關(guān)的教育和科研活動(dòng)。據(jù)超星統(tǒng)計(jì)，目前高校對(duì)Revit科研貢獻(xiàn)率最高的五所高校是同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)以及重慶大學(xué)，許多高校開設(shè)了Revit導(dǎo)論及相關(guān)軟件的課程，但是教學(xué)整體滯后于科研[1]。高校對(duì)于Revit的應(yīng)用局限主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，第一，教學(xué)內(nèi)容受限，很多老師將其簡(jiǎn)單的當(dāng)作建模和檢查管線是否碰撞的工具，禁錮了學(xué)生們的思維，極大限制了學(xué)生對(duì)Revit興趣;第二，重視程度不夠，大部分學(xué)生主要依賴自學(xué)，無法將相關(guān)課程以及工程項(xiàng)目與軟件有機(jī)結(jié)合;第三，綜合能力缺失，大多學(xué)生僅會(huì)機(jī)械的使用軟件，這無疑是單一的，在校期間應(yīng)該給與學(xué)生一定的工程經(jīng)驗(yàn)、軟件使用能力、將Revit當(dāng)作創(chuàng)新工具以及共享平臺(tái)的條件;第四，編程教學(xué)欠缺，Revit是和計(jì)算機(jī)高度結(jié)合的工具，要實(shí)現(xiàn)智能化建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，對(duì)編程的學(xué)習(xí)是必不可少的[2]。

2 什么是可視化編程（Dynamo）

各種設(shè)計(jì)，尤其是土木工程的設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)涉及在設(shè)計(jì)的各部分之間建立視覺、系統(tǒng)或幾何關(guān)系，大多數(shù)情況下，這些關(guān)系由工作流程制定，這些工作流程會(huì)通過規(guī)則讓我們完成從概念到結(jié)果的輸出，我們以算法方式定義一組循序漸進(jìn)的操作，這些操作遵循輸入、處理和輸出的基本邏輯。通過編程，可以繼續(xù)使用此方式，但要對(duì)算法進(jìn)行形式化，可視化編程會(huì)透過圖形（即可視化）讓使用者通過圖形界面定義程序的指令與關(guān)系，不受語法約束，將預(yù)先封裝的圖形節(jié)點(diǎn)連接在一起即可[3]，非常適合非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)。

3 將Dynamo引入土木工程專業(yè)課程的必要性

2020年7月28日《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施[4]。計(jì)算機(jī)編程常常涉及到解決具體問題，每一項(xiàng)編程任務(wù)都包括了分析問題、分解問題、選擇解決問題的方法，再用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語言來表達(dá)過程。用計(jì)算機(jī)處理問題的方式是21世紀(jì)不可缺少的思維方式，針對(duì)土木工程專業(yè)依然多數(shù)是使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，忽視對(duì)編程的學(xué)習(xí)會(huì)很大程度上限制學(xué)生的思維方式和實(shí)踐能力的問題，我們應(yīng)該加強(qiáng)土木工程專業(yè)學(xué)生編程能力[5]。以土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，學(xué)生需要完成建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、整理計(jì)算書、編寫設(shè)計(jì)說明書幾大步驟，其中建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含大量規(guī)程規(guī)范，同時(shí)目前主流的建筑設(shè)計(jì)過程為建筑方案設(shè)計(jì)與相關(guān)規(guī)程規(guī)范逐條比對(duì)進(jìn)行修改，從而最終達(dá)到滿足建筑設(shè)計(jì)要求的目的，該過程對(duì)于大學(xué)生來說極為困難，存在著找不到相關(guān)規(guī)范，對(duì)規(guī)范的錯(cuò)誤理解，翻閱相關(guān)規(guī)范僅僅為了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)而不會(huì)關(guān)注規(guī)范本身以及規(guī)范的更新，同時(shí)造成浪費(fèi)資源、時(shí)間損失、效率低下等問題，針對(duì)這一問題可基于Revit的可視化編程（Dynamo）開發(fā)自動(dòng)識(shí)別程序，自動(dòng)完成建筑設(shè)計(jì)與規(guī)程規(guī)范的比對(duì)，并對(duì)不符合規(guī)程規(guī)范的設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)輸出，大大節(jié)約了人工和時(shí)間，學(xué)生在編程的同時(shí)對(duì)規(guī)范會(huì)有更深刻的理解，這僅僅是Dynamo的一個(gè)作用，學(xué)生還可根據(jù)實(shí)際工程情況編寫有用的程序從而大大增加實(shí)踐能力，為今后的工作作更好的鋪墊。

4 Dynamo在土木工程專業(yè)中的應(yīng)用

學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，可將遇到的強(qiáng)制性條文用Dynamo將其編為程序供以后使用。編輯邏輯見圖1。

基于Revit的可視化編程在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用—以疏散門最小間距的自動(dòng)判別為例。GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》2018年版中5.5.2條規(guī)定：建筑內(nèi)的安全出口和疏散門應(yīng)分散布置，且建筑內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)或一個(gè)防火分區(qū)的每個(gè)樓層、每個(gè)住宅單元每層相鄰兩個(gè)安全出口以及每個(gè)房間相鄰兩個(gè)疏散門最近邊緣之間的水平距離不應(yīng)小于5 m[6]，該條文屬于強(qiáng)制性條文。編輯結(jié)果見圖2～圖5。

以上是基于Revit的可視化編程在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用—以疏散門最小間距的自動(dòng)判別為例，使用Dynamo的編輯結(jié)果。顯而易見，相比于通過人工對(duì)規(guī)范進(jìn)行逐條比對(duì)而言，自動(dòng)比對(duì)更加便利、高效，極大的降低了人力資源的浪費(fèi)以及時(shí)間的損失，并且新規(guī)范出版后將程序稍作修改即可繼續(xù)使用，達(dá)到“一勞永逸”的效果，綜上所述，可視化編程對(duì)土木專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)、使用規(guī)范方面提供很大的便利。這僅是Dynamo一個(gè)方面的應(yīng)用，學(xué)生可根據(jù)研究方向?qū)W習(xí)和探索不同功能。

5 結(jié)束語

根據(jù)國家以及行業(yè)需求，將Dynamo引入大學(xué)生課程，可以提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力，鞏固提升專業(yè)能力，更深入的了解規(guī)范、理解規(guī)范，使用Dynamo編寫程序族，可以形成整本規(guī)范的自動(dòng)比對(duì)，達(dá)到節(jié)約時(shí)間，提高效率，降低失誤率的效果。將Dynamo更進(jìn)一步深入甚至有可能達(dá)到由計(jì)算機(jī)自動(dòng)提出對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案的效果，從而形成可視化編程的土木工程專業(yè)的智能化，可見Dynamo在土木工程的設(shè)計(jì)過程中具有很大的幫助。面對(duì)當(dāng)下行業(yè)背景的大學(xué)生，更應(yīng)該著眼于行業(yè)的未來，為推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展作出努力。

參考文獻(xiàn)

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[4]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門. 關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見（建市〔2020〕60 號(hào)）[EB/OL].住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部網(wǎng)站.2020.7.3.

[5]彭麗莉.基于BIM的高職土建類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系構(gòu)建探究[D].重慶：重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院，2020.

[6]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）：GB50016-2014[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.

[定稿日期]2021-09-27

[基金項(xiàng)目]四川省科技廳重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2020YFS0309）;西華大學(xué)人才引進(jìn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：Z201079、Z202086）

[作者簡(jiǎn)介]徐詠（1989～），男，博士，講師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程。