殷昌永

將BIM技術(shù)引入建筑類職業(yè)教育的研究

殷昌永

建筑信息模型(BIM)是建筑行業(yè)革命性的一項(xiàng)技術(shù)，將貫穿于建筑的全生命周期，對(duì)于設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。同樣，將BIM技術(shù)及早引入建筑類職業(yè)教育中也迫在眉睫，在建筑類專業(yè)課程教學(xué)中，BIM技術(shù)對(duì)于促進(jìn)學(xué)生理解、激發(fā)學(xué)生興趣、提升教學(xué)效果大有裨益。

建筑信息模型(BIM);職業(yè)教育;建筑類

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的簡稱，即在規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營維護(hù)過程的整個(gè)或者某個(gè)階段中，應(yīng)用3D或者4D信息技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、協(xié)同施工、虛擬建造、工程量計(jì)算、造價(jià)管理、設(shè)施運(yùn)營維護(hù)的技術(shù)和管理手段。BIM技術(shù)的運(yùn)用可以貫穿建筑物的全生命周期，應(yīng)用BIM技術(shù)可以使得設(shè)計(jì)方案三維可視，可以虛擬漫游，自動(dòng)判斷一些設(shè)計(jì)錯(cuò)誤及缺陷，消除各種可能導(dǎo)致工期拖延和造價(jià)浪費(fèi)的設(shè)計(jì)隱患。利用BIM技術(shù)平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支撐能力，提高項(xiàng)目全過程精細(xì)化管理水平，從而大幅提升項(xiàng)目的效益。

一、BIM技術(shù)的工程應(yīng)用

(一)設(shè)計(jì)階段

主要是通過Autodesk Revit、Tekla、Rhino等相關(guān)軟件建立設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)三維化設(shè)計(jì)，并且可以對(duì)模型進(jìn)行任意旋轉(zhuǎn)、從任意角度觀察仿真模型，并能自動(dòng)生成二維圖紙、效果圖，且能進(jìn)行虛擬漫游，這樣對(duì)于設(shè)計(jì)者及業(yè)主來說都是非常直觀明了的，便于方案的優(yōu)化。更重要的是，軟件可以自動(dòng)進(jìn)行管線的碰撞檢查，也就是說，對(duì)給排水管道、電氣管線、智能化管線、暖氣通風(fēng)管道相互交叉處進(jìn)行碰撞檢查，遇到標(biāo)高不符合規(guī)范的相互碰撞和干擾，軟件自動(dòng)提醒修改，解決了設(shè)計(jì)中設(shè)備各專業(yè)各自為政協(xié)調(diào)不當(dāng)?shù)睦洗箅y問題。

(二)建造階段

在建造階段的BIM應(yīng)用主要利用魯班BIM系列軟件(含魯班土建、魯班鋼筋、魯班施工及魯班安裝等)、Tekla等軟件通過網(wǎng)絡(luò)云端等途徑進(jìn)行協(xié)同工作，降低施工錯(cuò)誤和返工、避免浪費(fèi)材料、大大縮短工期，并對(duì)施工整個(gè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，直觀實(shí)時(shí)地對(duì)工程進(jìn)行質(zhì)量控制、造價(jià)控制和進(jìn)度控制，最終體現(xiàn)在大幅度節(jié)約造價(jià)。

目前，建造階段的BIM技術(shù)應(yīng)用主要分為投標(biāo)策劃、項(xiàng)目策劃、施工階段結(jié)算階段、竣工交付等幾個(gè)環(huán)節(jié)。尤其是在施工階段的造價(jià)管理、施工區(qū)域劃分、高大支模區(qū)域篩選、砌體排布、鋼筋下料翻樣復(fù)核、鋼筋施工指導(dǎo)、協(xié)助安裝管線綜合(深化設(shè)計(jì))及碰撞檢查等方面應(yīng)用效果顯著，能顯著提高施工的準(zhǔn)確性、使得施工過程更加合理順暢、能較為精確地控制建造成本。

(三)運(yùn)維階段

工程交付使用后，在運(yùn)營維護(hù)階段，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工程資料信息的快速查詢以及動(dòng)態(tài)地記錄運(yùn)維歷史資料。在這個(gè)階段，BIM技術(shù)整合了工程的消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，在三維模型中直觀顯示，能夠快速發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題的準(zhǔn)確部位，及時(shí)維修或者消防疏散，并能自動(dòng)提醒設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和更換。將BIM技術(shù)引入建筑類職業(yè)教育，首先影響到的是其課程教學(xué)。

二、將BIM技術(shù)引入建筑類職業(yè)教育專業(yè)課程教學(xué)的意義

職業(yè)教育專業(yè)課程經(jīng)過多年的改革，已經(jīng)初具成型，已經(jīng)擺脫了十幾年前的重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式，如今的實(shí)踐內(nèi)容比較豐富，但是有兩個(gè)弊端:(1)所采用的圖紙仍然是二維的CAD圖紙，建筑施工圖采用平面圖、立面圖和剖面圖表示，結(jié)構(gòu)圖紙采用平面整體表示法，給排水、電氣、暖通等設(shè)備圖紙主要采用平面圖和系統(tǒng)圖表示，非常抽象，要專門花大量時(shí)間學(xué)習(xí)制圖規(guī)則及識(shí)圖知識(shí);(2)很多院校建立了不少龐大的實(shí)體模型或者讓學(xué)生真刀真槍的實(shí)訓(xùn)施工過程，學(xué)生的安全需要格外注意，組織施工受到很多實(shí)際條件的限制，并且準(zhǔn)備時(shí)間很長，花費(fèi)巨大。

將BIM技術(shù)引入建筑類專業(yè)課教學(xué)有其優(yōu)越性。由于BIM模型是“所看即所得”，非常直觀形象，其為矢量模型，可以任意放大縮小，可以從任何角度觀察任何一個(gè)細(xì)節(jié)，使得學(xué)生能夠快速進(jìn)入專業(yè)角色，快速建立起對(duì)于新課程的理解。對(duì)于制圖知識(shí)只要稍加點(diǎn)撥即可輕松識(shí)別基本結(jié)構(gòu)、基本構(gòu)件、設(shè)計(jì)元素、施工過程、管線設(shè)計(jì)及施工等專業(yè)知識(shí)。通過BIM的虛擬現(xiàn)實(shí)和漫游功能，讓學(xué)生仿佛置身于大型3D游戲的情境中，身臨其境地獲得施工過程控制、造價(jià)的動(dòng)態(tài)控制以及運(yùn)營維護(hù)的相關(guān)知識(shí)。對(duì)于學(xué)生而言，這樣的教學(xué)過程無疑是充滿樂趣的，也是可以加強(qiáng)師生互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和效果的。

三、建筑類職業(yè)教育專業(yè)課程教學(xué)中BIM的引入

對(duì)于專業(yè)課程來說，BIM是一種工具，是幫助學(xué)生理解、激發(fā)學(xué)生興趣、提升教學(xué)效果的一種教學(xué)手段，因此，應(yīng)該將BIM技術(shù)深入融合到制圖、建筑設(shè)計(jì)、建筑安裝、建筑工程施工、工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、建筑設(shè)備安裝、建筑智能化工程、建筑裝飾工程、物業(yè)管理等專業(yè)課程的教學(xué)中。尤其是對(duì)于鋼筋翻樣、施工總平面布置、管線綜合及碰撞檢查等課程，BIM的優(yōu)勢是非常明顯的。另外，對(duì)于高層建筑施工中的樁基工程、腳手架工程、模板工程、高大模板支撐工程、砌筑工程、抹灰工程、鋼筋工程、混凝土工程等教學(xué)模塊，合理地利用BIM技術(shù)完全可以部分替代現(xiàn)場操作實(shí)訓(xùn)，消除學(xué)生實(shí)訓(xùn)中的安全隱患，節(jié)約教學(xué)成本，提高教學(xué)效率，提升教學(xué)效果。

而在實(shí)踐中，可與軟件廠商合作，建立BIM實(shí)驗(yàn)室。國家及地方的文件精神基本可以明確，BIM將成為未來建筑行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)，三維的BIM模型就像現(xiàn)有的建筑CAD圖紙一樣將成為工程師共同的語言，在施工行業(yè)可能將出現(xiàn)一個(gè)有別于現(xiàn)有的施工員、質(zhì)量員、檔案員等幾大員的新“大員”——BIM員，及早著手，建立專門的BIM實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)建筑類各專業(yè)學(xué)生的BIM操作技能，也可以培養(yǎng)專攻BIM技術(shù)的學(xué)生。

四、未來的展望

(一)基于云端的協(xié)同工作

目前，以魯班為代表的BIM軟件已經(jīng)嘗試著基于互聯(lián)網(wǎng)云端協(xié)同工作，但是尚需完善，尤其是云端數(shù)據(jù)的安全是個(gè)比較大的挑戰(zhàn)。通過云端，設(shè)計(jì)師可以遠(yuǎn)程協(xié)同工作，完成同一個(gè)工程;業(yè)主可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控施工進(jìn)程，對(duì)于施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題實(shí)時(shí)了解，便于進(jìn)行造價(jià)、進(jìn)度的控制。

(二)BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，帶來建筑行業(yè)的新革命

1．未來可以將BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將設(shè)計(jì)模型、招投標(biāo)系統(tǒng)、建筑施工現(xiàn)場、監(jiān)理的工作、竣工驗(yàn)收、資料的形成與檔案的移交等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過BIM這個(gè)“共同的語言”串聯(lián)起來，使得業(yè)主、施工單位、監(jiān)理單位、政府質(zhì)量和安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)等各參建單位都能隨時(shí)掌握工程的進(jìn)展及遇到的問題，能夠及時(shí)地溝通解決問題，減少材料浪費(fèi)，降低施工對(duì)環(huán)境造成的危害，使得整個(gè)過程清晰可控，減少人為的干預(yù)，遏制工程領(lǐng)域的腐敗，實(shí)現(xiàn)綠色施工。

2．BIM技術(shù)的應(yīng)用是國家推行綠色建筑的一個(gè)重要突破口。國家的文件中明確表示，不用BIM技術(shù)就不能算著是綠色建筑，也不能參與綠色建筑的星級(jí)評(píng)定。BIM技術(shù)必將成為未來的行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)，在建筑的全生命周期中大力推行BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)勢在必行，對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展有著不可估量的革命性影響。我國空氣污染問題嚴(yán)重，建筑工地造成的粉塵污染是一個(gè)重要的源頭，而BIM技術(shù)的推行將大大降低施工污染。

總之，建筑類職業(yè)院校應(yīng)及早布局，掌握主動(dòng)權(quán)，盡快將BIM引入課堂。我們不需要對(duì)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案做大的改動(dòng)，只需將課程標(biāo)準(zhǔn)做些微調(diào)。但是如何將BIM技術(shù)有機(jī)地融入到具體課程教學(xué)內(nèi)容中，使教學(xué)如虎添翼，還需要專業(yè)教師認(rèn)真地思考和有效地整合。

［責(zé)任編輯 李 漪］

殷昌永，男，江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院副教授，一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，碩士，主要研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程、巖土工程。

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