徐夢蝶 唐敏 劉蝶

（1.重慶人文科技學(xué)院智能人居環(huán)境研發(fā)中心，重慶401573；2.重慶人文科技學(xué)院建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院，重慶401573；3.重慶人文科技學(xué)院BIM智慧城市科研實(shí)訓(xùn)室，重慶401573；4.重慶人文科技學(xué)院工商學(xué)院，重慶401573）

1 BIM技術(shù)概論

1.1 BIM技術(shù)發(fā)展

相關(guān)資料記載，1975年，美國的查克·伊士曼在《AIA雜志》上提出了“Building Description System”概念：一個基于計(jì)算機(jī)的建筑物描述，以便于實(shí)現(xiàn)建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)效率。這項(xiàng)技術(shù)被稱之為“革命性”的技術(shù)，在接下來的十余年中，歐美國家陸續(xù)開展了類似研究，美國、歐洲把研究所取得的成果稱為建筑產(chǎn)品模型、產(chǎn)品信息模型。

1.2 BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)即建筑信息模型，通過參數(shù)信息模擬真實(shí)建筑物所具有的信息，一個建筑項(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)，將建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)數(shù)據(jù)整合到一起，建立三維的、具有相對應(yīng)屬性的、擁有對應(yīng)信息的模型，它包含了不同專業(yè)的所有信息。BIM技術(shù)不但能滿足不同專業(yè)、不同人群等的需求，同時針對不同層面的用戶，BIM技術(shù)可以良好地將建筑綜合信息進(jìn)行共享。

1.3 BIM技術(shù)在工程中的運(yùn)用

BIM技術(shù)滲透于建筑項(xiàng)目的整個生命周期，涵蓋了策劃與規(guī)劃、勘探設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營與維管階段。針對技術(shù)價值，可以通過匯總建筑模型運(yùn)用于項(xiàng)目全生命周期不同時段價值總和來表示。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 方案設(shè)計(jì)階段

確定建筑設(shè)計(jì)方案后需要對建筑地形進(jìn)行分析，尤其是對相較復(fù)雜的地形開展分析是不可或缺的一步，利用BIM技術(shù)對建筑地形進(jìn)行分析，主要有坡度、坡向、高程等數(shù)據(jù)。

2.2 技術(shù)設(shè)計(jì)階段

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)設(shè)計(jì)階段中能夠?qū)崿F(xiàn)二維圖紙和三維建筑模型的快速轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)平面和立面無縫對接，三維虛擬模型與建筑圖完美結(jié)合。運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建出虛擬建筑模型，依照現(xiàn)實(shí)建筑工程從低至高逐層施工次序建設(shè)該模型，基于多樣化構(gòu)件族、圖元建設(shè)BIM三維模型，精確構(gòu)建出建筑各構(gòu)造的主要尺寸、高度、門窗所在位置以及建筑設(shè)備屬性參數(shù)等。

2.3 施工圖繪制階段

BIM技術(shù)能完善建筑物的相關(guān)圖，同樣也能完善建筑構(gòu)件的平面圖、立面圖、剖面圖。此外，利用BIM技術(shù)能在三維模型上增添構(gòu)件的相應(yīng)材質(zhì)，模擬實(shí)際建筑裝修效果等。

3 BIM技術(shù)與建筑專業(yè)教學(xué)融合

3.1 BIM技術(shù)發(fā)展前景

近年來，在政府及相關(guān)企業(yè)的引導(dǎo)和推廣下，BIM技術(shù)越來越多地融入建筑行業(yè)，目前國內(nèi)部分高校建筑行業(yè)相關(guān)專業(yè)已經(jīng)開設(shè)BIM課程，大力培養(yǎng)BIM技術(shù)人才。BIM技術(shù)相關(guān)課程的引入將傳統(tǒng)的靜態(tài)圖紙轉(zhuǎn)換成為數(shù)字化3D模型，3D模型能夠精確地從三維模型直接轉(zhuǎn)換成二維圖紙，避免設(shè)計(jì)過程中因二維圖紙繪制失誤造成一改全動的現(xiàn)象。BIM技術(shù)通過數(shù)字信息模擬建筑物真實(shí)信息、建筑施工模擬等讓學(xué)生具體地了解實(shí)際工程的建造、管理過程，能夠激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)探索的興趣。

3.2 現(xiàn)有教學(xué)模式所存在的問題

以重慶人文科技學(xué)院為列，從現(xiàn)有的教學(xué)模式來看，建筑學(xué)專業(yè)存在著以下的問題：①學(xué)生對建筑空間的體量感差，理論教學(xué)使得學(xué)生們不能很好掌握建筑空間、建筑體量、建筑構(gòu)造；②理論知識不能與工程實(shí)際有效結(jié)合，學(xué)生在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中脫離工程實(shí)際；③學(xué)生對BIM技術(shù)了解度不高，學(xué)習(xí)BIM軟件的應(yīng)用能力不強(qiáng)，對BIM技術(shù)知識欠缺、信息滯后；④目前教學(xué)內(nèi)容比較陳舊無法滿足學(xué)生適應(yīng)崗位需求；⑤課程開設(shè)完后，學(xué)生無法很好地與自己的專業(yè)課程相結(jié)合，學(xué)而不用，得不到鞏固。

3.3 將BIM技術(shù)融入課程中

例如傳統(tǒng)的《建筑模型制作》課程，《建筑模型制作》課程小組制作的模型，存在建筑物與周圍環(huán)境尺寸比例失衡、模型沒有細(xì)節(jié)表現(xiàn)、模型局部參數(shù)精準(zhǔn)度不夠等問題。

許多同學(xué)在制作模型前對空間尺度把握偏差過大，導(dǎo)致模型體量過大但內(nèi)部細(xì)節(jié)不足或體量過小無法展示出空間結(jié)構(gòu)；在制作過程中對建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)欠缺，在二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維物體時出現(xiàn)偏差造成建筑模型與建筑方案設(shè)計(jì)有所不同，無法將設(shè)計(jì)很好地展現(xiàn)。引入BIM技術(shù)能夠很好地解決上述傳統(tǒng)教學(xué)的問題，對培養(yǎng)建筑學(xué)專業(yè)順應(yīng)科技的發(fā)展以及社會對人才的需要有著重要的意義。

3.4 BIM實(shí)訓(xùn)成果

以重慶人文科技學(xué)院建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院為學(xué)生所開設(shè)的BIM實(shí)訓(xùn)室為例，筆者所參與到的第一個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：智慧樓宇模型建造，該項(xiàng)目由學(xué)院老師指導(dǎo)建筑學(xué)專業(yè)、風(fēng)景園林專業(yè)學(xué)生共同完成，如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)Revit信息模型建筑部分

按照現(xiàn)有的教學(xué)樓通過BIM技術(shù)使用Revit建造虛擬模型（包括建筑、結(jié)構(gòu)），將建筑物參數(shù)化，并在虛擬模型中安裝給排水系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)。利用Navisworks進(jìn)行碰撞檢查，避免建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、暖通發(fā)生碰撞，完成建筑模型建造后運(yùn)用BIM技術(shù)對教學(xué)樓進(jìn)行施工現(xiàn)場模擬，從車輛進(jìn)場到竣工后期管理，對整個施工工程進(jìn)行控制。

4 基于BIM技術(shù)建筑模型的教學(xué)構(gòu)想

4.1 開設(shè)BIM技術(shù)理論課程

開設(shè)關(guān)于BIM技術(shù)概念以及BIM技術(shù)在實(shí)際工程中的運(yùn)用課程，讓同學(xué)們對新知識產(chǎn)生興趣并且充分了解該技術(shù)，另外通過結(jié)合實(shí)際的案例分析還可以改善枯燥乏味的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，提高同學(xué)們對實(shí)際的把控能力。

4.2 開設(shè)與BIM技術(shù)相關(guān)的軟件課程

例如Revit軟件，它是我國建筑業(yè)BIM體系中最廣泛使用的軟件之一，用于構(gòu)建建筑信息模型，用Revit構(gòu)建三維模型的同時設(shè)置其參數(shù)，讓學(xué)生在構(gòu)建虛擬模型的過程中對結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、材料的選取、構(gòu)件尺寸等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際工程調(diào)研、參考、考量，最后選定參數(shù)。

4.3 BIM實(shí)訓(xùn)室項(xiàng)目

通過BIM實(shí)訓(xùn)室開展相關(guān)項(xiàng)目，項(xiàng)目來源主要有課題、校外工程項(xiàng)目。課題項(xiàng)目由老師指導(dǎo)學(xué)生自主完成，主要目的是鞏固學(xué)生的專業(yè)知識，在完成項(xiàng)目的過程中學(xué)習(xí)到更多的跟本專業(yè)相關(guān)但課程不涉及的知識，拓展學(xué)生的知識寬度和長度。

5 BIM實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革在建筑學(xué)的意義

5.1 BIM實(shí)訓(xùn)教學(xué)

BIM實(shí)訓(xùn)教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)習(xí)BIM技術(shù)理論知識讓學(xué)生們充分了解BIM技術(shù)的先進(jìn)性以及該技術(shù)的發(fā)展前景，明白BIM技術(shù)在建筑行業(yè)內(nèi)的重要性，激發(fā)學(xué)生對BIM技術(shù)的興趣，更好地學(xué)習(xí)后續(xù)開設(shè)的BIM技術(shù)相關(guān)軟件課程。學(xué)生們在學(xué)習(xí)完軟件的基本操作后加入BIM實(shí)訓(xùn)室的項(xiàng)目中，進(jìn)一步檢驗(yàn)和鞏固軟件的應(yīng)用能力。

結(jié)合BIM技術(shù)相關(guān)軟件教學(xué)實(shí)現(xiàn)建筑信息集成，建立虛擬的三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為模型提供完整、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息，有效地改善傳統(tǒng)教學(xué)模式當(dāng)中學(xué)生對建筑體量、建筑構(gòu)造、建筑材料以及建筑施工等專業(yè)知識掌握度不夠的現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)際工程模型將所學(xué)的理論知識學(xué)以致用，有效提高學(xué)生對建筑設(shè)計(jì)原理與構(gòu)造方法的學(xué)習(xí)效率。

5.2 教學(xué)改革意義

在建筑設(shè)計(jì)過程中必不可少的就是將設(shè)計(jì)給用戶展示、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、建筑實(shí)際施工以及不同專業(yè)之間的溝通調(diào)整，運(yùn)用BIM技術(shù)三維化功能不僅可以展示建筑的基本體量提供給客戶，并且能夠與建筑實(shí)際工程契合，包括實(shí)際工程中施工模擬、施工工藝等，同時BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同專業(yè)之間的信息共享，各專業(yè)人員協(xié)同作業(yè)，避免實(shí)施過程中問題出現(xiàn)之后再進(jìn)行解決，能夠高效解決因分工不同而導(dǎo)致碰撞的問題。

6 結(jié)語

BIM實(shí)訓(xùn)教學(xué)突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)課程所存在的缺陷。BIM技術(shù)正在全球推廣，我國目前處于初期發(fā)展階段，需要大量人才推進(jìn)，并且學(xué)生們也需要提升專業(yè)技能以及各方面綜合能力適應(yīng)社會的需要，將BIM技術(shù)引入課堂中為學(xué)生全面發(fā)展與就業(yè)提供更多的優(yōu)勢。