殷昌永

將BIM技術引入建筑類職業(yè)教育的研究

殷昌永

建筑信息模型(BIM)是建筑行業(yè)革命性的一項技術，將貫穿于建筑的全生命周期，對于設計、施工、運維都會產生深遠的影響。同樣，將BIM技術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)課程教學中，BIM技術對于促進學生理解、激發(fā)學生興趣、提升教學效果大有裨益。

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)劃設計、建造施工、運營維護過程的整個或者某個階段中，應用3D或者4D信息技術，進行系統(tǒng)設計、協(xié)同施工、虛擬建造、工程量計算、造價管理、設施運營維護的技術和管理手段。BIM技術的運用可以貫穿建筑物的全生命周期，應用BIM技術可以使得設計方案三維可視，可以虛擬漫游，自動判斷一些設計錯誤及缺陷，消除各種可能導致工期拖延和造價浪費的設計隱患。利用BIM技術平臺強大的數(shù)據(jù)支撐和技術支撐能力，提高項目全過程精細化管理水平，從而大幅提升項目的效益。

一、BIM技術的工程應用

(一)設計階段

主要是通過Autodesk Revit、Tekla、Rhino等相關軟件建立設計模型，實現(xiàn)三維化設計，并且可以對模型進行任意旋轉、從任意角度觀察仿真模型，并能自動生成二維圖紙、效果圖，且能進行虛擬漫游，這樣對于設計者及業(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，軟件可以自動進行管線的碰撞檢查，也就是說，對給排水管道、電氣管線、智能化管線、暖氣通風管道相互交叉處進行碰撞檢查，遇到標高不符合規(guī)范的相互碰撞和干擾，軟件自動提醒修改，解決了設計中設備各專業(yè)各自為政協(xié)調不當?shù)睦洗箅y問題。

(二)建造階段

在建造階段的BIM應用主要利用魯班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等軟件通過網絡云端等途徑進行協(xié)同工作，降低施工錯誤和返工、避免浪費材料、大大縮短工期，并對施工整個過程進行實時監(jiān)控，直觀實時地對工程進行質量控制、造價控制和進度控制，最終體現(xiàn)在大幅度節(jié)約造價。

目前，建造階段的BIM技術應用主要分為投標策劃、項目策劃、施工階段結算階段、竣工交付等幾個環(huán)節(jié)。尤其是在施工階段的造價管理、施工區(qū)域劃分、高大支模區(qū)域篩選、砌體排布、鋼筋下料翻樣復核、鋼筋施工指導、協(xié)助安裝管線綜合(深化設計)及碰撞檢查等方面應用效果顯著，能顯著提高施工的準確性、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)運維階段

工程交付使用后，在運營維護階段，BIM技術可以實現(xiàn)工程資料信息的快速查詢以及動態(tài)地記錄運維歷史資料。在這個階段，BIM技術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)問題的準確部位，及時維修或者消防疏散，并能自動提醒設備的養(yǎng)護和更換。將BIM技術引入建筑類職業(yè)教育，首先影響到的是其課程教學。

二、將BIM技術引入建筑類職業(yè)教育專業(yè)課程教學的意義

職業(yè)教育專業(yè)課程經過多年的改革，已經初具成型，已經擺脫了十幾年前的重理論、輕實踐的教學模式，如今的實踐內容比較豐富，但是有兩個弊端:(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，結構圖紙采用平面整體表示法，給排水、電氣、暖通等設備圖紙主要采用平面圖和系統(tǒng)圖表示，非常抽象，要專門花大量時間學習制圖規(guī)則及識圖知識;(2)很多院校建立了不少龐大的實體模型或者讓學生真刀真槍的實訓施工過程，學生的安全需要格外注意，組織施工受到很多實際條件的限制，并且準備時間很長，花費巨大。

將BIM技術引入建筑類專業(yè)課教學有其優(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細節(jié)，使得學生能夠快速進入專業(yè)角色，快速建立起對于新課程的理解。對于制圖知識只要稍加點撥即可輕松識別基本結構、基本構件、設計元素、施工過程、管線設計及施工等專業(yè)知識。通過BIM的虛擬現(xiàn)實和漫游功能，讓學生仿佛置身于大型3D游戲的情境中，身臨其境地獲得施工過程控制、造價的動態(tài)控制以及運營維護的相關知識。對于學生而言，這樣的教學過程無疑是充滿樂趣的，也是可以加強師生互動，增強學生學習興趣和效果的。

三、建筑類職業(yè)教育專業(yè)課程教學中BIM的引入

對于專業(yè)課程來說，BIM是一種工具，是幫助學生理解、激發(fā)學生興趣、提升教學效果的一種教學手段，因此，應該將BIM技術深入融合到制圖、建筑設計、建筑安裝、建筑工程施工、工程計量與計價、建筑設備安裝、建筑智能化工程、建筑裝飾工程、物業(yè)管理等專業(yè)課程的教學中。尤其是對于鋼筋翻樣、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、混凝土工程等教學模塊，合理地利用BIM技術完全可以部分替代現(xiàn)場操作實訓，消除學生實訓中的安全隱患，節(jié)約教學成本，提高教學效率，提升教學效果。

而在實踐中，可與軟件廠商合作，建立BIM實驗室。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)的新標準，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)一個有別于現(xiàn)有的施工員、質量員、檔案員等幾大員的新“大員”——BIM員，及早著手，建立專門的BIM實驗室，培養(yǎng)建筑類各專業(yè)學生的BIM操作技能，也可以培養(yǎng)專攻BIM技術的學生。

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軟件已經嘗試著基于互聯(lián)網云端協(xié)同工作，但是尚需完善，尤其是云端數(shù)據(jù)的安全是個比較大的挑戰(zhàn)。通過云端，設計師可以遠程協(xié)同工作，完成同一個工程;業(yè)主可以遠程實時監(jiān)控施工進程，對于施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題實時了解，便于進行造價、進度的控制。

(二)BIM與物聯(lián)網技術相融合，帶來建筑行業(yè)的新革命

1．未來可以將BIM技術與物聯(lián)網技術相融合。利用物聯(lián)網技術，將設計模型、招投標系統(tǒng)、建筑施工現(xiàn)場、監(jiān)理的工作、竣工驗收、資料的形成與檔案的移交等各個環(huán)節(jié)，通過BIM這個“共同的語言”串聯(lián)起來，使得業(yè)主、施工單位、監(jiān)理單位、政府質量和安全監(jiān)督機構等各參建單位都能隨時掌握工程的進展及遇到的問題，能夠及時地溝通解決問題，減少材料浪費，降低施工對環(huán)境造成的危害，使得整個過程清晰可控，減少人為的干預，遏制工程領域的腐敗，實現(xiàn)綠色施工。

2．BIM技術的應用是國家推行綠色建筑的一個重要突破口。國家的文件中明確表示，不用BIM技術就不能算著是綠色建筑，也不能參與綠色建筑的星級評定。BIM技術必將成為未來的行業(yè)新標準，在建筑的全生命周期中大力推行BIM技術的應用已經勢在必行，對整個行業(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重，建筑工地造成的粉塵污染是一個重要的源頭，而BIM技術的推行將大大降低施工污染。

總之，建筑類職業(yè)院校應及早布局，掌握主動權，盡快將BIM引入課堂。我們不需要對現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案做大的改動，只需將課程標準做些微調。但是如何將BIM技術有機地融入到具體課程教學內容中，使教學如虎添翼，還需要專業(yè)教師認真地思考和有效地整合。

［責任編輯 李 漪］

殷昌永，男，江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院副教授，一級注冊結構工程師，碩士，主要研究方向為結構工程、巖土工程。

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