韓 銳， 劉大平， 邵 丹， 王禮華

(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院黑龍江省寒地建筑科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 15006;2. 吉林建筑大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 長(zhǎng)春 130118;3. 長(zhǎng)春大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 長(zhǎng)春 130022;4. 日本大阪電氣通信大學(xué)信息學(xué)部， 日本大阪府 564-0061)

基于BIM的多專業(yè)協(xié)同建筑設(shè)計(jì)教學(xué)模式探索

韓 銳1,2， 劉大平1， 邵 丹3， 王禮華4

(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院黑龍江省寒地建筑科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 15006;2. 吉林建筑大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 長(zhǎng)春 130118;3. 長(zhǎng)春大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 長(zhǎng)春 130022;4. 日本大阪電氣通信大學(xué)信息學(xué)部， 日本大阪府 564-0061)

近年來(lái)建筑信息模型(BIM)廣泛應(yīng)用于建筑工程各相關(guān)領(lǐng)域，使我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與技術(shù)升級(jí)又上了一個(gè)新臺(tái)階。為適應(yīng)新形式下人才培養(yǎng)的需要，各土木建筑類高校均在積極探索教學(xué)模式及方法的改進(jìn)，旨在彌補(bǔ)并完善傳統(tǒng)課堂講授式教學(xué)方法下人才培養(yǎng)的不足?；贐IM的集中式實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，有機(jī)地融合多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)理念。通過(guò)建筑工程項(xiàng)目實(shí)例的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)制作，提升學(xué)生們?cè)趯I(yè)技能、協(xié)調(diào)組織和設(shè)計(jì)全過(guò)程管理等方面的掌控能力；通過(guò)設(shè)計(jì)成果的技術(shù)指標(biāo)比較，反映出學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)理論知識(shí)和綜合分析能力上的進(jìn)步。為建筑設(shè)計(jì)教學(xué)模式及方法的革新積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

建筑信息模型； 建筑設(shè)計(jì)； 項(xiàng)目實(shí)例； 協(xié)同設(shè)計(jì)

0 引 言

建筑信息模型(Building Information Modeling)簡(jiǎn)稱BIM，它是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多維建筑信息管理系統(tǒng)，是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)建造方式向三維數(shù)字化設(shè)計(jì)建造方式轉(zhuǎn)變的革命性技術(shù)，是促進(jìn)綠色建筑發(fā)展、提高建筑產(chǎn)業(yè)信息化水平、推進(jìn)智慧城市建設(shè)和實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的基礎(chǔ)性技術(shù)，具有極高的未來(lái)前瞻意義與不可替代性[1]。

BIM以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，進(jìn)行三維空間的建筑模型的實(shí)時(shí)性構(gòu)建，具有可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大先進(jìn)特點(diǎn)[2]。為了實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，Autodesk公司分別研發(fā)了基于不同專業(yè)工程設(shè)計(jì)的Revit Arch、Revit Structure以及Revit MEP軟件,用以解決建筑空間、建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線等綜合問(wèn)題。隨著專業(yè)交叉協(xié)同的密集程度不斷增加，三款軟件最終被集成在同一個(gè)Revit操作平臺(tái)中[3]。

近年來(lái)BIM在建筑工程各相關(guān)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其優(yōu)越的集成化實(shí)時(shí)三維成像特點(diǎn)日漸凸顯。2013年3月，深圳市建筑設(shè)計(jì)院獲批中國(guó)城鄉(xiāng)與住房建設(shè)部關(guān)于保障性住房應(yīng)用BIM技術(shù)的研究課題，在進(jìn)行兩年的項(xiàng)目實(shí)踐研究過(guò)程中取得了豐碩成果；2013年12月，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)研究院聯(lián)合北京市建筑設(shè)計(jì)院等十余家國(guó)內(nèi)一線甲級(jí)設(shè)計(jì)院共同撰寫并出臺(tái)了“建筑信息模型技術(shù)試用規(guī)范”，為日后BIM在國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域的普及奠定了共識(shí)性操作藍(lán)本[4]；2014年10月，上海市政府以及建筑工程管理委員會(huì)召開全市范圍內(nèi)的“推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見”宣貫會(huì)，明確提出2016年底，基本形成滿足BIM技術(shù)應(yīng)用的配套政策、標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)環(huán)境；到2017年全市規(guī)模以上政府投資工程全部應(yīng)用BIM技術(shù)。

世界各地的建筑類高校均在積極探討未來(lái)基于BIM的人才培養(yǎng)模式。美國(guó)與加拿大的主要大學(xué)建筑設(shè)計(jì)學(xué)院均開設(shè)了BIM課程及研發(fā)中心。以加拿大渥太華卡爾頓大學(xué)為例，2010年創(chuàng)辦的CIMS(卡爾頓虛擬建筑媒體中心)已經(jīng)為全國(guó)的歷史建筑進(jìn)行了系統(tǒng)的三維激光掃描與BIM模型重構(gòu)，建立了一系列的歷史建筑修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)[5]。日本東京大學(xué)和帝國(guó)大學(xué)的建筑與規(guī)劃學(xué)院由政府注資在兩所大學(xué)建立BIM研究中心，首先研究類型就是針對(duì)住宅的優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生每學(xué)年必須在BIM研究中心完成項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)研究一個(gè)學(xué)期，從而在掌握人居理念與新技術(shù)的同時(shí)，了解國(guó)家對(duì)住宅設(shè)計(jì)的基本方針策略[6]。目前國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校也相繼開設(shè)了BIM研發(fā)機(jī)構(gòu)，其中湖南大學(xué)近年來(lái)積極與國(guó)際上知名建筑事務(wù)所合作，連續(xù)兩年舉辦BIM風(fēng)暴集訓(xùn)營(yíng)，取得了豐碩成果。天津大學(xué)2013年8月與Autodesk公司以及國(guó)家數(shù)工委聯(lián)合舉辦了全國(guó)數(shù)字化建筑論壇，為數(shù)字信息技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣與交流起到了深遠(yuǎn)的推動(dòng)作用[7]。我校建筑及土木工程相關(guān)專業(yè)也建立了基于卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的“創(chuàng)新型”“參與型”人才培養(yǎng)方案，以數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)與多學(xué)科交叉合作帶動(dòng)土木建筑類學(xué)科的教學(xué)改革與人才素質(zhì)和技能的培養(yǎng)[8]。吉林省在BIM的應(yīng)用與推廣方面相對(duì)滯后。作為省內(nèi)土建工程類的領(lǐng)軍院校，我校正逐步加大對(duì)新技術(shù)的投入與探索，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)及省內(nèi)BIM應(yīng)用型人才的需求，已有序開展BIM實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及相關(guān)教學(xué)方法的探索與研究。于2014年底，投資建設(shè)完成多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)BIM實(shí)驗(yàn)室，為課程教學(xué)研究開展提供了良好的硬件平臺(tái)與集中式模擬、研討和講授環(huán)境。

1 傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題

國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)模式主要以課堂傳授兩段起承式為主，即：低年級(jí)專修藝術(shù)、技術(shù)和理論知識(shí)作為基礎(chǔ)；高年級(jí)建筑設(shè)計(jì)案例解決的綜合能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)方式如何在新技術(shù)、新形勢(shì)的影響下，能夠更好地適應(yīng)新型人才需求？對(duì)于學(xué)生綜合能力培養(yǎng)如何在其完成設(shè)計(jì)教學(xué)案例的同時(shí)主動(dòng)介入相關(guān)技術(shù)的“直觀”輔導(dǎo)？都是當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)教育者亟待解決的問(wèn)題[9]。具體的問(wèn)題總結(jié)有3點(diǎn)：

(1) 以筆者所在建筑工程類高校院校為例，建筑設(shè)計(jì)專業(yè)高年級(jí)以項(xiàng)目案例作為教學(xué)載體，學(xué)生需要主觀整合低年級(jí)所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，配合自行查閱設(shè)計(jì)規(guī)范與教師輔導(dǎo)共同完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。成果包括建筑工程總平面規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑各層平面與立面設(shè)計(jì)，透視效果圖，以及設(shè)計(jì)說(shuō)明與相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等文字內(nèi)容。在建筑剖面與節(jié)點(diǎn)詳圖的繪制方面深度不夠，而這兩項(xiàng)內(nèi)容恰恰是對(duì)于建筑設(shè)計(jì)人員必須要熟練掌握的基本職業(yè)素養(yǎng)。傳統(tǒng)的課堂設(shè)計(jì)輔導(dǎo)針對(duì)性弱，只能寬泛地解決基本的節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，而對(duì)于每個(gè)同學(xué)獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案無(wú)法一一做到詳盡闡述[10]。因此，在初級(jí)建筑設(shè)計(jì)層面如何保證設(shè)計(jì)深度是教學(xué)研究中希望解決的第一個(gè)問(wèn)題。

(2) 作為一名合格的建筑設(shè)計(jì)師不能僅僅只關(guān)注建筑的功能與形式，同樣需要關(guān)注建筑技術(shù)層面的問(wèn)題：如建筑構(gòu)配件的交接處理，細(xì)部的剖面構(gòu)造，以及建筑的結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線(水暖、消防、通風(fēng)以及電氣)的“交圈”關(guān)系。因?yàn)榻ㄖこ淘O(shè)計(jì)本質(zhì)是一個(gè)綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程[11]。如何能夠在保證建筑空間設(shè)計(jì)效果的同時(shí)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配套設(shè)施設(shè)計(jì)的基本概念有效融合，從而幫助學(xué)生建立一個(gè)更加全面、合理的設(shè)計(jì)“大局觀”，是高校建筑設(shè)計(jì)教育者需解決的第二個(gè)問(wèn)題[12]。

(3) 建筑設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式與方法，是當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中容易被忽視卻十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)榻ㄖ暮侠肀憩F(xiàn)是一種外化的語(yǔ)言形式，能夠幫助觀者建立一個(gè)更全面，直觀的建筑印象。實(shí)驗(yàn)室集中設(shè)計(jì)表現(xiàn)教學(xué)，以共用三維模型為載體，可以更好地傳達(dá)教師的意圖需求、使不同學(xué)生的表現(xiàn)視角與表現(xiàn)手法產(chǎn)生創(chuàng)造性碰撞[13]。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)往往拿捏不到學(xué)生個(gè)性化表現(xiàn)訓(xùn)練的合適比重，而且主要的設(shè)計(jì)軟件CAD與SKETCH表現(xiàn)能力都有所局限，脫離開集中式的實(shí)驗(yàn)室渲染表現(xiàn)與虛擬空間模擬訓(xùn)練，使學(xué)生在呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)作品深度上往往力不從心[14]。如何將建筑設(shè)計(jì)與優(yōu)秀合理的表現(xiàn)形式最大程度的合而為一，將是本研究亟待解決的第三個(gè)問(wèn)題。

2 BIM實(shí)驗(yàn)室案例教學(xué)探索

2.1 初步設(shè)計(jì)

在BIM實(shí)驗(yàn)室教學(xué)研究的第一個(gè)階段，組織了來(lái)自建筑學(xué)、土木工程、電氣自動(dòng)化與暖通給排水專業(yè)的學(xué)生共12名，以及來(lái)自對(duì)應(yīng)專業(yè)方向的青年骨干教師4名。利用課余時(shí)間在我校BIM實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了一次民用建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目模擬。項(xiàng)目來(lái)源長(zhǎng)春市大禹褐石公園8號(hào)樓。初步設(shè)計(jì)階段將12名同學(xué)按照專業(yè)劃分為4個(gè)小組，對(duì)應(yīng)專業(yè)教師為項(xiàng)目組長(zhǎng)。

首先由建筑設(shè)計(jì)小組完成建筑平面及立面方案，而后由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小組依據(jù)此方案確定框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，接著分別由電氣小組與給排水小組進(jìn)行建筑內(nèi)部橋架及管線設(shè)計(jì)。此過(guò)程完全效仿目前設(shè)計(jì)院常規(guī)項(xiàng)目流程。在項(xiàng)目進(jìn)行當(dāng)中各小組獨(dú)立工作，歷時(shí)20 d完成項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)。經(jīng)4位教師校驗(yàn)，出現(xiàn)明顯空間設(shè)計(jì)問(wèn)題15處、建筑外墻裝飾及屋面防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤12處、樓梯間梯段梁穿墻現(xiàn)象2處、上水管穿梁現(xiàn)象18處、電氣開關(guān)與橋架外露現(xiàn)象20處。經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)總結(jié)后，建筑設(shè)計(jì)專業(yè)教師與本專業(yè)學(xué)生攜手利用3D MAX軟件對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了模擬演示，使同學(xué)們切身認(rèn)識(shí)到：建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的重要性、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)知識(shí)的匱乏以及三維建筑空間表達(dá)方式的局限。

2.2 BIM軟件培訓(xùn)

BIM相關(guān)設(shè)計(jì)軟件是進(jìn)項(xiàng)建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本次BIM實(shí)驗(yàn)室教學(xué)研究對(duì)BIM支撐下的Revit Arch(建筑設(shè)計(jì))、Revit Structure(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))以及Revit MEP(設(shè)備設(shè)計(jì))等軟件為12名學(xué)生進(jìn)行了為期30 d的基本操作培訓(xùn)，并且在培訓(xùn)過(guò)程當(dāng)中，帶領(lǐng)學(xué)生們深入工地現(xiàn)場(chǎng)，統(tǒng)一普及相關(guān)的建筑學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)以及暖通與電氣等專業(yè)理論知識(shí)。使學(xué)生在掌握軟件操作及命令運(yùn)用的同時(shí)透徹了解民用建筑構(gòu)造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。尤其對(duì)建筑節(jié)點(diǎn)與各專業(yè)交圈關(guān)系的認(rèn)識(shí)，讓他們收獲頗豐，不僅培養(yǎng)了大家可以細(xì)致入微的設(shè)計(jì)素養(yǎng),更奠定了能夠統(tǒng)籌全局的設(shè)計(jì)觀念。這是實(shí)驗(yàn)室教學(xué)較之傳統(tǒng)課堂講授式教學(xué)更加靈活的組織課堂形式、更加容易接近實(shí)際項(xiàng)目的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 項(xiàng)目實(shí)踐與多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

(1) 分組與項(xiàng)目前期安排。12名同學(xué)在本階段的項(xiàng)目實(shí)踐中將重新分配成A、B、C 3個(gè)組，每一組均配備1名建筑設(shè)計(jì)專業(yè)、1名結(jié)構(gòu)專業(yè)、1名電氣專業(yè)以及1名給排水專業(yè)的同學(xué)。3個(gè)組同時(shí)以任務(wù)書要求的建筑風(fēng)格、建筑面積、建筑容積率、建筑戶型格局以及防火抗震等級(jí)要求進(jìn)行項(xiàng)目分解與步驟安排。

(2) 設(shè)計(jì)實(shí)施方案前期匯報(bào)。A、B、C 3組歷時(shí)1周分別提交設(shè)計(jì)實(shí)施方案，并對(duì)設(shè)計(jì)中容易遇到的各專業(yè)交圈問(wèn)題進(jìn)行預(yù)判和匯總，由老師組織答辯，并依據(jù)各組設(shè)計(jì)方案確定BIM項(xiàng)目實(shí)施方案，提出相應(yīng)設(shè)計(jì)與進(jìn)度要求。設(shè)計(jì)實(shí)施方案匯報(bào)過(guò)程如圖1所示。

圖1 針對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)與設(shè)計(jì)流程安排的設(shè)計(jì)實(shí)施方案匯報(bào)

(3) 建筑平面及立面設(shè)計(jì)階段。本次教學(xué)研究利用吉林建筑大學(xué)BIM實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)部被隔斷分隔成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間，每個(gè)項(xiàng)目組分配5臺(tái)電腦，其中一臺(tái)為工作站服務(wù)器，用來(lái)上傳BIM中心文件；一臺(tái)筆記本與一臺(tái)投影儀，用來(lái)階段性項(xiàng)目討論；一臺(tái)打印機(jī)用來(lái)階段性項(xiàng)目成果輸出。

在前期分析總結(jié)建設(shè)方主要訴求的基礎(chǔ)上，確定建筑設(shè)計(jì)任務(wù)，完成平面空間的布局與基本建筑外觀的形式。3組中建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的同學(xué)在統(tǒng)一軸網(wǎng)與標(biāo)高的Revit Arch文件中分別開始設(shè)計(jì)制作該項(xiàng)目的平面與立面。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了設(shè)計(jì)內(nèi)容，并進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)總結(jié)與論證。將生成的三維建筑模型與傳統(tǒng)教學(xué)模式下的二維圖紙進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)明顯改善并提高了學(xué)生對(duì)建筑設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)詳圖與建筑構(gòu)造的基本認(rèn)知，充分體現(xiàn)了BIM教學(xué)的深入性和直觀性。階段性成果如圖2～4所示。

(4) 中期BIM模型結(jié)構(gòu)分析。案例采用BIM的“進(jìn)程管理與網(wǎng)絡(luò)多專業(yè)協(xié)同”制作模式。首先由A組設(shè)計(jì)完成建筑模型，而后以該模型為中心文件，項(xiàng)目進(jìn)入下一環(huán)節(jié)由土木工程專業(yè)教師對(duì)該建筑的結(jié)構(gòu)選型為A、B、C 3組同學(xué)做具體分析講解。確定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)樣式與主要梁、柱部分的配筋信息，并協(xié)助B組同學(xué)將Revit Arch文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)同步更新在Revit Structure中進(jìn)行該建筑的結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建。在此過(guò)程中引入多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的教學(xué)模式，有效提升了設(shè)計(jì)教學(xué)效率與質(zhì)量。中期成果如圖及建筑結(jié)構(gòu)集中式講解過(guò)程如圖5所示。

(5) 后期BIM模型的碰撞檢測(cè)。項(xiàng)目后半程，在完成主體結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，將BIM文件同步更新到Revit MEP中進(jìn)行水暖管線的綜合設(shè)計(jì)。3個(gè)組水暖專業(yè)的同學(xué)區(qū)分為供暖的回路設(shè)計(jì)與自來(lái)水的給水和排水設(shè)計(jì)?？⒐つＰ陀扇客瑢W(xué)參與進(jìn)行管線結(jié)構(gòu)的“交圈”碰撞檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)整理錯(cuò)漏問(wèn)題30處，在老師的指導(dǎo)下，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，最終由建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位鑒定并驗(yàn)收項(xiàng)目完成，項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息總結(jié)歸檔。項(xiàng)目設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)成果如圖6所示。

(6) 課題設(shè)計(jì)項(xiàng)目成果匯總。歷時(shí)3個(gè)月，從建筑裝飾物，到建筑風(fēng)格細(xì)化后的門窗構(gòu)件。3個(gè)項(xiàng)目組共完成BIM圖元及模型族文件56個(gè)，材質(zhì)信息文件50個(gè)，大禹褐石公園8#樓建筑方案3套，相關(guān)BIM模型文件3個(gè)，輸出建筑施工深化A1圖紙110頁(yè)，結(jié)構(gòu)施工深化 A1圖紙80頁(yè)，水暖及電氣施工深化 A1圖紙150頁(yè)。3個(gè)項(xiàng)目組在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)度內(nèi)均完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。借助BIM軟件的幫助，使施工圖的節(jié)點(diǎn)深度達(dá)到施工指導(dǎo)水準(zhǔn)。3個(gè)方案在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的幫助下，有效規(guī)避掉前期初步設(shè)計(jì)96%的交圈碰撞問(wèn)題。借BIM軟件的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，3個(gè)項(xiàng)目組在項(xiàng)目結(jié)尾均完成了1 min 30 s的建筑施工模擬及應(yīng)用動(dòng)畫，全面直觀地再現(xiàn)了建筑的內(nèi)外空間結(jié)構(gòu)。

(7) BIM模型施工應(yīng)用。2015年6月，大禹褐石公園8號(hào)樓如期開工建設(shè)，3個(gè)項(xiàng)目組的BIM成果文件得到了施工單位、設(shè)計(jì)單位以及建設(shè)單位的鑒定認(rèn)可。通過(guò)BIM系列軟件中的Navisworks以及二次開發(fā)軟件，最終將定稿實(shí)施方案被載入移動(dòng)設(shè)備IPad中，利用云服務(wù)器BIM GLUE的瀏覽功能在施工現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)與施工進(jìn)度比對(duì)，工期歷時(shí)4個(gè)月，專業(yè)負(fù)責(zé)教師及12名學(xué)生參與了8號(hào)樓建造全過(guò)程。整個(gè)觀摩學(xué)習(xí)過(guò)程強(qiáng)化了學(xué)生們的設(shè)計(jì)實(shí)踐成果轉(zhuǎn)換意識(shí)，使他們更加系統(tǒng)直觀地掌握了從方案設(shè)計(jì)到深化設(shè)計(jì)再到施工建造的全流程。

圖5 基于Revit Structure設(shè)計(jì)制作的結(jié)構(gòu)模型與專業(yè)教師的集中式講解過(guò)程

3 創(chuàng)新意義

有別于同類院校的BIM教學(xué)模式：如果僅將BIM作為一門單純的軟件課程，加載在原有建筑設(shè)計(jì)教學(xué)體系中，期待學(xué)生在學(xué)習(xí)BIM知識(shí)、BIM技能、BIM理念的同時(shí)自己完成多專業(yè)知識(shí)的整合——這種片面的教學(xué)方式，不僅不利于專業(yè)知識(shí)的傳授，更無(wú)法體現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同的BIM理念[15]。筆者對(duì)于BIM實(shí)驗(yàn)室教學(xué)研究，以項(xiàng)目實(shí)例為載體，深入直觀的解析三維BIM建筑模型設(shè)計(jì)制作的全過(guò)程，有效消除了抽象描述與實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的距離，有效培養(yǎng)學(xué)生三維空間感知與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造關(guān)系的理解能力。針對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與模擬建造過(guò)程中的多專業(yè)交圈問(wèn)題，實(shí)施相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)傳授與協(xié)同設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，旨在塑造一整套圍繞著BIM理念，循序漸進(jìn)、關(guān)注建筑全生命周期的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式，打破傳統(tǒng)課堂講授式建筑設(shè)計(jì)教學(xué)節(jié)點(diǎn)深度不足、知識(shí)難于整合以及表達(dá)效果乏力的桎梏[16]。

4 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)BIM技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推進(jìn)對(duì)人才需求提出了新的定義，基于BIM理念培養(yǎng)下的建筑設(shè)計(jì)人才又同時(shí)促進(jìn)著行業(yè)內(nèi)高、新技術(shù)的應(yīng)用以及建筑設(shè)計(jì)施工行業(yè)的升級(jí)與轉(zhuǎn)型，兩者互補(bǔ)齊進(jìn)形成了良性循環(huán)，為中國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入以及綠色智能建筑的推廣起到了積極的促進(jìn)作用。通過(guò)本次BIM實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式的探索與全新教學(xué)方法實(shí)施過(guò)程的嘗試，為數(shù)字信息時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)積累了多樣化的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。借助實(shí)際建筑工程案例作為載體，在各專業(yè)協(xié)同的基礎(chǔ)上加以深化。建造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施針對(duì)性的分析講解，使學(xué)生加深綜合設(shè)計(jì)的理念并拓展相關(guān)專業(yè)知識(shí)的積累。在項(xiàng)目完成后，各項(xiàng)目組分別對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的頻發(fā)問(wèn)題進(jìn)行整理總結(jié)加以討論，尤其在項(xiàng)目后半程安排的碰撞分析檢測(cè)，真實(shí)模擬再現(xiàn)了民用建筑設(shè)計(jì)中普遍存在易被忽視的“交圈”碰撞問(wèn)題，提升了學(xué)生的設(shè)計(jì)大局觀,并加深臨場(chǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累。本次BIM實(shí)驗(yàn)室教學(xué)研究的順利完成可看作是高等建筑設(shè)計(jì)類院校課堂教學(xué)方法革新的一次積極探索，為培養(yǎng)未來(lái)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系健全，綜合能力突出的規(guī)劃類、建筑設(shè)計(jì)類高級(jí)人才奠定了“全專業(yè)、全過(guò)程”的大局觀以及寶貴的實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

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Research on the Teaching Mode of Multi Professional Collaboration Architectural Design Based on BIM

HANRui1,2,LIUDaping1，SHAODan3，WANGLihua4

(1. Heilongjiang Cold Region Architectural Science Key Laboratory, School of Architecture, Harbin Institute of Technology；Harbin 150006, China; 2. College of Art and Design, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118, China; 3. College of Computer Science and Technology, Changchun University, Changchun 130022, China; 4. Department of Information, Osaka Electro-Communication University, Osaka 564-0061, Japan)

In recent years, BIM has been widely used in various fields of construction engineering, it is adding fuel to the transformation of China's construction industry and technology upgrade. In order to adapt the needs of the personnel training in new market situation, most colleges of civil engineering and architecture are actively exploring the improvement of the teaching mode and method in courses. The purpose is to make up and improve the deficiency of the traditional classroom teaching method. We have tried to do centralized teaching based on BIM in the laboratory, and integrated the multi-professional collaborative design organically. Finally we enhanced the students' control ability of professional skills, coordination ability, ability of organization and the whole design process of management, through the progressive design of the construction project example. The students made great progress in the design theory and comprehensive analysis ability, through the comparison of technical indexes between BIM design results and traditional design results. This research will accumulate valuable experience for the innovation of architectural design teaching mode and method.

building information modeling (BIM)； architectural design； project examples； collaborative design

2016-08-01

2016年度吉林省教育科學(xué)規(guī)劃課題(項(xiàng)目編號(hào)：GH16291)；吉林省教育廳“十三五”社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：吉教科文合字[2016]第120號(hào))；中華人民共和國(guó)教育部“春暉計(jì)劃”科研項(xiàng)目

韓 銳(1981-)，男，遼寧金縣人。博士生，講師，主要從事數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)教學(xué)及應(yīng)用研究。

Tel.：18643199988; E-mail:archanrui@sina.com

劉大平(1955-)，男，哈爾濱人，教授，研究方向：現(xiàn)代建筑史與保護(hù)利用研究。

Tel.：13804518268; E-mail: ldp_abc@sina.com

G 642

A

1006-7167(2017)04-0174-05