摘要:“BIM”(Building Information Modeling)技術(shù),是指基于不同的建筑信息,針對建筑過程中包括設(shè)計、施工、運維等全部工作環(huán)節(jié)所建立的建模類數(shù)字化信息技術(shù);預(yù)制裝配式建筑,是指相關(guān)構(gòu)件(全部構(gòu)件或部分構(gòu)件)在工廠進行預(yù)制,后期運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,再通過合理的安裝方法完成裝配的建筑。建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級問題已受到黨和政府的高度重視,故此,對于高等院校的教師而言,完善“BIM技術(shù)+裝配式建筑”的課程建設(shè)是十分必要的。本文以建筑學(xué)相關(guān)理念為基礎(chǔ),結(jié)合BIM軟件及相關(guān)技術(shù)的運用,根據(jù)裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了教師在課程建設(shè)中遇到的問題,并針對這些問題從明確教學(xué)理念、完善課程設(shè)置、優(yōu)化課程體系三方面給出了相應(yīng)的合理化建議,對教師完善課程的建設(shè)具備一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:裝配式建筑;課程體系構(gòu)建;BIM技術(shù)
“十三五”規(guī)劃綱要中提出:應(yīng)加快城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展的步伐。在這樣的大趨勢下,建筑業(yè)亟須進行全面轉(zhuǎn)型,作為建筑業(yè)發(fā)展的主要途徑,發(fā)展裝配式建筑是十分重要的。據(jù)統(tǒng)計,我國建筑產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)人才缺口已逾百萬,其中,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠、相關(guān)施工企事業(yè)單位對于管理人才的需求更是與日俱增。故此,在就業(yè)形勢日趨嚴(yán)峻的情勢下,進一步加大對技術(shù)型人才的培養(yǎng)力度,是相關(guān)教師課程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文對主題的研究,旨在使我國建筑教育事業(yè)進一步適應(yīng)時代的要求,使之與我國政治體制、文化體制中的各項改革措施相適應(yīng),保證我國教育事業(yè)的根本任務(wù)和總體目標(biāo)的實現(xiàn),最終保證我國建筑教學(xué)事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
一、裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
2017年,國務(wù)院辦公廳頒布了有關(guān)建筑業(yè)發(fā)展的意見,該意見明確了“大力推廣裝配式建筑的應(yīng)用”這一主張,主張中強調(diào)了相關(guān)企事業(yè)單位發(fā)展裝配式混凝土建筑的意義,鼓勵相關(guān)企事業(yè)單位不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。近年來,國家逐步完善了裝配式建筑行業(yè)的體系標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)政策。但是,裝配式建筑事業(yè)的發(fā)展仍受到許多因素的制約。
首先,部分民眾因為對新技術(shù)的優(yōu)勢與特點存在認(rèn)知上的不足,而在心理上對裝配式建筑的發(fā)展產(chǎn)生不認(rèn)同、懷疑甚至排斥。其實,裝配式建在結(jié)構(gòu)的安全性、材質(zhì)的耐久性,整體性能的保溫性方面都毫不遜色于以磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)為首的傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)建筑方式,裝配式建筑在建設(shè)前期所需成本相對較高,建設(shè)相關(guān)工作量較大。由于對新技術(shù)缺乏正確、全面的理解和認(rèn)識,部分小型企業(yè)安于現(xiàn)狀,不思進取,堅持使用傳統(tǒng)建筑方法,忽視了建筑產(chǎn)業(yè)改革的緊迫性和由此而來的必然趨勢,阻礙了建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化轉(zhuǎn)型的步伐。
其次,隨著裝配式建筑相關(guān)技術(shù)從國外引入,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)規(guī)范與我國現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范指標(biāo)存在不兼容性。究其原因,是因為我國建筑市場環(huán)境存在一定的特異性,與國際上的建筑市場環(huán)境有著很大的區(qū)別。其特異性集中體現(xiàn)在建筑的設(shè)計過程、施工與驗收的各項標(biāo)準(zhǔn)仍不夠完善上。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不完善,在一定程度上對員工的積極性造成了不良的影響,這對于員工的長期工作是十分不利的。
最后,相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員技術(shù)能力低下,是制約裝配式建筑事業(yè)發(fā)展的重要因素。裝配式建筑在其生產(chǎn)、建造過程中涉及多專業(yè)工作者的合作協(xié)同。由于相關(guān)技術(shù)人員能力不足,導(dǎo)致工作中無法實現(xiàn)協(xié)同化作業(yè),進而使建筑產(chǎn)品缺乏專業(yè)性與標(biāo)準(zhǔn)性,使其各項指標(biāo)達不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn),阻礙建筑工作的整體進行。相關(guān)企業(yè)應(yīng)該從“產(chǎn)品系統(tǒng)化”這一根本問題出發(fā),從建筑配件的設(shè)計、建筑產(chǎn)品的選擇方面入手,借助信息化管理理念,對相關(guān)技術(shù)人員進行培訓(xùn),使其擺脫傳統(tǒng)建筑工作中現(xiàn)澆設(shè)計等相關(guān)的條條框框,并在此基礎(chǔ)上對裝配式建筑的整體特點進行全面的把握,能夠熟練地理解圖紙中裝配式建筑各個組件節(jié)點所發(fā)揮的作用,進而在思維層面適應(yīng)崗位上的工作,逐步成長為裝配式復(fù)合型技術(shù)人才。
加強對裝配式建筑發(fā)展的現(xiàn)狀與相應(yīng)制約元素的理解,有利于教師更好地完成相關(guān)課程的建設(shè)。
二、相關(guān)課程建設(shè)中常見的問題
(一)學(xué)校缺少完善的教學(xué)體系
從學(xué)校的角度分析,其教學(xué)體系的不足主要體現(xiàn)在兩個層面:認(rèn)知層面和非認(rèn)知層面。
在認(rèn)知層面,學(xué)校的相關(guān)管理者中,仍有一部分人沒有全面了解BIM技術(shù)在裝配式建筑課程建設(shè)中發(fā)揮的重要作用。其發(fā)揮的重要作用包括:在虛擬建?;A(chǔ)上對模擬出的建筑物進行三維碰撞檢查,可以有效避免建筑投資中的浪費,確保施工進度不受影響;通過虛擬施工過程有效地對工程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險進行規(guī)避,對工程中的各式問題進行把握,減少工程質(zhì)量問題與施工安全問題,避免過多的返工和整改現(xiàn)象的出現(xiàn),使施工過程變得更加高效;通過在電腦上建立相應(yīng)的三維模型,可以直觀地展現(xiàn)圖紙中所無法展示的整體特點與綜合細節(jié),便于后期相關(guān)工作者對建筑物相關(guān)的性能進行后續(xù)測試。故此,學(xué)校應(yīng)該著力培養(yǎng)管理者對BIM技術(shù)的全面認(rèn)識。許多學(xué)校在相關(guān)課程體系中仍然缺乏BIM技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容,許多教師在教學(xué)過程中仍將教學(xué)的重點集中在現(xiàn)澆混凝土建筑上,導(dǎo)致學(xué)生對裝配式建筑的建設(shè)目標(biāo)及相關(guān)優(yōu)點缺乏認(rèn)識和了解,對于學(xué)生的學(xué)習(xí)、成長和日后的發(fā)展是十分不利的。故此,教師應(yīng)該加強學(xué)生對相關(guān)概念的認(rèn)識與理解。
在非認(rèn)知層面,許多企業(yè)缺少優(yōu)質(zhì)的師資隊伍、豐富的教學(xué)資源、先進的教學(xué)實訓(xùn)場所。在師資隊伍方面,部分企業(yè)中,年紀(jì)稍大的教師、對計算機技術(shù)不熟悉的教師,普遍無法熟練掌握BIM軟件的操作與使用,在軟件的實操過程中更展現(xiàn)出其計算機操作水平的不足。在教學(xué)資源方面,關(guān)于BIM使用方法與操作流程的教學(xué)材料在數(shù)量明顯不足,市面上大多數(shù)的教材在講解上仍偏重于探討“混凝土現(xiàn)澆”等傳統(tǒng)建筑方式的相關(guān)理論與知識,而忽視了對BIM用法的探究。
(二)教師對BIM的優(yōu)勢不夠明確
引入BIM輔助工程相關(guān)工作,相比于以傳統(tǒng)方式完成工程相關(guān)任務(wù),其核心優(yōu)勢在于:使用BIM能夠?qū)崿F(xiàn)整個工程中各專業(yè)數(shù)據(jù)化信息的共享。在方案設(shè)計階段,操作BIM軟件的工作者通過三維建模,能夠更好地展示工程項目的全貌、各部分配件之間的關(guān)系、給水排水管線的具體走向全面提升工作效率,并進一步保證工作質(zhì)量。斯坦福大學(xué)科研團隊在研究中指出,項目設(shè)計者通過使用BIM軟件輔助工程相關(guān)工作,一般可節(jié)約總成本的10%,并節(jié)省7%的工期。
BIM建模中的三維可視化設(shè)計,有助于使用軟件的人員準(zhǔn)確地把握設(shè)計的要點。在信息化裝配式建筑的建設(shè)過程中,無論是相關(guān)部件的現(xiàn)場組裝精度要求,還是配件組件的生產(chǎn)精度要求都是相當(dāng)高的。故此,裝配式建筑對項目的設(shè)計精密度與施工精密度都有著很高的要求。而BIM技術(shù)具備“數(shù)據(jù)信息高度集成”的特點,并采用協(xié)同管理、協(xié)同設(shè)計的工作模式,這些特點正好符合上述要求,同時,這種“精密設(shè)計”的思想與建筑工業(yè)化的相關(guān)要求及設(shè)想(即全面實現(xiàn)建筑產(chǎn)品化加工、精細化設(shè)計與精密化安裝)不謀而合。借助BIM相關(guān)技術(shù),通過建模的手段,完善對建筑相關(guān)配件的預(yù)處理,進而提升建筑產(chǎn)品的加工效率;在設(shè)計相關(guān)方案時,通過BIM模型直觀向客戶展現(xiàn)建筑的三維全貌與細節(jié)特點;在建筑配件安裝過程中,通過BIM軟件確定配件安裝的準(zhǔn)確位置及各大關(guān)鍵結(jié)點的相對位置,進而實現(xiàn)設(shè)計、加工、裝配“三位一體”的精密化工作模式。
從事設(shè)計工作的工程師們在BIM所提供的專業(yè)信息共享平臺上大展拳腳:在這個規(guī)模宏大的平臺上,工程師們完成了設(shè)計信息的共享、建模數(shù)據(jù)的共享、設(shè)計思路的共享。當(dāng)任何一個專業(yè)的工程師在其設(shè)計過程中出現(xiàn)問題需要對方案進行修改時,其他專業(yè)的工程師均可以在第一時間獲知相關(guān)修改信息,并及時根據(jù)該信息處理本專業(yè)的設(shè)計方案。許多工程師在同一個平臺上協(xié)同工作、共享信息與方案,相比于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計工作,其工作的整體效率有了指數(shù)級的提升。
三、如何完善對BIM技術(shù)+裝配式建筑課程的整體建設(shè)
(一)教師應(yīng)著力提升自身技術(shù)理論水平
許多建筑專業(yè)教師對BIM軟件的理解僅停留在相關(guān)學(xué)術(shù)研究上。對這些教師進行系統(tǒng)化的培訓(xùn),使他們進一步掌握BIM軟件的用法、特點對學(xué)校而言是亟待解決的問題。裝配式建筑的發(fā)展與BIM技術(shù)的應(yīng)用有著密不可分的關(guān)系,故此,教師應(yīng)該全面、深刻地理解BIM的理論知識,熟悉相關(guān)技術(shù)指標(biāo),為其理論教學(xué)與實踐教學(xué)工作打好基礎(chǔ)。
(二)教師應(yīng)完善課程設(shè)置
完善課程設(shè)置,是健全相關(guān)課程體系建設(shè)的關(guān)鍵。許多傳統(tǒng)教材中缺乏對裝配式建筑相關(guān)工藝的深度挖掘與思考,在舊版本的教材中更是從未提及BIM軟件所涉及的具體技術(shù)操作。教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)校的具體情況,在傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上開設(shè)“裝配式建筑施工組織設(shè)計”“Revit建?!钡日n程,以保證學(xué)生能夠?qū)W到包括“BIM”在內(nèi)的最新建筑技術(shù)。
(三)教師應(yīng)加強對學(xué)生的引導(dǎo)
近年來,在我國有許多企業(yè)與機構(gòu)在社會上舉辦了BIM技術(shù)相關(guān)的技能競賽。這些競賽不僅為參賽者預(yù)備了豐厚的獎勵,通過參加這些競賽,更是可以開闊參賽者的眼界,豐富參賽者的建模與設(shè)計經(jīng)驗。故此,教師應(yīng)當(dāng)鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生參加此類競賽,為行業(yè)、為社會培養(yǎng)更多的BIM領(lǐng)域的專業(yè)型技術(shù)人才。
四、結(jié)語
隨著建筑工業(yè)化與信息化步伐的加快,在國家相關(guān)政策的支持下,裝配式建筑已成為建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢。而BIM技術(shù)又與裝配式建筑有著良好的契合,故此,對于高等院校的教師而言,繼續(xù)完善“BIM技術(shù)+裝配式建筑”的課程建設(shè)是十分必要的。展望未來,BIM技術(shù)一定能夠在建筑行業(yè)中得到有力的發(fā)展。
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基金項目:2019年度遼寧省教育廳科學(xué)研究立項課題“基于全產(chǎn)業(yè)鏈模式的裝配式建筑人才培養(yǎng)模式研究”(項目編號:lncj201903,遼教辦[2019]117號),主持人:王鑫
作者簡介:王鑫(1984—),男,漢族,遼寧鞍山人,碩士研究生,副教授,中國建設(shè)教育協(xié)會理事委員,中國建筑學(xué)會遼寧省施工分會理事委員,遼寧省住宅產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟理事委員,裝配式建筑專業(yè)方向?qū)I(yè)帶頭人,研究方向:裝配式建筑技術(shù)、BIM技術(shù)、職業(yè)教育教學(xué)改革。