BIM在供熱工程教學中的應用

張鵬　岑康

摘? 要：供熱工程是建筑環境與能源應用工程的專業課，采用傳統的課堂講授法，一直存在教學效果不夠理想的問題。BIM技術是應用于工程設計建造管理的數據化工具，具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等特點，在土木工程與建筑行業設計中應用廣泛。文章在對BIM技術與供熱工程課堂教學的融合引入進行分析的基礎上，通過對教學平臺建設、教學手段研究及教改過程總結，對供熱工程與BIM技術結合的課堂教學模式進行了探討。

關鍵詞：供熱工程;教學改革;BIM技術

中圖分類號：G642? ?? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）23-0093-03

Abstract： Heating Engineering is a major course of building environment and energy application engineering. The traditional classroom teaching method has always been the problem of unsatisfactory teaching effect. BIM Technology is a data-based tool used in engineering design and construction management. It has the characteristics of visualization， coordination， simulation， optimization and drawing-out. Based on the analysis of the integration of BIM technology and heating engineering classroom teaching， this paper summarizes the construction of teaching platform， the research of teaching methods and the process of teaching reform. The paper probes into the classroom teaching mode of combining heat supply engineering with BIM technology.

Keywords： heating engineering; teaching reform; BIM technology

一、供熱工程引入BIM的必要性

供熱工程是建環專業的一門專業課，當前教學方式主要為傳統的課堂講授，雖然這種教學方法效率相對較高，但也存在學生依賴性強、學習缺乏主動性和積極性等明顯的不足之處，影響教學效果。[1-3]而在傳統教學的的基礎上，在教學過程中引入BIM技術將會有效解決此類問題。BIM技術作為建筑行業一次技術革命，其可視性、數字性、仿真性會徹底改變供熱工程的教學方式，在豐富和完善教學方式的同時，使得教學效果明顯提高，使得學生能夠適應未來行業的要求和社會的需要。

二、BIM技術在教學中的應用

在供熱工程設計中，BIM技術主要應用在供暖熱負荷計算、供暖系統布置及碰撞檢查、供暖系統水力計算、機房布置與設計中。在教學中，教師應采取多種方式將BIM技術與課程內容進行有機融合，提高學生的BIM技術應用能力，培養適應產業發展需要的高質量人才。

（一）BIM教學內容分析[4-6]

1. 供暖熱負荷的確定

專業的BIM暖通空調設計軟件，可以將建筑模型數據直接傳遞到負荷計算軟件中，對空間進行提取計算，結果可標注在圖面上，也可為后續選型、技術提供數據支持，并根據負荷分析結果調整外圍護結構參數，使之符合節能要求。在教學中引導學生注意傳統負荷計算軟件與BIM設計軟件的區別與聯系，充分合理利用專業的BIM暖通空調設計軟件在負荷計算上的優勢。

2. 供暖系統布置及碰撞檢查

設計軟件可提供供暖系統建模設計中的散熱設備布置、水管連接、水管升降、設備連接、閥件布置連接，系統計算、統計、標注等建模工具，大大提高建模效率。利用軟件的開洞檢測等功能可以檢查管道與墻體、管道與管道的碰撞情況，并在墻體自動開洞。

3. 供暖系統水力計算

設計軟件將碰撞檢查過的管道模型數據直接傳遞到水力計算軟件中，經過計算確定管徑、管長、沿程阻力和局部阻力，對并聯回路進行阻力平衡分析及調整。水力計算完成后可出供暖系統計算原理圖、平面圖及系統圖等。

4. 機房布置與設計

傳統機房設計成果用安裝圖表示，安裝圖是直觀展示工藝設備、管道及相關附件具體安裝位置的方式。安裝圖中應給出各個管道、設備的型號尺寸以及定位尺寸。平面安裝圖不能完全表明、清晰定位的部分需要繪制剖面圖。剖面圖應當給出各個設備、管道及附件的標高及定位尺寸。將機房三維建模的成果制作漫游視頻，可生動形象地反映出機房空間關系，并能夠對機房內外供熱管道進行碰撞檢查，使機房設計與實際情況更加貼合。

《供熱工程》課程教學引入BIM思路及過程見圖1[3]。

（二）教學手段及方法改革

1. 教學手段改革

在滿足教學計劃的前提下，調整課程教學大綱，在課堂授課中增加上述幾部分BIM教學內容，并布置相應的課后大作業。通過大作業的練習，學生有針對性地學習、加深對BIM技術的應用能力，既可提高學生學習興趣和課堂教學效果，又可提高學生動手操作能力，能夠更好地培養學生獨立工作及解決實際工程問題的能力。

2. 考核方式改革

供熱工程課程采用多元化的考核制度，除了傳統的考試、平時成績外，增加了課后大作業的考核項目。考核制度的具體評分比重為：考勤及平時作業成績占總分的20%，期末考試成績占總分的50%，大作業成績占總分的30%。

3. 教學平臺建設

為積極響應教育部高等教育司發布的《教育部高等教育司關于征集2018年產學合作協同育人項目的函》號召，貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》文件精神，推進產學合作協同育人及建筑信息模型（BIM）應用，創新高校人才培養機制，采薇君華公司設立專項資金和資源，開展產學合作協同育人項目，為校企雙方搭建橋梁，著力培養適應產業發展需要的高質量人才，為企業發展提供良好的人才支撐。我校和采薇君華公司采用合作，利用采薇公司教學平臺建設《供熱工程》網絡課程并進行教學班級管理，為學生進行線上學習提供了新的資源。

4. 學科競賽促進教學

建環專業學生從大二開始，參加多項國家級BIM比賽，如“BIM畢業設計創新大賽”“全國高等院校綠色建筑設計技能大賽”“全國大學生綠色校園概念設計大賽”“中國制冷空調行業大學生科技競賽”“MDV中央空調設計應用大賽”等。學生自由組隊，教師利用業余時間指導。這些比賽，激勵學生主動學習、拓展知識面，提高大學生的實踐能力和創新能力，培養學生的專業能力和綜合素質。

三、教改實施過程

《供熱工程》安排在大三上學期，大四下學期有相應課程設計。學生在大二、大三上學期已在其他課程中接觸并學習過BIM相關知識，能比較熟練應用REVIT軟件進行建筑建模、應用DEST軟件進行建筑能耗分析。在《供熱工程》行課期間，任課教師根據課程內容，結合BIM技術，給學生布置課外大作業，主要是建筑建模、負荷計算、供暖系統布置及碰撞檢查、機房布置等。學生利用課余時間，通過各種資源，如采薇君華的“BIM會員”公眾號、教學平臺等進行線上學習，完成每次大作業。大作業目的是進一步熟悉BIM相關軟件操作，為完整進行課程設計做準備。大四下學期進行《供熱工程》課程設計，題目為某辦公樓供暖系統設計。學生根據自己課堂學到的知識，結合BIM 技術，獨立完成課程設計。

四、結束語

供熱工程設計的幾個關鍵環節如熱負荷計算、管網布置、水力計算、機房設計等借助BIM技術改變了學生掌握知識的方式，使得設計過程相對傳統方式更加簡潔，計算結果更加準確，極大地激發了學生獨立思考和主動思考的能力，既提高了學生的創新創造能力，又使枯燥難懂的課堂知識變得容易理解接受。學生通過大作業、課程設計、畢業設計等多個實踐環節反復練習、不斷提高BIM技術應用技巧，成為行業亟需的BIM專業人才，有利于改善學生的就業前景，促進學校發展。[7]將BIM技術與供熱工程課堂教學有機結合，對教學內容和教學形式進行變換，將書本上的知識以實物模型直觀形象的展示給學生，使得課堂內容豐富具體，生動有趣，能夠激發學生興趣，有效提高課堂教學質量。

參考文獻：

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