淺談BIM技術(shù)與土木建筑類專業(yè)課程的融通*

程希瑩 韓 意 肖昕迪

（安徽科技學(xué)院建筑學(xué)院，安徽 蚌埠 233000）

BIM技術(shù)主要是指在建筑工程項目中，從建筑規(guī)劃到現(xiàn)場施工管理應(yīng)用信息技術(shù)，提高施工效率。通過BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)共享反映建筑特征，有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢，使用三維可視化功能，與建筑各個專業(yè)同步開展，可以準確掌握施工項目的各項信息。BIM技術(shù)能夠記錄項目運營的全過程以及相關(guān)數(shù)據(jù)，建立工程信息庫數(shù)字模型。

1 BIM的概念

BIM主要指建筑信息模型，國外很多國家都有制定BIM標準，包括美國、日本等發(fā)達國家，其中美國應(yīng)用最為成熟，是最早研究實踐的國家。BIM技術(shù)作為國內(nèi)建筑領(lǐng)域的新興技術(shù)，有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢，是建筑產(chǎn)業(yè)走向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)。建筑類產(chǎn)業(yè)涉及的內(nèi)容較多，具有一定的復(fù)雜性，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，耗用的資源比較多，會產(chǎn)生高污染。在老齡化社會中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展，相關(guān)部門有報道過，我國建筑工地農(nóng)民工的平均年齡在46歲左右，年齡人不愿從事體力勞動，從環(huán)保、老齡化現(xiàn)狀可以了解到建筑產(chǎn)業(yè)革命的必要性，普及BIM技術(shù)是加深建筑類產(chǎn)業(yè)改革的重要途徑[1]。

作為培養(yǎng)建筑產(chǎn)業(yè)人才的主要院校，在土木建筑類專業(yè)中融入BIM技術(shù)，是社會發(fā)展的必然趨勢，也是最好的選擇。BIM技術(shù)不僅能夠共享數(shù)據(jù)庫，還能反映建筑模型，掌控現(xiàn)場信息。高校應(yīng)當給予充分的重視，建立BIM實訓(xùn)室，由專業(yè)工程師指導(dǎo)學(xué)生，提高教師的業(yè)務(wù)水平。在校企合作中，為學(xué)生提供實踐平臺，加強實踐訓(xùn)練，將理論與實踐結(jié)合在一起，為學(xué)生講授專業(yè)技能[2]。

2 BIM的作用

2.1 建模過程中克服多頭設(shè)計矛盾

在民用建筑設(shè)計中，設(shè)計師一般都是背對背設(shè)計，結(jié)合結(jié)構(gòu)承載力，規(guī)范其使用功能，進行尺寸設(shè)計、位置確定等各個方面。作為一名合格的建筑設(shè)計師，應(yīng)當在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計以后，在結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上設(shè)計，及時發(fā)現(xiàn)錯誤，進行修改，結(jié)構(gòu)設(shè)計的改動很難反饋至設(shè)計師，在改圖過程中，會出現(xiàn)許多的錯誤，效率比較低。還有給排水設(shè)計師、電氣設(shè)計師等各個專業(yè)的設(shè)計師，相互交叉很容易出現(xiàn)錯誤。錯誤漏洞在施工中才能被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致其停工，阻礙施工進程，浪費大量的資源，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠減少這一類問題的發(fā)生。

在建模過程中，各個專業(yè)的設(shè)計師應(yīng)當加強交流互動，協(xié)同管理，建立中心文件實時分享，將操作反饋到文件上。設(shè)計師可以在第一時間內(nèi)看到圖紙修改的內(nèi)容，避免因為時間差而出現(xiàn)錯漏。BIM技術(shù)作為一種先進的操作模式，需要政府的支持，加大推行力度，提高對其的重視程度，制定相關(guān)的應(yīng)用標準。

2.2 管線碰撞，核量功能

BIM建模過程可以利用管道進行定位，在制定空間內(nèi)，利用碰撞功能，查看模型中專業(yè)管道空間布置的矛盾。如果空間位置出現(xiàn)碰撞，軟件就會警示，可以及時查看進行修改，確定管道位置。通過BIM模型可以獲取建筑工程信息，給投標報價、成本核算帶來極大的便利，提高施工效率[3]。

2.3 模型直觀便于對建筑進行觀察

在建筑裝修前，需要做效果圖，一般是讓非專業(yè)人員提前查看裝修效果，作出正確的決策。效果圖和二維圖紙相比較為直觀，可以看到大概外觀，但是無法深入細節(jié)，很難在各個角度觀察細節(jié)，利用BIM模型可以實現(xiàn)對其的全面觀察，滿足其實際需求。模型必須足夠精細，刻畫細節(jié)，利用漫游功能實現(xiàn)構(gòu)建仿真模型，感受裝修效果。

施工一共有四個目標，包括施工質(zhì)量、施工安全、施工進度和施工成本，通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對其的控制。以往建筑工地都是采用粗放式管理方式，主要依靠工作人員對現(xiàn)場的監(jiān)督，實施獎懲制度，對施工現(xiàn)場進行管理，管理模式較為落后，很難達到預(yù)期的管理效果。利用BIM技術(shù)可以擴大管理范圍，減少監(jiān)督死角，降低資源浪費率，提高施工效率。在施工現(xiàn)場安裝馬達，安排專業(yè)的工作人員定期維護馬達，自動分析現(xiàn)場的情況，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，快速傳遞相關(guān)的信息，實時監(jiān)管。

3 如何與課程進行融通

3.1 BIM三維模型的融通

在識圖理論課上，為學(xué)生安裝三維建模軟件，為其提供三維模型。三維建模軟件可以生成平面圖，查看任何位置的剖面圖，將其作為基礎(chǔ)，反復(fù)觀察某個位置的平立刨面圖，加深學(xué)生對其的理解，提高學(xué)生的空間想象力。建筑工程計量與計價是工程造價專業(yè)核心課程的重要組成部分，重點在于工程量、計算價格。通過BIM建模軟件，可以實現(xiàn)精準計算，對設(shè)計圖紙進行翻模，繪制相應(yīng)的三維模型，利用明細表羅列工程量，完成工程量輸出。除了建模軟件以外，各個科技公司也有開發(fā)相關(guān)的計量軟件，共同原理是二維圖紙翻模，變成三維模型，提取有效的建筑信息，將計價軟件作為輔助，實現(xiàn)算量計價，可以提高學(xué)習(xí)效率[4]。應(yīng)用型土木工程專業(yè)實踐教學(xué)平臺的優(yōu)化如圖1所示。

圖1 融合BIM技術(shù)的應(yīng)用型土木工程專業(yè)實踐教學(xué)平臺的優(yōu)化

3.2 安全質(zhì)量類課程的融通

施工管理是質(zhì)量控制的難題，旁站式監(jiān)理主要為質(zhì)量安全控制而設(shè)，依靠人的自覺性，存在著許多不確定性，使用BIM5D軟件能夠有效地進行管理。在安全質(zhì)量理論課堂上，總結(jié)問題，下載有關(guān)安全問題的圖片，導(dǎo)入5D軟件，指導(dǎo)學(xué)生下載客戶端，對班級學(xué)生進行分類，可以分為質(zhì)檢員、安全員等，手機與施工現(xiàn)場可以在連接后，詳細記錄施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，在手機上就可以查看施工現(xiàn)場的實際情況，直接發(fā)布操作指令。雖然沒有到達施工一線，但能及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，減少安全隱患。

3.3 融入BIM技術(shù)知識體系

在土木建筑類專業(yè)課程中引入有關(guān)BIM技術(shù)的相關(guān)知識，加深學(xué)習(xí)，解決當前存在的各種問題，結(jié)合學(xué)生的實際情況，在人才培養(yǎng)方案中建立BIM技術(shù)教學(xué)體系。在學(xué)科基礎(chǔ)課上，為學(xué)生詳細講解BIM理論知識，使其更為空間化，在專業(yè)教育實踐課程中，加強對學(xué)生的教育。在建立課程體系的過程中，不能僅傳授軟件知識，應(yīng)當結(jié)合專業(yè)課程，體現(xiàn)BIM技術(shù)。通過課程體系，引導(dǎo)學(xué)生掌握BIM技術(shù)，在實際工作中進行應(yīng)用，跟上時代的發(fā)展趨勢，滿足現(xiàn)代化教學(xué)需求，培養(yǎng)專業(yè)的人才。

植入新建課程，在線上線下課程中應(yīng)用BIM技術(shù)，例如：在《土木建筑課程》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》等課程中，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，提高其繪圖技能，在線下授課時導(dǎo)入BIM三維立體模型，開設(shè)線上課堂，展示建筑工程結(jié)構(gòu)，對BIM技術(shù)有一個正確的認識。在實踐教育課堂上布置BIM任務(wù)，提高學(xué)生運用能力，例如：在學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》這一內(nèi)容時，了解構(gòu)件構(gòu)造要求，在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計樓層組裝后，通過BIM建模進行檢查，在掌握課程內(nèi)容的同時又練習(xí)了BIM技術(shù)。

3.4 土木建筑對BIM功能的需求

在《施工組織與管理》課程中，繪制詳細的進度圖，其中包括網(wǎng)絡(luò)圖等各項內(nèi)容，BIM系列的斑馬夢龍等軟件，主要是針對繪制進度圖研發(fā)的，這些軟件在計劃編制控制中靈活性比較強。在制訂計劃的過程中，加強項目人員之間的交流，實現(xiàn)信息共享，有助于項目實施協(xié)調(diào)。便于安排項目日程，方便跟蹤項目，查看項目完成情況，實施動態(tài)控制，以此來加快項目進程。在施工過程中，合理分配項目資源，為其提供強大工具。

在學(xué)習(xí)雙代號網(wǎng)絡(luò)圖時，可以讓學(xué)生更好地計算六個時間參數(shù)，制定詳細的進度計劃。在建筑構(gòu)造識圖專業(yè)基礎(chǔ)課程上，融入BIM三維建模，認識二維圖紙，通過對比發(fā)現(xiàn)異同，可以提高學(xué)生的空間想象力，達到預(yù)期的教學(xué)效果[5]。

施工測量包括地形測設(shè)、放線等內(nèi)容，高差測量用水準儀操作比較簡單，施工放樣與其相比較為復(fù)雜。在崎嶇不平的路面，全站儀架設(shè)、操作難度系數(shù)比較大，很難進行坐標計算，結(jié)合BIM三維模型，運用先進的技術(shù)軟件，用互聯(lián)網(wǎng)提取放樣點，移動棱鏡實時顯示詳細位置，移動方向距離，可以確定設(shè)計坐標[6,7]。

4 結(jié)語

根據(jù)上文可以得知，BIM技術(shù)與土木建筑類課程的融通是社會發(fā)展的必然趨勢，可以提高土木建筑類課程的質(zhì)量。在課程學(xué)習(xí)中應(yīng)用BIM技術(shù)，當走上工作崗位后，可以提高自身的核心競爭力，為社會輸送更多專業(yè)型人才，加快現(xiàn)代化建設(shè)步伐，推動建筑產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。