BIM 技術在高職建筑工程技術專業畢業設計中的應用研究

王勇龍

湖南城建職業技術學院建筑工程系，湖南 湘潭 411101

畢業設計是高職院校建筑工程技術專業人才培養計劃中最后一個在校的實踐性教學環節，是學生畢業前總結性的獨立作業，也是最重要的綜合性教學環節。10 周的畢業設計指導，旨在培養學生綜合應用所學理論、專業知識及專業技能解決建筑工程技術專業實際問題的能力。學生通過選題、識圖、計算、設計、論證等階段，實現從學校走向就業崗位或者繼續深造的過渡，促進知識向能力的轉化，提高學生的綜合素質、增強實踐動手能力、提升創新能力，其重要作用是其他教學環節無法替代的。

BIM 是繼CAD 后建筑業的第二次革命性技術，實現了從二維到多維的飛躍，它能夠將一個建筑項目整個壽命周期所有信息整合到一個系統模型中，而BIM 技術就是建筑信息模型在建筑施工過程中的應用，應用階段涵蓋了設計、施工和運維［1］。建筑市場對懂BIM 技術的建筑工程技術專業人才迫切需求。因此作為湖南省建筑類高校，在學生畢業設計教學環節引入BIM 技術是非常具有教學價值的。

一、建筑工程技術專業畢業設計目前教學現狀分析

畢業設計是目前湖南城建職業技術學院建筑工程技術專業的一門重要實踐教學課程，旨在提高解決工程實際項目施工所需的專業能力和綜合能力，其主要能力包括施工圖識圖能力、工程量計算能力、施工組織設計編制能力。畢業設計指導時，每個班級配備了計量與計價、施工技術、建筑結構方向各一名以上指導老師。學生在專業老師的指導下，獨立地完成建筑工程施工圖的識讀、主要部分項工程施工方案的制定、建筑工程施工圖的預算、施工組織的設計、技術資料的撰寫，并解決與之相關的所有問題，在各環節中，學生能熟練運用相關標準和規范、熟悉標準圖集和工程實踐中常用的工藝方法。因此，畢業設計具有實踐性、綜合性強的特點。

（一）傳統畢業設計現狀

湖南城建職業技術學院建筑工程技術專業傳統畢業設計，主要包括施工圖識讀與審查、工程量計算、施工組織設計三個教育環節，各教學環節的主要任務如下：

1.施工圖識讀與審查

畢業設計成果主要包括了建筑施工圖識讀與審查、結構施工圖識讀與審查。此環節雖然形成了較獨立的教學體系，但是學生的畢業設計成果內容主要以某混凝土構件鋼筋施工下料和回答教師針對施工圖提出的識圖問題為主。

2.工程量計算

畢業設計成果主要為根據給定課題，識讀工程項目的施工圖，使用工程量清單計算規則計算基礎工程、主體工程、屋面工程、裝飾工程四個分部工程的工程量計算，成果為工程量計算書和工程量匯總表。

3.施工組織設計

畢業設計成果主要為根據施工圖識圖成果和工程量計算成果，編制施工方案和施工組織設計技術文本，繪制施工進度計劃橫道圖、施工進度計劃網絡圖、施工平面布置圖。

（二）傳統畢業設計存在的問題

1.畢業設計成果表達方式單一

傳統畢業設計通過指導老師的指導和小組成員的協作，要求每個學生都能獨立完成一個建筑工程項目的所有任務，而同一小組同學的設計內容差別卻不大。許多學生不能把所學的專業知識進行連續性和系統性的關聯，經常借助于網上的范文和模板［2］，而由于下載的范文與模板的局限性與適用性，不一定符合畢業設計選題的實際工程項目概況，使得學生在做畢業設計過程中，盲目套用模板，甚至出現相互參考和抄襲的現象，導致整個專業學生畢業設計的成果表現形式比較單一。

2.畢業設計成果的實用性不高

通過總結傳統建筑工程技術專業畢業設計作品，發現其成果過于理論化，脫離工程實際，落后于現行的技術。具體體現在以下幾個方面：

建筑施工圖的識讀與審查后，作為施工單位應能夠正確進行設計變更的申請，設計單位需進行施工圖的修改和完善工作，該部分的能力培養無法在傳統畢業設計教學和作品中有效的體現。土建工程量在實際工程項目的施工中具有一定的重要地位，影響工程項目的造價、資源、質量、安全等各重要施工管理環節，但在傳統畢業設計中，工程量的計算僅為近似估算值，即學生計算工程的某一部分，再進行整體工程量的估算，且套用的定額為湖南省定額，導致畢業設計作品中的工程量計算成果對實際工程的施工指導實用價值不高。施工組織設計畢業設計作品，過于模式化、套路化，施工方案中的技術難點表達不夠形象和具體，在實際施工現場中很難落于實處，解決實際問題。施工進度計劃的可操作性差，調節幅度比較小，很難對線路和工期進行優化。若依照學生所做技術方案畢業設計作品，進行實際工程項目施工指導和技術交底時，會出現不精細、不形象、不具體的困狀。

上述問題，是湖南城建職業技術學院以及多數高職院校建筑工程技術專業畢業設計作品的共性問題，解決這些問題對建筑工程技術專業畢業設計的教學與發展，具有非常重要的意義與實用價值。

二、BIM 技術融入畢業設計教學的必要性

BIM（建筑信息模型）技術是近十幾年在原有二維計算機輔助設計CAD（Computer Aided Design）技術基礎上發展起來的一種多維模型信息集成技術，可以使建設項目的所有參與方（包括政府主管部門、業主、設計單位、施工單位、工程監理單位、工程造價咨詢單位、運營管理單位等）在建設工程從概念產生到完全拆除的整個生命周期內，都能夠運用信息模型技術創建、應用和管理工程建設信息。住房城鄉建設部在《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》中提出，到2020 年末，以國有資金投資為主的大中型建筑、申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區等新立項項目勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM 的項目比率達到90%。［3］湖南省人民政府辦公廳《關于大力推進建筑信息模型應用工作的指導意見》中提出，2020 年底，建立完善的BIM技術的政策法規、標準體系，90%以上的新建項目采用BIM 技術，設計、施工、房地產開發、咨詢服務、運維管理等企業全面普及BIM 技術，［4］《國家職業教育改革實施方案》第六條，啟動“1+X”證書制度試點工作，將BIM 技術融入專業教學成了建筑工程技術專業炙手可熱的話題和教育教學改革的重要實施方向。

上述BIM 技術的優勢和國家政策的要求，將BIM 技術融入建筑工程技術專業畢業設計教學非常必要，不僅滿足傳統畢業設計設定的能力培養目標，而且能夠解決針對建筑行業的特點（如復雜的施工環境、工程規模大、施工風險因素多）導致學生的缺乏施工現場實際經驗，無法完成實用性較強的畢業設計作品，提供了解決方案。能為建筑業轉型升級，培養適應其健康持續發展的建筑綜合素質的BIM 技術人才。

三、BIM 技術在高職建筑工程技術專業畢業設計中的應用

（一）BIM 建筑信息模型的創建

1.設計思路

通過識讀給定工程項目的建筑結構施工圖，運用Autodesk Revit 建模軟件，完成工程的建筑和結構模型創建，并通過Autodesk Navisworks 軟件進行碰撞檢查，優化模型成果，后利用Fuzor 軟件進行BIM 模型的漫游，最終導出優化后的建筑結構施工圖。

2.設計成果

BIM 建筑信息模型創建畢業設計成果內容及格式見表1，Revit 建筑信息模型見圖1。

表1 BIM 建筑信息模型創建畢業設計成果

圖1 Revit 建筑信息模型

3.設計價值

通過本畢業設計任務，學生需完全正確識讀施工圖，才能完成模型的創建，并且通過相關BIM軟件進行碰撞檢查和施工圖導出，各任務小組的學生必須真實操作BIM 軟件方可得出相關成果，彌補了傳統畢業設計存在成果表達形式單一、互抄襲的弊端。部分畢業設計能力的培養，滿足《“1+X”建筑信息模型職業技能等級標準》中級建模能力的要求。

（二）BIM 建筑信息模型的應用

1.設計思路

（1）將上階段完成的BIM 建筑信息模型導入魯班土建BIM 軟件中，進行工程量的計算，得出工程量計算信息后，通過魯班進度BIM 軟件，將進度信息附著到BIM 模型，進行進度計劃模擬。

（2）將上階段完成的BIM 模型導入魯班場布BIM 軟件，對施工現場進行三維場地布置，通過三維漫游，優化場地布置，并導出二維的施工平面布置圖［5］。

2.設計成果

利用魯班土建BIM 軟件完成BIM 建筑信息模型應用畢業設計的成果內容及格式見表2。

表2 BIM 建筑信息模型應用畢業設計成果

3.設計價值

BIM 建筑信息模型的施工應用解決了傳統畢業設計成果表達存在的抽象、精細化不足、不形象、不具體，提高了畢業設計作品對于真實項目的施工指導價值。且該部分的畢業設計能力培養，滿足《“1+X”建筑信息模型職業技能等級標準》中級模型應用能力的要求。

通過BIM 建筑信息模型的施工應用，解決傳統工程量計算過程復雜、成果匯總困難的問題，得出的工程量計算成果更為精確，具有更高的指導施工的實用價值。并將工程量計算信息附著到創建的BIM 模型，通過BIM 技術完成進度計劃的模擬，將“房子在計算機中事先模擬建造”，可以解決真實施工時可能遇到的各類技術、工藝、質量、成本、安全的問題。

四、總結

BIM 技術融入專業教學，滿足行業的發展和升級，以及各類國家政策的要求，BIM 技術人才是目前建筑業轉型升級不可或缺的人才類型之一。在高職建筑工程技術專業畢業設計教學的改革實踐中，BIM 技術發揮了十分重要的作用，本課題小組通過3 年的教學研究和實踐，將BIM 技術融入畢業設計的各個教學環節，并進行了精細的設計，充分利用BIM 技術的優點，提高學生的各項技能水平。教學過程中能夠感受到學生對畢業設計的積極性明顯提高，對建筑工程施工有了更直觀的認識，在各類與BIM 技術相關的學生技能競賽中取得了不錯的成績。整體提高了專業信息化教學水平，提高了專業競爭性，更深層次滿足目前建筑業對BIM 人才的需求。