BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程及課程教學(xué)中的應(yīng)用

馬斌

摘 要：現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，BIM技術(shù)成為建筑業(yè)信息化發(fā)展的重中之重，全國大部分城市政府要求2020年新建工程應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到90%。建筑設(shè)備是建設(shè)現(xiàn)代化不可缺少的一部分，傳統(tǒng)的CAD學(xué)習(xí)逐漸不能滿足學(xué)生未來職業(yè)需要，BIM技術(shù)在建筑設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著教學(xué)的深化和改革的進(jìn)行，BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課程教學(xué)中的應(yīng)用愈加重要。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑設(shè)備；課程教學(xué)

1 引言

BIM是集合3D數(shù)字技術(shù)的信息化模型，在建筑工程項(xiàng)目中包含了各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)，可以數(shù)字化表達(dá)工程項(xiàng)目的實(shí)體以及其相關(guān)功能。這門技術(shù)的作用是將建筑項(xiàng)目在進(jìn)行策劃、運(yùn)行、維護(hù)等不同階段時(shí)聯(lián)系所需要的數(shù)據(jù)、過程、資源等，它展示了項(xiàng)目的全方位信息，能夠提供工作合作平臺(tái)給建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等建筑對(duì)象，有利于信息的溝通和資源的共享，目的就在于讓工作效率極大地提高，項(xiàng)目成本極大地降低，工期極大地節(jié)約等等。在建筑類產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模式下，BIM已經(jīng)取得了業(yè)內(nèi)在工程運(yùn)用上的極大認(rèn)可。

2 BIM技術(shù)的概念

美國國家建筑科學(xué)研究院對(duì)BIM的描述為：BIM是一個(gè)設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理或功能特性的數(shù)字表達(dá)；是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。由此，BIM 有如下三個(gè)含義： 即 Building Information Modeling-建筑信息模型建模；Building Information Model-建筑信息模型；Building InformationManagement-建筑信息管理。進(jìn)一步拓展，建筑業(yè)所有的基于信息模型的建筑信息管理都是BIM。

3 BIM技術(shù)具體內(nèi)容

3.1 以IFC數(shù)據(jù)為交換標(biāo)準(zhǔn)

在建筑工程中，工程建設(shè)的時(shí)間周期長，項(xiàng)目管理的使用軟件種類繁多，使用BIM技術(shù)的同時(shí)需要支持十幾個(gè)甚至上百個(gè)項(xiàng)目參與單位，建筑信息難以進(jìn)行共享，所以，為了解決這種情況，必須要對(duì)信息的交換和共享問題進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。而IFC（InternationalFoundationClass）標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，IFC數(shù)據(jù)模型不僅能夠不收任何一種產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)控制，還能用來解決建筑行業(yè)數(shù)據(jù)交互的面向?qū)ο笪募袷降膯栴}，讓這一格式成為BIM普遍通用的軟件格式，而且IFC技術(shù)不依賴任何軟件系統(tǒng)就可以對(duì)建筑項(xiàng)目生命周期中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，使建筑物的生命周期在不同階段的信息都能夠交流共享。

3.2 三維圖形平臺(tái)

三維圖形的支持平臺(tái)在數(shù)據(jù)容量，顯示速度，模型建造，邊際效率。建筑質(zhì)量等方面對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用提供有力的支持。且三維圖形的支持平臺(tái)核心關(guān)鍵技術(shù)包括了多方面，有圖形數(shù)據(jù)庫技術(shù)，參數(shù)化模型描述技術(shù)，大模型數(shù)據(jù)顯示技術(shù)，實(shí)體布爾運(yùn)算技術(shù)，大場景數(shù)據(jù)高效組織預(yù)渲染技術(shù)等，在這一平臺(tái)和IFC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的雙重支持下，可以實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)交流和共享。

4 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程中的應(yīng)用

4.1 BIM在建筑設(shè)備工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

建筑設(shè)備工程管線系統(tǒng)建模采用Revit-MEP，設(shè)計(jì)出至少兩個(gè)方案，要含有AVI格式的3D漫游視頻文件，比選使用。設(shè)計(jì)成果要包含：工程量的統(tǒng)計(jì)、日照和采光分析、能耗分析、聲環(huán)境分析、通風(fēng)與氣流組織分析、模擬碰撞分析等。跟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較，工期縮短，設(shè)計(jì)變更明顯減少，給未來施工提供了更加清晰、直觀、簡單的建設(shè)內(nèi)容。

4.2 BIM在建筑設(shè)備工程施工階段的應(yīng)用

因?yàn)榻ㄖ┕すて谙鄬?duì)較長，工程也相對(duì)繁雜，在施工的過程之中，會(huì)導(dǎo)致各類問題的出現(xiàn)，像是各專業(yè)沖突以及管線碰撞等等，這會(huì)直接導(dǎo)致施工進(jìn)度與施工成本控制等實(shí)施起來相對(duì)困難。通過建立BIM模型，建立起的3D施工圖能夠準(zhǔn)確、直觀的反應(yīng)整個(gè)施工細(xì)節(jié)和過程，并且以BIM數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進(jìn)行現(xiàn)場施工指導(dǎo)，使施工過程更加合理，各部門的職能更加的協(xié)調(diào)。進(jìn)而，提高施工效率的同時(shí)，也能保障施工質(zhì)量，使整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)效益得到提高。BIM通過對(duì)工程資源數(shù)據(jù)的整合，能夠更加有效的分配資源，明確工程總承包商和分包商之間的分工，同時(shí)，能夠協(xié)調(diào)各個(gè)施工單位之間的關(guān)系，使施工效率達(dá)到最高，確保施工質(zhì)量。

4.3 BIM在建筑設(shè)備工程運(yùn)維階段的應(yīng)用

（1）有利于建筑的運(yùn)行和管理BIM技術(shù)在操作階段的應(yīng)用，不僅可以提供工程的數(shù)據(jù)信息，還可以提供建設(shè)項(xiàng)目交付后的一些信息，如建筑年限，入住率，便于運(yùn)營商管理。（2）預(yù)集成信息為后期的操作和維護(hù)提供了數(shù)據(jù)保障和物業(yè)管理和設(shè)備管理的支持。BIM技術(shù)所有的數(shù)據(jù)可以為管理層提供項(xiàng)目信息，使經(jīng)營管理工作有依據(jù)，還可以大大降低維護(hù)和管理成本，從而減少經(jīng)濟(jì)損失。（3）BIM技術(shù)在運(yùn)營階段的應(yīng)用也有利于規(guī)劃管理。由于許多零售商在不同區(qū)域都有自己的連鎖店，在安排這些商店的相對(duì)位置時(shí)可以使用BIM技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃，比如利用不同的位置信息，人數(shù)信息等判斷在某地設(shè)置連鎖店是否有較高盈利可能。

5 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課堂教學(xué)中的應(yīng)用

建筑設(shè)備工程教學(xué)包含：建筑給排水，暖通空調(diào)，燃?xì)庀到y(tǒng)，建筑電氣四方面內(nèi)容。教學(xué)的難點(diǎn)分別在于：建筑給排水的制圖和識(shí)圖、系統(tǒng)設(shè)計(jì)；暖通空調(diào)系統(tǒng)類型、設(shè)備種類、識(shí)圖和系統(tǒng)設(shè)計(jì)；燃?xì)庀到y(tǒng)的制圖規(guī)范、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管線布置；建筑電氣的強(qiáng)弱電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、室內(nèi)供配電系統(tǒng)形式和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的二維制圖和識(shí)圖過程中，雖然二維CAD圖紙中明確標(biāo)明各個(gè)設(shè)備的圖例，但是對(duì)于初學(xué)者來說，建筑設(shè)備工程所涉及的專業(yè)內(nèi)容較多，記憶難度大，這些圖例也不能直觀地反映設(shè)備真實(shí)的樣子。二維圖紙不能更加清晰的反映建筑實(shí)物的幾何屬性，未來施工過程中甲方、乙方等行業(yè)人員對(duì)二維CAD圖紙的識(shí)讀難度較大，容易出錯(cuò)。這些通過BIM建立建筑設(shè)備模型，虛擬化、可視化，可以自動(dòng)生成相對(duì)應(yīng)的圖紙文檔。為使學(xué)生知道具體設(shè)備的樣子也有實(shí)物圖對(duì)應(yīng)，可以在案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上使用BIM技術(shù)進(jìn)行直觀性教學(xué)，使學(xué)生即學(xué)即懂，既理解系統(tǒng)原理也懂制圖設(shè)計(jì)。

6 BIM技術(shù)在建筑工程教學(xué)中的校企合作

學(xué)校和企業(yè)的關(guān)系其實(shí)很明顯，學(xué)校為企業(yè)提供豐富的人才資源，來為企業(yè)拓展發(fā)展空間和提高競爭實(shí)力；而企業(yè)則為學(xué)校提供強(qiáng)大的就業(yè)機(jī)遇，來為學(xué)校開展師資交流和培養(yǎng)人才成長。如果能夠借助企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢和場地優(yōu)勢，學(xué)生就可以在BIM技術(shù)工作中參與實(shí)際活動(dòng)，這樣他們在建筑工程上的實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)就會(huì)更加優(yōu)化，而且工程環(huán)境越真實(shí)、越復(fù)雜、越開放，學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力就越能得到提高，從而實(shí)現(xiàn)校企之間教學(xué)資源在實(shí)踐上的優(yōu)勢互補(bǔ)了。

7 結(jié)語

隨著大型項(xiàng)目、復(fù)雜項(xiàng)目、各地標(biāo)志性建筑拔地而起，傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)無法達(dá)到信息的完備、一致、關(guān)聯(lián)、可視化和協(xié)調(diào)性，BIM在建筑行業(yè)的地位也將更加凸顯。身為教師在教學(xué)中也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，熟練BIM技術(shù)，積極探索更多更適用的BIM技術(shù)與教學(xué)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，言傳身教為社會(huì)提供更多、更專業(yè)、更全面的應(yīng)用型人才。

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