BIM技術(shù)在中職建筑樓宇智能化專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

沈長進(jìn)

(江蘇省江都中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 揚(yáng)州 225200)

0 引言

為滿足建筑行業(yè)的發(fā)展需求，建筑單位對(duì)建筑信息化模型(Building Information Modeling，BIM)技術(shù)人員的需求日益增加，中職教師在教學(xué)過程中應(yīng)開設(shè)BIM技術(shù)相關(guān)課程，幫助建筑專業(yè)同學(xué)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)BIM技術(shù)。樓宇智能化技術(shù)可以使建筑主體更好地滿足民眾的生活需求，因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)將BIM技術(shù)與樓宇智能化專業(yè)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 樓宇智能化的定義

由于當(dāng)前社會(huì)民眾對(duì)信息需求的增長，建筑行業(yè)在發(fā)展過程中要大力應(yīng)用信息化技術(shù)，而樓宇智能化就是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)建筑主體內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行控制，為民眾的日常生活提供幫助。世界上很多國家都提出了樓宇智能化，但是由于各國國情不同，所提出的樓宇智能化也存在一定差異。由于日本國情與我國國情類似，因此，日本建筑行業(yè)所提出的樓宇智能化觀點(diǎn)與我國類似。我們可以參考日本樓宇智能化定義，來確定我國樓宇智能化發(fā)展方向。日本樓宇智能化定義為在建筑過程中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息集成等技術(shù)，以加強(qiáng)建筑主體內(nèi)電力、照明、防火、防盜等系統(tǒng)的配合，完成各系統(tǒng)的自動(dòng)控制，以求實(shí)現(xiàn)建筑自動(dòng)化、通信自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、安全防衛(wèi)自動(dòng)化以及消防自動(dòng)化。

2 樓宇智能化系統(tǒng)的組成

樓宇智能化專業(yè)所學(xué)專業(yè)知識(shí)內(nèi)容主要為樓宇智能化系統(tǒng)知識(shí)，樓宇智能化系統(tǒng)組成非常豐富，包括綜合布線系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，具體如下。

(1)綜合布線系統(tǒng)是建筑主體的“神經(jīng)系統(tǒng)”，是完成其他系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)部分，目前建筑主體綜合布線主要以光纖為主，利用雙絞線完成建筑主體與房間之間的聯(lián)系。

(2)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是指建筑項(xiàng)目施工人員在綜合布線的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑主體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，建筑單位通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成各項(xiàng)服務(wù)，在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)時(shí)，要搭建獨(dú)立的互聯(lián)網(wǎng)出口，以便為樓宇內(nèi)各個(gè)用戶提供服務(wù)。

(3)電話系統(tǒng)是指建筑項(xiàng)目施工人員在綜合布線完成后，在建筑主體內(nèi)搭建交換機(jī)，為樓宇內(nèi)各個(gè)用戶提供電話服務(wù)，通常情況下由通信公司在樓宇內(nèi)安裝信息接收裝置來實(shí)現(xiàn)。

(4)電視系統(tǒng)是指建筑項(xiàng)目施工人員在建筑主體內(nèi)接入電視網(wǎng)絡(luò)，搭建衛(wèi)星接收系統(tǒng)，為樓宇內(nèi)各用戶提供電視服務(wù)，如果需要進(jìn)行計(jì)費(fèi)，建筑單位則要搭建獨(dú)立的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

(5)樓宇內(nèi)的安防系統(tǒng)包含三大系統(tǒng)，即視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)與巡更系統(tǒng)。這三大系統(tǒng)的具體職能有所不同，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是在樓宇內(nèi)重要位置安裝攝像頭，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控目的。比如樓宇出口、入口、電梯等位置。同時(shí)需要專門安排人員對(duì)其進(jìn)行把控。入侵檢測(cè)系統(tǒng)是指在樓宇所使用的重要系統(tǒng)內(nèi)安裝入侵探測(cè)器，對(duì)非法入侵情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。巡更系統(tǒng)是指安保人員按照具體計(jì)劃進(jìn)行巡邏，同時(shí)需要記錄巡邏結(jié)果。

(6)一卡通系統(tǒng)是指建筑項(xiàng)目施工人員根據(jù)建筑項(xiàng)目實(shí)際需求，搭建門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，便于對(duì)建筑主體進(jìn)行管理。而且一卡通系統(tǒng)與管理系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)等系統(tǒng)相結(jié)合[1]，還可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)拓展。

(7)物業(yè)管理系統(tǒng)是指物業(yè)員工利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)日常服務(wù)，包括房產(chǎn)管理、服務(wù)管理、安全管理、車輛管理等各項(xiàng)服務(wù)，可以提高物業(yè)人員的工作效率，是樓宇智能化系統(tǒng)的重要組成部分。

(8)目前樓宇內(nèi)多個(gè)設(shè)備是受強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制，比如電梯、空調(diào)、風(fēng)機(jī)等。此類設(shè)備的工作狀態(tài)為開放狀態(tài)，即在工作過程中未形成閉環(huán)回路，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)只受電源影響，此形式不利于對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，而且還會(huì)造成一定資源浪費(fèi)。而樓宇自控系統(tǒng)是指建筑項(xiàng)目施工人員在樓宇建造過程中設(shè)立傳感器、開關(guān)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述電力設(shè)備的控制，以幫助上述電力設(shè)備形成閉環(huán)回路，而且還可以通過計(jì)算機(jī)平臺(tái)對(duì)上述電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行解決。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前BIM技術(shù)在歐美、日本等國家的應(yīng)用程度非常高，建筑行業(yè)從業(yè)人員可以熟練使用BIM技術(shù)，而且還制定了相應(yīng)的使用制度。在我國，除香港外其他地區(qū)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段[2]，基于此現(xiàn)象，我國很多設(shè)計(jì)院逐漸加大了對(duì)BIM技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，而且在實(shí)際施工過程中也開始嘗試使用BIM技術(shù)。通過不斷的實(shí)踐，BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)取得了一定的成績，比如上海中心大廈、天津國際郵輪碼頭以及中國移動(dòng)國際信息港等多個(gè)重要建筑項(xiàng)目，在建筑過程中都用到了BIM技術(shù)。為了提高BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍，督促建筑行業(yè)從業(yè)人員在建筑過程中使用BIM技術(shù)，我國相關(guān)部門頒布了具體文件，即《民用建筑信息模型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。

4 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中占據(jù)重要地位主要原因是BIM技術(shù)有以下幾大特點(diǎn)。

4.1 可視性

在傳統(tǒng)的建筑過程中，建筑行業(yè)從業(yè)人員只能利用圖紙對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行敘述，然后施工人員根據(jù)自己的理解描繪建筑主體，但是如果建筑施工人員使用BIM技術(shù)，那么建筑施工人員就可以通過BIM技術(shù)將自己的想法轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型，以三維立體圖形的形式將施工方案展現(xiàn)給建筑項(xiàng)目施工人員。

4.2 協(xié)調(diào)性

建筑項(xiàng)目在施工過程中，房屋設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。且在建筑施工過程中，主體設(shè)計(jì)與施工等環(huán)節(jié)之間的溝通是非常重要的[3]，如果建筑單位各部門之間存在溝通障礙，那么會(huì)影響建筑單位的施工效率。建筑單位使用BIM技術(shù)可以提高建筑單位各部門之間的協(xié)調(diào)性，可以做到信息共享，提高施工效率。

4.3 優(yōu)化建筑項(xiàng)目

建筑單位在實(shí)際施工過程中要根據(jù)實(shí)際施工情況不斷調(diào)整施工計(jì)劃。雖然利用BIM技術(shù)建筑單位施工人員不能直接對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，但是可以通過BIM模型使建筑施工人員了解實(shí)際施工情況。由于建筑施工過程比較復(fù)雜，在施工過程中施工人員可能無法及時(shí)了解施工信息，利用BIM技術(shù)，施工人員可以及時(shí)獲取施工數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)優(yōu)化建筑方案。

5 BIM技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的建筑施工圖紙是二維形式，在教學(xué)過程中一般通過PPT演示的方式向?qū)W生進(jìn)行展示，但是由于學(xué)生缺乏實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致各位同學(xué)的學(xué)習(xí)效果并不是很好，利用BIM技術(shù)所繪制的施工圖紙是三維模式，可以幫助各位同學(xué)理解所學(xué)知識(shí)，在實(shí)際教學(xué)過程中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

5.1 在照明系統(tǒng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

利用BIM技術(shù)講述照明系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)，教師可以利用軟件將教學(xué)內(nèi)容以視頻的形式展現(xiàn)給各位同學(xué)，讓其有更直觀地了解，可以發(fā)現(xiàn)建筑房屋內(nèi)的光照是否充足、燈具擺放是否合理等。然后通過實(shí)際觀察結(jié)果來檢查所涉及的施工方案是否合理，提高同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)效果。在BIM數(shù)據(jù)庫中，各位同學(xué)可以用已存在的施工圖紙為底板，結(jié)合自己的實(shí)際想法對(duì)其進(jìn)行修改。這種做法可以使各位同學(xué)在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)所用數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)建筑整體設(shè)計(jì)效果的影響，通過實(shí)際操作減輕工作量，通過BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)照明一體化工作。

5.2 在弱電系統(tǒng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

建筑施工人員在搭建弱電系統(tǒng)時(shí)可以利用BIM技術(shù)與建筑主體之間形成聯(lián)系，完成弱電機(jī)房的布置任務(wù)，同時(shí)對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行控制與遠(yuǎn)程監(jiān)控。而且同學(xué)在學(xué)習(xí)完BIM技術(shù)后[4]，可以幫助同學(xué)更好地掌握所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，比如樓宇自控技術(shù)、停車管理系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等。以安防系統(tǒng)為例，各位同學(xué)可以利用BIM技術(shù)搭建三維安防模型，可以在模型中展示各位同學(xué)所做方案中的監(jiān)控視角，發(fā)現(xiàn)自己所做方案存在哪些不足。

5.3 在配電系統(tǒng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

各位同學(xué)在學(xué)習(xí)配電系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)時(shí)，利用BIM技術(shù)可以更好地將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融合，而且BIM技術(shù)還有檢查功能，各位同學(xué)可以用其檢查建筑主體搭建的配電回路是否完整，動(dòng)力條件是否符合設(shè)計(jì)要求。利用BIM技術(shù)繪制配電系統(tǒng)的圖紙，可以直接對(duì)配電系統(tǒng)的性能進(jìn)行檢測(cè)，最大限度保證供電質(zhì)量。

5.4 在綜合布線教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

各位同學(xué)利用BIM技術(shù)完成綜合布線，可以搭建更為具體的三維模型，將各條線路的走向直觀地呈現(xiàn)給各位同學(xué)，使其可以直接發(fā)現(xiàn)橋架的屬性，更好地理解建筑項(xiàng)目的布線規(guī)則。比如有壓管與無壓管之間的布線規(guī)則、單管與排管之間的布線規(guī)則等。利用BIM技術(shù)，還可以發(fā)現(xiàn)管道碰撞問題，及時(shí)調(diào)整管道碰撞點(diǎn)，使建筑項(xiàng)目可以順利開展。

5.5 在消防系統(tǒng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

利用BIM技術(shù)搭建消防系統(tǒng)，可以根據(jù)系統(tǒng)建立檢查系統(tǒng)，以保證探測(cè)器可以滿足施工要求，并且在發(fā)生事故第一時(shí)間做出預(yù)警，對(duì)探測(cè)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。建筑項(xiàng)目中搭建的消防系統(tǒng)要同時(shí)滿足電氣專業(yè)、排水專業(yè)以及暖通專業(yè)等多個(gè)專業(yè)，由此才可以保證消防系統(tǒng)的運(yùn)行。基于此，教師應(yīng)該讓各位同學(xué)多利用BIM技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐，在提高各位同學(xué)實(shí)踐能力的同時(shí)發(fā)現(xiàn)自身不足，并及時(shí)進(jìn)行鞏固。

6 結(jié)語

通過本文所述，各位同學(xué)或者建筑行業(yè)從業(yè)人員可以發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中作用。因此中職在教學(xué)過程中，一定要鍛煉各位同學(xué)對(duì)BIM技術(shù)的實(shí)際操作能力，通過BIM技術(shù)訓(xùn)練來彌補(bǔ)各位同學(xué)缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的弱點(diǎn)，使各位同學(xué)可以更好地掌握所學(xué)知識(shí)，推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。