1+X職業(yè)技能BIM技術(shù)下高職建筑設(shè)計(jì)專業(yè)品牌建設(shè)研究*

文/史波 （江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院）

一、前言

2019年教育部啟動(dòng)“1+X證書”制度試點(diǎn)工作?！?+X證書”制度就是學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書制度，其中“1”為學(xué)歷證書，“X”為若干職業(yè)技能等級(jí)證書[1]。高職院校作為試點(diǎn)工作的重心所在，應(yīng)結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家職業(yè)培訓(xùn)的法式、深化適應(yīng)市場(chǎng)需求，以培養(yǎng)復(fù)合型人才為第一目標(biāo)的人才培養(yǎng)模式來制定培養(yǎng)方案。BIM證書作為第一批試點(diǎn)的職業(yè)技能證書，承載了我國(guó)建筑業(yè)改革的希望所在，需以建筑業(yè)未來發(fā)展與改革為導(dǎo)向，面向高職院校與應(yīng)用型本科院校土建類專業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人才培養(yǎng)與職業(yè)能力并重的雙重培養(yǎng)模型。

二、BIM技術(shù)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)專業(yè)品牌建設(shè)的影響

（一）可視化的三維信息模型

BIM技術(shù)是在傳統(tǒng)二維CAD繪圖基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維建筑信息的虛擬化，對(duì)建筑信息進(jìn)行參數(shù)化控制。“可視化”是BIM建筑信息技術(shù)的第一特性，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑形式的日益更新，建筑造型的日益復(fù)雜，如還是傳統(tǒng)地依靠CAD二維圖紙去表達(dá)建筑師的設(shè)計(jì)意圖，是無法實(shí)現(xiàn)的，而根據(jù)二維圖紙去理解三維的設(shè)計(jì)造型是根本不現(xiàn)實(shí)的。在“可視化”的情境下去控制建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等全過程，實(shí)現(xiàn)各方面、各層次的協(xié)調(diào)、溝通及決策。

（二）BIM技術(shù)的參數(shù)化控制

參數(shù)化是BIM技術(shù)的一大突破，它可以精確到每一個(gè)元素——門窗、墻體、樓板、家具等等，每一個(gè)構(gòu)件都包含其自身帶有的參數(shù)化屬性，這些信息構(gòu)成了其三維參數(shù)化屬性，共同構(gòu)建成完整的BIM模型。如模型內(nèi)部的某個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)寬高、厚度、表面材料厚度、材質(zhì)等物理屬性，除此之外還有造價(jià)等市場(chǎng)屬性，正是有了這些完整的基礎(chǔ)屬性，基于BIM平臺(tái)之上才能信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的強(qiáng)大，比如多專業(yè)深化碰撞數(shù)據(jù)、工程量統(tǒng)計(jì)、施工材料用量等。建筑工程各專業(yè)深化協(xié)同設(shè)計(jì)、通過BIM平臺(tái)進(jìn)行模擬分析得出數(shù)據(jù)、根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等都是BIM技術(shù)參數(shù)化對(duì)建筑業(yè)的巨大改革沖擊。

（三）BIM平臺(tái)可持續(xù)分析軟件

BIM技術(shù)不僅僅是一個(gè)建模軟件，其已把建筑、結(jié)構(gòu)、水、電、暖通、工程管理、項(xiàng)目驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)管理等全過程管理融合在一起，這才是它的重大突破。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)專業(yè)來說，綠色建筑環(huán)境模擬分析軟件是BIM平臺(tái)重要組成部分之一，比如國(guó)外的IES、Green Building Studio、Ecotect以及國(guó)內(nèi)的鴻業(yè)、斯維爾、PKPM等綠色建筑分析軟件，其中佼佼者可以通過BIM平臺(tái)導(dǎo)入三維模型信息，省去原有繁雜的建模工作，通過日照、采光、節(jié)能、暖通能耗、風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境及室內(nèi)空氣質(zhì)量等元素對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行環(huán)境模擬分析，得到第一手的真實(shí)數(shù)據(jù)，在前端去調(diào)整、控制、優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，符合2019版《綠色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》真正的評(píng)價(jià)核心理念。

三、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)專業(yè)品牌建設(shè)中的實(shí)踐探索

通過公共建筑設(shè)計(jì)課程探索BIM技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)專業(yè)上的改革，以大學(xué)宿舍樓為實(shí)際案例帶領(lǐng)學(xué)生參與BIM技術(shù)全過程分析，明晰BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也在逐步探索改革建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)理念與教學(xué)方法。

（一）通過BIM平臺(tái)進(jìn)行建筑方案數(shù)字化表現(xiàn)與成果輸出

通過任務(wù)書的形式讓學(xué)生展示甲方的理念與要求，根據(jù)其需求設(shè)計(jì)出對(duì)標(biāo)的建筑方案，這個(gè)階段，往往是設(shè)計(jì)師最為權(quán)衡的階段，建筑的方案效果基本決定了整個(gè)項(xiàng)目工程的框架，設(shè)計(jì)軟件的大量運(yùn)用給設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了多維度想象的空間，在滿足基本功能的前提之下，利用BIM平臺(tái)對(duì)建筑信息進(jìn)行多專業(yè)、多方向整合設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化建筑效果。方案設(shè)計(jì)并不是設(shè)計(jì)一張表皮，需要結(jié)合功能需求、外立面藝術(shù)造型、氣候環(huán)境、地質(zhì)基礎(chǔ)、資金投資、構(gòu)造、設(shè)備、施工、運(yùn)營(yíng)等等各方面因素，利用BIM技術(shù)才能協(xié)同多維度信息，通過建模的方式來直觀表達(dá)出建筑的造型體量與基本信息，相對(duì)于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法，可以節(jié)省大量的精力，通過模型信息，可以在設(shè)計(jì)階段利用REVIT、Sketchup、Vary、Mars等BIM平臺(tái)軟件[2]，相互穿插配合制作建筑效果圖及三維仿真動(dòng)畫，向業(yè)主方更直觀的展示整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念和方案效果。

利用REVIT進(jìn)行模型創(chuàng)建，通過參數(shù)化建模，可以導(dǎo)出各層的平面圖紙、各個(gè)方向的立面圖、剖面圖、墻身大樣、詳圖、門窗表等圖紙和各種分析報(bào)告，從方案設(shè)計(jì)階段到深化設(shè)計(jì)階段，模型信息不斷深化、逐步完善，從而可以在三維視圖下隨意調(diào)動(dòng)所有的施工圖紙、三維效果圖、節(jié)點(diǎn)做法詳圖，結(jié)合VR軟件甚至可以利用設(shè)備自行體驗(yàn)項(xiàng)目模擬的虛擬空間。

（二）通過BIM平臺(tái)進(jìn)行日照、采光模擬分析

建筑日照、采光屬于總圖設(shè)計(jì)碰到的第一個(gè)比較重要的規(guī)范條約，其定義即是太陽直射光照射到建筑地塊、建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面層以及內(nèi)部空間的效果。日照和采光是建筑物理學(xué)的重要組成元素之一，主要研究建筑對(duì)日照時(shí)間及效果的要求，合適的日照采光效果可以在一定程度上改善人們的日常生活環(huán)境，提高人們的身心健康，提高工作效率。BIM技術(shù)通過可視化的策略，將紛繁復(fù)雜的氣候條件信息以圖像模擬的形式進(jìn)行表達(dá)，模擬建筑日照條件和采光條件，與當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)及采光標(biāo)準(zhǔn)涉及進(jìn)行對(duì)比，是否滿足要求，數(shù)據(jù)是否能夠直觀體現(xiàn)出良好的日照條件及優(yōu)良的室內(nèi)采光環(huán)境，進(jìn)而指導(dǎo)建筑總圖平面的布局、立面的洞口設(shè)計(jì)、室內(nèi)窗地比的控制等等，最大程度上保證最佳日照條件，減少輻射的限度，保障居住者的舒適度和幸福感，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。

（三）通過BIM平臺(tái)進(jìn)行節(jié)能、能耗模擬分析

在以往設(shè)計(jì)階段，節(jié)能設(shè)計(jì)往往是輔助設(shè)計(jì)，是送審圖紙的配套資料，僅僅是對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的驗(yàn)證材料，但據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)顯示，建筑設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑造型的確定已完成了建筑能耗80%的工作，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式在前期需要考慮的因素太多，本身就存在一定的變量，這讓建筑師很難去考慮建筑能耗的問題。而在設(shè)計(jì)前端加入BIM技術(shù)，通過控制建筑整體信息，可以隨時(shí)簡(jiǎn)便的勘測(cè)建筑的能耗優(yōu)劣，不必像傳統(tǒng)模式那樣花費(fèi)大量的精力去建模計(jì)算，通過BIM技術(shù)綜合分析屬于建筑不同的信息，分析其與建筑節(jié)能、能耗之間的關(guān)系，在不影響建筑功能效果的前提下，借助軟件的強(qiáng)大計(jì)算能力、建筑物理學(xué)、材料學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行模擬計(jì)算，這遠(yuǎn)比主動(dòng)式采用設(shè)備進(jìn)行節(jié)能的效果來得突出，使用被動(dòng)式設(shè)計(jì)來進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，才是綠色建筑的真諦。

（四）通過BIM平臺(tái)進(jìn)行風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境、空氣質(zhì)量模擬分析

綠色指標(biāo)是現(xiàn)代建筑的重點(diǎn)之一，隨著市場(chǎng)對(duì)建筑環(huán)境舒適度要求越來越高，主動(dòng)式設(shè)計(jì)已成為綠色建筑的核心所在，建筑室外環(huán)境— —室外氣候條件、室外地理?xiàng)l件、風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境以及空氣質(zhì)量等，已從原有的無從下手、無法評(píng)估，現(xiàn)今已脫變?yōu)榫G色評(píng)價(jià)指標(biāo)中的重要得分點(diǎn)，成為建筑設(shè)計(jì)、建筑運(yùn)營(yíng)管理、建筑評(píng)標(biāo)中的重要板塊。

“通風(fēng)”在設(shè)計(jì)單位報(bào)規(guī)劃部門拿規(guī)劃許可證時(shí)，已需要出具報(bào)告（暫限住宅小區(qū)），通過BIM軟件進(jìn)行場(chǎng)地布置，導(dǎo)入風(fēng)環(huán)境模擬軟件之中，通過流體力學(xué)進(jìn)行模擬分析，計(jì)算出場(chǎng)地建筑布局的各個(gè)方向的風(fēng)壓差，是否有利于建筑的自然通風(fēng)，通風(fēng)效果是否達(dá)標(biāo)，從而指導(dǎo)建筑布局優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以通過調(diào)整綠化景觀設(shè)計(jì)，改善小區(qū)內(nèi)部風(fēng)環(huán)境的流場(chǎng)布局，改善人們的居住質(zhì)量、舒適度要求，達(dá)到綠色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的得分要求。隨著PM2.5、PM10等有害顆粒物的侵害，對(duì)空氣質(zhì)量的需求越發(fā)迫切，在前端建筑設(shè)計(jì)功能布局時(shí)應(yīng)有考慮。

（五）高職院校建筑設(shè)計(jì)專業(yè)改革——被動(dòng)式設(shè)計(jì)

2014年的《綠色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》主要關(guān)注點(diǎn)是四節(jié)一環(huán)保，價(jià)值導(dǎo)向讓綠色建筑的評(píng)價(jià)變?yōu)榱嗽O(shè)備的堆砌，通過主動(dòng)式的系統(tǒng)比如空調(diào)、空氣換氣系統(tǒng)等來主動(dòng)的調(diào)整室內(nèi)的空氣質(zhì)量和溫濕度，來改變室內(nèi)空氣的舒適度，但是設(shè)備的投入可能和幾十年的能耗節(jié)約下來的數(shù)額才能對(duì)等，這還不算設(shè)備的后期維修和更新。被動(dòng)式設(shè)計(jì)對(duì)比主動(dòng)式設(shè)計(jì)則恰恰相反，被動(dòng)式設(shè)計(jì)主要依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的具體情況，比如地形、地勢(shì)以及溫度、風(fēng)向等，為此實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，達(dá)到綠色建筑的要求[3]。

《被動(dòng)式設(shè)計(jì)》這門課程的推出是1+X職業(yè)技能BIM技術(shù)下高職院校建筑設(shè)計(jì)專業(yè)改革探索的核心所在，其主要培養(yǎng)學(xué)生掌握在建筑方案設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)建設(shè)所在區(qū)域的氣候性特征, 遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)基本原理,通過BIM平臺(tái)技術(shù)綜合建筑光環(huán)境、能耗、聲環(huán)境等外在條件, 合理組織和處理各建筑元素, 使建筑具有較強(qiáng)的氣候適用性和氣候調(diào)節(jié)能力，為學(xué)生在進(jìn)行綠色建筑中應(yīng)用分析提供一定的實(shí)踐綜合拓展，為城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)崗位提供基礎(chǔ)能力支撐。

四、結(jié)語

“1+X”建 筑 信 息 模 型BIM中級(jí)— —城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)方向?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)專業(yè)的人培改革提供了方向，根據(jù)其考核標(biāo)準(zhǔn)，重塑人才培養(yǎng)方案，改變課程體系的建設(shè)，需加強(qiáng)師資的專業(yè)能力培養(yǎng)和資源庫的建設(shè)，使得學(xué)生達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)具有市場(chǎng)認(rèn)可的職業(yè)發(fā)展的能力要求，通過一線公司的認(rèn)可，達(dá)到專業(yè)人培改革的目標(biāo)。