戴斌成 廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師,建筑動畫與模型制作專業(yè)負(fù)責(zé)人
當(dāng)前中國建筑業(yè)正在快速向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型,從政府到企業(yè)BIM 應(yīng)用的深度和廣度在不斷提高。行業(yè)已廣泛認(rèn)可BIM 的應(yīng)用價值,但與之不匹配的一點(diǎn)是BIM 人才的嚴(yán)重匱乏。據(jù)調(diào)查,缺乏BIM 人才連續(xù)4 年成為建筑業(yè)企業(yè)BIM 應(yīng)用發(fā)展的最大阻礙。由于行業(yè)的高度重視和迅速推廣,BIM 技術(shù)已然進(jìn)入快速發(fā)展和深度應(yīng)用階段,行業(yè)對BIM 人才的需求不斷加大。BIM人才匱乏的原因之一則是缺乏健全的培養(yǎng)體系[1]。BIM 人才需要的不僅僅是軟件技術(shù)的應(yīng)用能力,還有建筑工程能力和業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。近幾年來,國內(nèi)高校的建筑相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了BIM 課程甚至設(shè)置BIM 專業(yè),對BIM 的關(guān)注度越來也高,探索BIM 技能證書和學(xué)歷結(jié)合的1+X 職業(yè)技能等級證書制度以及課證融通方面的研究也是當(dāng)前職業(yè)教育的熱點(diǎn)[2]。
為培養(yǎng)BIM 一線人才,對BIM 課程的教學(xué)重點(diǎn)不應(yīng)僅僅停留在建模軟件的訓(xùn)練,還要夯實(shí)學(xué)生的工程識圖能力,發(fā)揮職業(yè)教育的優(yōu)勢,把實(shí)際的工程項(xiàng)目引入到教學(xué)中,實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué),使得學(xué)生能夠快速適應(yīng)BIM 崗位的要求。
《建筑識圖》是高職土建類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,學(xué)生需要熟練地閱讀與繪制建筑施工圖,掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的繪圖軟件AutoCAD。結(jié)合具體運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的繪圖軟件繪制施工圖的項(xiàng)目訓(xùn)練,使學(xué)生進(jìn)一步掌握建筑工程制圖的基本原理和方法,熟悉建筑施工圖的內(nèi)容以及專業(yè)工程圖紙的表達(dá)與設(shè)計(jì)步驟,了解并掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖軟件AutoCAD 的操作。同時培養(yǎng)學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)熟練地閱讀建筑工程施工圖,并嚴(yán)格按照相應(yīng)建筑規(guī)范運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制實(shí)際建筑工程項(xiàng)目圖紙。此外,《建筑識圖》這門課要求學(xué)生具備較為豐富的空間思維能力和對物體在二維和三維之間來回切換的觀察能力,因?yàn)樗且婚T應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,知識點(diǎn)之間承上啟下,關(guān)聯(lián)性強(qiáng),所以需要學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)融會貫通[3]。
用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,如PPT 講解和圖紙抄繪等,學(xué)生通過教師的描述和自身想象進(jìn)行圖紙的閱讀。但部分學(xué)生的空間想象力較差,很難借助二維圖紙想象出正確的三維造型。另外,學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)條件有限,學(xué)生除了看圖,親身體驗(yàn)建筑的機(jī)會太少,不能對照建筑實(shí)物去理解圖紙,導(dǎo)致對知識點(diǎn)的理解不夠充分。
BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、施工以及管理全過程,核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型,利用數(shù)字化技術(shù)為這個模型提供完整的且與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息,還包含了非構(gòu)件對象(如空間、運(yùn)動行為)的狀態(tài)信息。這個包含建筑工程信息的三維模型,大大提高了建筑工程的信息集成化程度,使生產(chǎn)效率得以提升、工程質(zhì)量得以保證、項(xiàng)目成本大幅降低,從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。把BIM 技術(shù)引入《建筑識圖》的教學(xué)課堂,利用BIM 模型仿真程度高和瀏覽效果好的特點(diǎn),讓學(xué)生按照施工圖紙進(jìn)行建模,提高學(xué)生的讀圖能力,加深學(xué)生對圖紙的理解,認(rèn)識到圖紙與模型乃至實(shí)際建筑物之間的差距,提升教學(xué)效果,也提供了一個《建筑識圖》相關(guān)知識得以實(shí)踐的平臺。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證BIM 技術(shù)對課程教學(xué)的效果,廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院與廣東獵得工程智能化管理有限公司成立了校企合作BIM 實(shí)驗(yàn)室,依托獵得公司在工程造價咨詢、BIM 技術(shù)、BIM5D 全過程智能化管理運(yùn)用的豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),開展BIM 人才系統(tǒng)化培訓(xùn)。校企合作BIM 實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)如圖1 所示。
圖1 校企合作BIM 實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)
BIM 實(shí)驗(yàn)室的成員來自大一、大二的工程造價、建筑工程技術(shù)以及建筑設(shè)備等專業(yè)的學(xué)生,經(jīng)過公開報(bào)名、初選和機(jī)試選定等流程最終確定50 人進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室培訓(xùn)。培訓(xùn)安排分為兩個階段,第一階段為REVIT軟件操作培訓(xùn),第二階段為項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)。學(xué)生本身具備一定的軟件基礎(chǔ),所以重點(diǎn)是項(xiàng)目案例實(shí)戰(zhàn)。
挑選本校新建的清遠(yuǎn)校區(qū)的圖書館作為BIM 建模對象(圖2),把50 名學(xué)員分成建筑組、結(jié)構(gòu)組以及設(shè)備組,按照圖書館的施工圖紙分專業(yè)進(jìn)行建模。項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)開始階段,由于學(xué)員們來自不同的專業(yè),對非自身專業(yè)的圖紙并不了解,識圖能力也參差不齊,導(dǎo)致每個組的建模進(jìn)度并不統(tǒng)一。這也再次印證了識圖能力在BIM 建模實(shí)戰(zhàn)中的重要性。這時指導(dǎo)教師及時介入,用4 個課時的時間給學(xué)員們復(fù)習(xí)了平法施工圖和設(shè)備施工圖的識讀,并且梳理了項(xiàng)目圖紙的識讀重點(diǎn)和難點(diǎn)。后面學(xué)員們的建模效率逐漸提高,從以往識圖課程上單純對圖紙進(jìn)行機(jī)械的抄繪,到如今先識讀圖紙里構(gòu)件的定位和尺寸,利用REVIT軟件直接生成相應(yīng)的構(gòu)件—布置構(gòu)件這種建模的方式,讓同學(xué)們對BIM 技術(shù)和整個建筑系統(tǒng)的架構(gòu)有了更清晰的理解。建模完成后,還需要將3 個專業(yè)的模型進(jìn)行合模,合模的過程能發(fā)現(xiàn)圖紙的錯誤,諸如圖紙標(biāo)注有誤、結(jié)構(gòu)梁柱和設(shè)備管線碰撞等問題。此時學(xué)生能通過模型的直觀顯示效果或相關(guān)碰撞檢測軟件找出錯誤,并及時調(diào)整,進(jìn)一步提升了BIM 技術(shù)的應(yīng)用能力,并鞏固了識圖能力[4]。
圖2 清遠(yuǎn)校區(qū)圖書館
2016 年住建部發(fā)布《2016—2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,2017 年國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(國辦發(fā)〔2017〕19 號),2018 年國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于開展工程建設(shè)項(xiàng)目審批制度改革試點(diǎn)的通知》。這些文件都提出促進(jìn)施工圖審查改革和創(chuàng)新監(jiān)管的方式,采用“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”手段,推廣施工圖數(shù)字化審查,探索基于BIM 的數(shù)字化成果交付、審查和存檔管理工作的要求。各地區(qū)響應(yīng)國家部委的號召,積極探索數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。2020 年6 月28 日,廣州住建局發(fā)布《關(guān)于試行開展房屋建筑工程施工圖三維(BIM)電子輔助審查工作的通知》,要求下列范圍內(nèi)的項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行BIM 審查:一是政府投資單體建筑面積20 000 m2以上的大型房屋建筑工程、大型橋梁(隧道)工程和城市軌道交通工程(建設(shè)規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)詳見《工程設(shè)計(jì)資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(建市〔2007〕86 號));二是裝配式建筑工程;三是海珠區(qū)琶洲互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新集聚區(qū)、荔灣區(qū)白鵝潭中心商務(wù)區(qū)、天河區(qū)國際金融城、天河智慧城、天河智谷片區(qū)、黃埔區(qū)中新廣州知識城、番禺區(qū)汽車城核心區(qū)、南沙區(qū)明珠灣起步區(qū)區(qū)塊、南沙樞紐、慶盛樞紐區(qū)塊、花都區(qū)中軸線及北站核心區(qū)等重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域大型建設(shè)項(xiàng)目[5]。
在筆者參與的BIM 審圖項(xiàng)目中,完成施工圖階段的建模后,還需要根據(jù)施工圖三維數(shù)字化設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)添加構(gòu)件的相關(guān)信息,如墻體的耐火極限、窗的有效面積以及樓梯的防火屬性等參數(shù),都需要在REVIT軟件中通過插件添加(圖3)。這部分的工作主要是搜索施工圖紙的信息和軟件錄入數(shù)據(jù),操作流程簡單,添加的數(shù)據(jù)量繁多。在識圖的教學(xué)階段可以引入BIM 審圖的相關(guān)項(xiàng)目,讓學(xué)生完成這些簡單操作的同時鞏固和提升識圖能力。
圖3 基于REVIT 的BIM 審查插件添加信息
《建筑識圖》這門課對于建筑類專業(yè)的學(xué)生來說是重中之重,利用BIM 技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué),聯(lián)合企業(yè)的技術(shù)力量和資源,把實(shí)際的BIM 項(xiàng)目引入到課堂中,實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué),進(jìn)一步完善課程標(biāo)準(zhǔn),可以讓學(xué)生更好地適應(yīng)職業(yè)崗位需求。