BIM 技術(shù)在高職建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用研究

王勇龍

湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，湖南 湘潭 411101

畢業(yè)設(shè)計是高職院校建筑工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中最后一個在校的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生畢業(yè)前總結(jié)性的獨立作業(yè)，也是最重要的綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)。10 周的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論、專業(yè)知識及專業(yè)技能解決建筑工程技術(shù)專業(yè)實際問題的能力。學(xué)生通過選題、識圖、計算、設(shè)計、論證等階段，實現(xiàn)從學(xué)校走向就業(yè)崗位或者繼續(xù)深造的過渡，促進知識向能力的轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、增強實踐動手能力、提升創(chuàng)新能力，其重要作用是其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法替代的。

BIM 是繼CAD 后建筑業(yè)的第二次革命性技術(shù)，實現(xiàn)了從二維到多維的飛躍，它能夠?qū)⒁粋€建筑項目整個壽命周期所有信息整合到一個系統(tǒng)模型中，而BIM 技術(shù)就是建筑信息模型在建筑施工過程中的應(yīng)用，應(yīng)用階段涵蓋了設(shè)計、施工和運維［1］。建筑市場對懂BIM 技術(shù)的建筑工程技術(shù)專業(yè)人才迫切需求。因此作為湖南省建筑類高校，在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)引入BIM 技術(shù)是非常具有教學(xué)價值的。

一、建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計目前教學(xué)現(xiàn)狀分析

畢業(yè)設(shè)計是目前湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)專業(yè)的一門重要實踐教學(xué)課程，旨在提高解決工程實際項目施工所需的專業(yè)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(shè)計編制能力。畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)時，每個班級配備了計量與計價、施工技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)方向各一名以上指導(dǎo)老師。學(xué)生在專業(yè)老師的指導(dǎo)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(yù)算、施工組織的設(shè)計、技術(shù)資料的撰寫，并解決與之相關(guān)的所有問題，在各環(huán)節(jié)中，學(xué)生能熟練運用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、熟悉標(biāo)準(zhǔn)圖集和工程實踐中常用的工藝方法。因此，畢業(yè)設(shè)計具有實踐性、綜合性強的特點。

（一）傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀

湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)專業(yè)傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計，主要包括施工圖識讀與審查、工程量計算、施工組織設(shè)計三個教育環(huán)節(jié)，各教學(xué)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)如下：

1.施工圖識讀與審查

畢業(yè)設(shè)計成果主要包括了建筑施工圖識讀與審查、結(jié)構(gòu)施工圖識讀與審查。此環(huán)節(jié)雖然形成了較獨立的教學(xué)體系，但是學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成果內(nèi)容主要以某混凝土構(gòu)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(yè)設(shè)計成果主要為根據(jù)給定課題，識讀工程項目的施工圖，使用工程量清單計算規(guī)則計算基礎(chǔ)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(shè)計

畢業(yè)設(shè)計成果主要為根據(jù)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(shè)計技術(shù)文本，繪制施工進度計劃橫道圖、施工進度計劃網(wǎng)絡(luò)圖、施工平面布置圖。

（二）傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計存在的問題

1.畢業(yè)設(shè)計成果表達方式單一

傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和小組成員的協(xié)作，要求每個學(xué)生都能獨立完成一個建筑工程項目的所有任務(wù)，而同一小組同學(xué)的設(shè)計內(nèi)容差別卻不大。許多學(xué)生不能把所學(xué)的專業(yè)知識進行連續(xù)性和系統(tǒng)性的關(guān)聯(lián)，經(jīng)常借助于網(wǎng)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(yè)設(shè)計選題的實際工程項目概況，使得學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計過程中，盲目套用模板，甚至出現(xiàn)相互參考和抄襲的現(xiàn)象，導(dǎo)致整個專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的成果表現(xiàn)形式比較單一。

2.畢業(yè)設(shè)計成果的實用性不高

通過總結(jié)傳統(tǒng)建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計作品，發(fā)現(xiàn)其成果過于理論化，脫離工程實際，落后于現(xiàn)行的技術(shù)。具體體現(xiàn)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(yīng)能夠正確進行設(shè)計變更的申請，設(shè)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(yǎng)無法在傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)和作品中有效的體現(xiàn)。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(zhì)量、安全等各重要施工管理環(huán)節(jié)，但在傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計中，工程量的計算僅為近似估算值，即學(xué)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(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計作品中的工程量計算成果對實際工程的施工指導(dǎo)實用價值不高。施工組織設(shè)計畢業(yè)設(shè)計作品，過于模式化、套路化，施工方案中的技術(shù)難點表達不夠形象和具體，在實際施工現(xiàn)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(diào)節(jié)幅度比較小，很難對線路和工期進行優(yōu)化。若依照學(xué)生所做技術(shù)方案畢業(yè)設(shè)計作品，進行實際工程項目施工指導(dǎo)和技術(shù)交底時，會出現(xiàn)不精細(xì)、不形象、不具體的困狀。

上述問題，是湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院以及多數(shù)高職院校建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計作品的共性問題，解決這些問題對建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)與發(fā)展，具有非常重要的意義與實用價值。

二、BIM 技術(shù)融入畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的必要性

BIM（建筑信息模型）技術(shù)是近十幾年在原有二維計算機輔助設(shè)計CAD（Computer Aided Design）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多維模型信息集成技術(shù)，可以使建設(shè)項目的所有參與方（包括政府主管部門、業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位、工程監(jiān)理單位、工程造價咨詢單位、運營管理單位等）在建設(shè)工程從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個生命周期內(nèi)，都能夠運用信息模型技術(shù)創(chuàng)建、應(yīng)用和管理工程建設(shè)信息。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在《關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)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(tài)示范小區(qū)等新立項項目勘察設(shè)計、施工、運營維護中，集成應(yīng)用BIM 的項目比率達到90%。［3］湖南省人民政府辦公廳《關(guān)于大力推進建筑信息模型應(yīng)用工作的指導(dǎo)意見》中提出，2020 年底，建立完善的BIM技術(shù)的政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系，90%以上的新建項目采用BIM 技術(shù)，設(shè)計、施工、房地產(chǎn)開發(fā)、咨詢服務(wù)、運維管理等企業(yè)全面普及BIM 技術(shù)，［4］《國家職業(yè)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(shù)融入專業(yè)教學(xué)成了建筑工程技術(shù)專業(yè)炙手可熱的話題和教育教學(xué)改革的重要實施方向。

上述BIM 技術(shù)的優(yōu)勢和國家政策的要求，將BIM 技術(shù)融入建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)非常必要，不僅滿足傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計設(shè)定的能力培養(yǎng)目標(biāo)，而且能夠解決針對建筑行業(yè)的特點（如復(fù)雜的施工環(huán)境、工程規(guī)模大、施工風(fēng)險因素多）導(dǎo)致學(xué)生的缺乏施工現(xiàn)場實際經(jīng)驗，無法完成實用性較強的畢業(yè)設(shè)計作品，提供了解決方案。能為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培養(yǎng)適應(yīng)其健康持續(xù)發(fā)展的建筑綜合素質(zhì)的BIM 技術(shù)人才。

三、BIM 技術(shù)在高職建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

（一）BIM 建筑信息模型的創(chuàng)建

1.設(shè)計思路

通過識讀給定工程項目的建筑結(jié)構(gòu)施工圖，運用Autodesk Revit 建模軟件，完成工程的建筑和結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建，并通過Autodesk Navisworks 軟件進行碰撞檢查，優(yōu)化模型成果，后利用Fuzor 軟件進行BIM 模型的漫游，最終導(dǎo)出優(yōu)化后的建筑結(jié)構(gòu)施工圖。

2.設(shè)計成果

BIM 建筑信息模型創(chuàng)建畢業(yè)設(shè)計成果內(nèi)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(chuàng)建畢業(yè)設(shè)計成果

圖1 Revit 建筑信息模型

3.設(shè)計價值

通過本畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，學(xué)生需完全正確識讀施工圖，才能完成模型的創(chuàng)建，并且通過相關(guān)BIM軟件進行碰撞檢查和施工圖導(dǎo)出，各任務(wù)小組的學(xué)生必須真實操作BIM 軟件方可得出相關(guān)成果，彌補了傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計存在成果表達形式單一、互抄襲的弊端。部分畢業(yè)設(shè)計能力的培養(yǎng)，滿足《“1+X”建筑信息模型職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》中級建模能力的要求。

（二）BIM 建筑信息模型的應(yīng)用

1.設(shè)計思路

（1）將上階段完成的BIM 建筑信息模型導(dǎo)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(dǎo)入魯班場布BIM 軟件，對施工現(xiàn)場進行三維場地布置，通過三維漫游，優(yōu)化場地布置，并導(dǎo)出二維的施工平面布置圖［5］。

2.設(shè)計成果

利用魯班土建BIM 軟件完成BIM 建筑信息模型應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計的成果內(nèi)容及格式見表2。

表2 BIM 建筑信息模型應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計成果

3.設(shè)計價值

BIM 建筑信息模型的施工應(yīng)用解決了傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計成果表達存在的抽象、精細(xì)化不足、不形象、不具體，提高了畢業(yè)設(shè)計作品對于真實項目的施工指導(dǎo)價值。且該部分的畢業(yè)設(shè)計能力培養(yǎng)，滿足《“1+X”建筑信息模型職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》中級模型應(yīng)用能力的要求。

通過BIM 建筑信息模型的施工應(yīng)用，解決傳統(tǒng)工程量計算過程復(fù)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(dǎo)施工的實用價值。并將工程量計算信息附著到創(chuàng)建的BIM 模型，通過BIM 技術(shù)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(shù)、工藝、質(zhì)量、成本、安全的問題。

四、總結(jié)

BIM 技術(shù)融入專業(yè)教學(xué)，滿足行業(yè)的發(fā)展和升級，以及各類國家政策的要求，BIM 技術(shù)人才是目前建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級不可或缺的人才類型之一。在高職建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的改革實踐中，BIM 技術(shù)發(fā)揮了十分重要的作用，本課題小組通過3 年的教學(xué)研究和實踐，將BIM 技術(shù)融入畢業(yè)設(shè)計的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，并進行了精細(xì)的設(shè)計，充分利用BIM 技術(shù)的優(yōu)點，提高學(xué)生的各項技能水平。教學(xué)過程中能夠感受到學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的積極性明顯提高，對建筑工程施工有了更直觀的認(rèn)識，在各類與BIM 技術(shù)相關(guān)的學(xué)生技能競賽中取得了不錯的成績。整體提高了專業(yè)信息化教學(xué)水平，提高了專業(yè)競爭性，更深層次滿足目前建筑業(yè)對BIM 人才的需求。