应用型本科高校建筑专业群引入BIM的必要性

应用型本科高校建筑专业群引入BIM的必要性

1云南经济管理学院;2云南经济管理学院

摘要:2014年3月中国教育部改革方向明确指出:“全国普通本科高等院校1200所学校中,将有600多所逐步向应用技术型大学转变。”结合应用型本科高校的人才培养目标,本文从BIM技术的国内外发展现状、BIM技术在工程项目中的实践应用以及应用型本科高校建筑专业群引入BIM技术的必要性三方面进行阐述,旨在指出引入BIM技术在应用型本科高校教学中必要性。一方面可以通过引入BIM技术把建筑专业群串联起来,使得学生能够更加直观、系统、全面的对建筑工程的全寿命期进行学习,弥补了教学过程中因为实际工程的工期长,学生无法目睹整个工程流程的不足,进而提升教学效果,推进教改;另一方面,应用型本科高校建筑专业群引入BIM技术,可以使教学与行业发展接轨,为学生未来的就业、择业提升竞争力;第三,引入BIM技术的教学有助于应用学本科高校建筑群专业人才培养目标的实现,真正的做到以培养学生的应用技术能力为目标,有助于促进普通高校向应用型高校的转型发展以及应用型本科高校的发展。

关键词:应用型;本科高校;BIM技术;必要性

建筑信息模型(BuildingInformationModeling),简称BIM,是指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型,为建筑设计师、结构工程师、土木工程师、造价工程师、水暖电工程师、开发商乃至物业维护等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台。

一、BIM研究的国内外现状

国外对BIM的研究主要集中在开发BIM系列软件和BIM在实际工程中的应用。早在1975年,被誉为“B1M之父”的ChuckEastman教授就提出未来将会出现可以对建筑物进行智能模拟的计算机系统,并将这种系统命名为“BuildingDe.scriptionSystem”。1986年,美国学者RobertAish提出了“BuildingModeling”的概念,随后BuildingInformationModeling即“建筑信息模型”的概念就被提出。进入21世纪以后,得益于计算机软硬件水平的迅速发展,BIM的研究和应用取得了突破性进展。全球三大建筑软件开发商Autodesk、Bentley及Graphisofl都推出了自己的BlM软件产品,并在全球多个项目上进行了试用且取得了不错的效果。

BIM技术的应用软件大约是在2004年引入我国。BIM技术作为建筑领域的一项新兴的先进技术在我国发展至今,仅在沿海城市及发达城市的应用相对比较广泛,如:上海、北京、广州等城市以及香港特别行政区运用较多。并且基本集中在设计院及大型的公司使用,多用于大型项目的规划、设计、施工、运营等阶段,而其他城市的应用相对较少,还有待进一步推广。国家体育场、凤凰卫视总部基地、世博会演艺中心、上海中心是成功的案例,并取得了良好的效果成果。此外,国内重要的工程制图软件研发公司和科研机构,以及工程造价和项目管理软件开发公司正在研发适合国内使用的BIM系列软件。

二、BIM在建筑行业的具体应用

BIM(建筑信息模型)的应用可覆盖到工程项目的全寿命期,即:策划与规划阶段、勘察与设计阶段、施工与监理阶段、运行与维护阶段以及改造与拆除阶段。建筑信息模型可在工程项目全寿命期的各个阶段建立、共享和应用,并且能够保持协调一致。建筑信息模型整体结构基本可分为如下层次:

BIM技术是继CAD(计算机辅助设计)技术后出现的建设领域的又一重要的计算机应用技术,随着BIM技术的不断应用和推广,或将替代建筑领域的CAD技术,为设计、施工等人员所广泛使用,BIM技术颠覆了CAD技术的单一化应用,利用BIM软件可以在工程项目规划、设计、施工、运营等过程中通过共建三维模型的形式实现信息资源的共享,并在完成建筑信息模型的过程中可对建造的过程进行全面的预演,从而可预测到实际施工过程中可能发生的风险及问题,以便在施工前对设计方案进行进一步的调整与修改,进而使设计方案更加趋于合理化,减少施工过程中有可能带来的损失,同时节省了时间,减少部分繁琐的工作流程。以BIM技术在工程项目的设计阶段及施工阶段的应用为例:

(一)设计阶段

第一,使用相应的BIM软件可直接进行建筑、结构、设备等各专业的设计,设计中可建立三维设计模型,并且各专业设计之间可以共享三维设计模型数据。如:设计方按照甲方的要求建立好模型以后,可以转交给结构设计师在原有的模型上录入结构设计的数据,再可转交给设备设计工程师录入设备设计的数据信息等,避免数据重复录入,并且保证了项目在设计、结构、设备等各专业之间的相互搭接。

第二,传统的绘制图纸的方法是先借助相应软件完成二维图纸,再由二维图纸导入3DMax等软件中进行三维建模,而采用BIM技术二维设计图纸可以直接从三维设计模型自动生成,避免了重复工作,节省了时间。

第三,使用BIM技术的专门软件,可以对设计是否符合规范进行自动校核,也可以自动地将三维设计模型的数据导入到各种分析软件,例如可对能耗、绿色建筑、日照等快速地进行模拟分析。

第四,利用BIM软件完成的建筑信息模型还可以快速计算工程量并进一步进行工程成本的预测,可以协助完成建筑工程的预算、概算等内容,提高了工作效率。

(二)施工阶段

利用BIM软件及在设计阶段完成的三维设计模型数据,对整个项目或建筑进行虚拟建造。虚拟建造最重要的目的是对建造过程进行预演,发现实际过程中将会出现的问题,及时改进,防患于未然。如在进行结构检测时,一旦发现构件之间的碰撞,可以及时调整设计数据或方案,进而避免了再施工过程中再进行方案变更的繁琐程序,不但保证了质量,节省了工期,一定程度上也为项目节约了成本支出。

二、应用型本科高校引入BIM的必要性

随着BIM技术在我国建筑行业的不断推广与应用,为建筑行业人才的培养也提出了新的要求及更高的标准。高校在培养建筑人才的过程中不但要满足岗位人才需求对专业知识的要求,而且还要满足职业能力的要求。因此,我国部分高校已经与BIM的发展技术接轨,在日常的人才培养及教学过程中引入了BIM的教学,一方面有助于学生对建筑知识、工作流程、项目管理等内容有更加系统化的学习;另一方面可培养学生对专业知识的综合应用能力,此外,为学生毕业以后能够更快的转换角色,掌握、应用新技术,更快的容身于工作中奠定了良好的基础。比较成功的案例如沈阳建筑大学,沈阳建筑大学不但在建筑群专业日常的课程设置中开设了BIM相关课程,而且设立了BIM实训室中心,为学生的实践操作提供了良好的平台,讲授理论知识的同时,提升了学生的实践动手操作能力。经过多年的发展,沈阳建筑大学对于BIM的教学已经探索出了一条适合本校特色及学情的教学模式,并且取得了良好的教学效果。在指导教师的带领下,学生可以利用BIM相关软件完成建筑模型的制作及在实际项目中的具体应用,取得了较好的成果。

但总体来说,BIM在国内还未广泛研发和使用,已经开设BIM系列课程的高校还占少数,尤其是应用型本科,因为此项技术对计算机的要求较高;此外,使用国外的软件成本较高;其三,需要专业的软件操作人员。因此,BIM在中国的开发和使用还有很大的发展空间,尤其是BIM技术辅助应用型本科建筑专业集群相关课程的应用研究还是一片空白。

2014年3月中国教育部改革方向明确指出:“全国普通本科高等院校1200所学校中,将有600多所逐步向应用技术型大学转变。”所谓的应用型本科高校是以培养学生对专业知识的综合应用能力为人才培养目标。基于此,BIM技术作为建筑行业领先的新技术,理应作为建筑专业群培养学生职业技能的课程引入到日常的教学中来,并且BIM技术所涉及的建筑专业非常的广泛,如:建筑施工技术、建筑工程管理、建筑设计、工程造价等专业,引入BIM技术一方面有利于学生对建筑专业知识进行更加系统化的学习;另一方面也提升了学生组织工作、协调工作的能力;并且有助于完成培养学生的知识目标、能力目标以及素质养成目标的实现。

建筑工程从其自身的构造组成来看,基础、梁、板、柱、墙、门窗、水电管网等是一个整体。从建筑设计、结构设计、水暖电设计、预算、建造、养护到拆除是一个完整的生命周期。然而普通高校的课程设置是按照建筑构件的组成和建筑生命周期内不同时间段的工作任务来开设的,加上不同的教师使用不同的建筑案例,使得学生学到的是被多次分解后的零散的知识点,很难综合掌握一栋建筑所有构件整个生命周期的所有知识和操作技能。出现了学生进入到工作岗位以后,很难快速胜任整个工程各个环节的工作,达不到用人单位对人才一步到位的需求,违背了应用型本科高校对人才培养的初衷,使得应用型本科高校定位的人才培养目标难以实现。

建筑信息模型在应用型本科高校建筑专业群课程中的信息化教学作用,可以补充实验室和工地无法开展的实习实训内容,提高学生对整个项目的控制能力和具体操作流程的动手能力,一方面为毕业以后胜任工程项目的相关工作打下基础;另一方面全面应用BIM技术是未来建筑行业的发展趋势,学生掌握了BIM技术可以更好更快的完成相关的工作,对于将来的就业、择业也提供了前提保障。

因此,应用型本科高校引入BIM技术的必要性主要体现在如下几个方面:

(一)了解国内外BIM软件的最新动态,使教学与时俱进,与行业接轨,应用型本科建筑学专业群引入BIM技术的学习具有一定的前瞻性;

(二)在日常的教学过程中引入BIM技术可以整合建筑设计、结构设计、水暖电设计、建筑识图及构造、结构施工图识图、钢结构施工、建筑材料、计量与计价、软件算量、招投标与合同管理、项目管理、施工组织设计等按照生产过程来开设的课程,使这些课程在典型的BIM模型中得到综合运用,提升信息化教学力度,有助于提高教学效率,推进课程教改。

(三)采用BIM可视化的虚拟技术,完整的演示整个生产过程,避免因为工期长,学生在实际工程中无法目睹整个工程的施工流程的不足,使得学生对项目建设的整个过程有更加直观的了解与深入学习。

(四)让学生掌握BIM的基本操作,缩短从学校到工作单位的适应和学习过程,以一技之长为就业助一臂之力,提高学生的动手操作能力和就业率。

(五)通过研究建筑信息模型在教学中的运用,有利于推动建筑信息模型的发展和运用领域。

作者简介:

焦丽丽,女,1981.12—,硕士研究生,研究方向:景观规划设计,云南经济管理学院,讲师。

陶方红,女,1982.11—,硕士研究生,研究方向:城市规划设计,云南经济管理学院,讲师。

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