淺談BIM技術在施工現場平面布置圖教學中的應用

摘 要：建筑信息模型BIM技術不僅逐步推廣和應用到土木工程的各個領域，而且逐步融入建筑類高校專業課程教學中。本文在施工現場平面布置圖教學中運用BIM技術使學生對施工現場平面布置情況有了一個直觀的認識，實現課堂教學與實際施工現場的互動，同時反復虛擬施工現場平面布置，讓學生按照整個建筑的空間關系反復進行分析，會極大地提高布置的合理性。

關鍵詞： BIM技術；施工現場；平面布置圖

傳統教學中教師通常用圖片、施工視頻以及理論知識來講授施工平面圖布置原則，要求學生繪制施工現場平面布置圖的二維圖紙，這對空間思維能力還不強，專業知識儲備較少， 工程實踐經驗不多的大二學生來說很難在頭腦中構建清晰的三維立體圖形。通過BIM技術構建三維可視化動態仿真模型， 可以逼真還原施工現場，實現施工可視化仿真教學，可以將抽象的專業知識內容具體化，便于理解，起到了非常好的教學效果。這種教學方法優勢是解決教學過程中施工現場整體規劃、現場進場位置、材料區的位置、起重機械的位置及危險區等常見問題，確保建筑構件在起重機械安全有效范圍作業；可以利用BIM技術結合施工現場實際尺寸，立體展現施工現場構件吊裝路徑、危險區域、車輛進出現場狀況、裝貨卸貨情況，合理進行施工平面布置和施工交通組織，避免現場混亂；同時為高空安全吊裝提供數據。

一、 運用BIM技術激發學生學習興趣，創造意境

結合實際工程所處的具體環境，通過BIM技術漫游功能動態化演示工程施工現場整體布局、現場進場位置、材料區的位置、起重機械的位置、構件吊裝路徑、危險區域、車輛進出現場狀況、裝貨卸貨情況、臨時設施、水電管網等。讓學生沉浸于施工現場的情境之中，全方位觀察施工現場布置情況，加深對施工現場的認識，從而掌握施工現場平面圖的布置內容。

二、 運用BIM技術解決教學重難點

通過對學生繪制的平面布置圖的總結發現經常會出現以下問題：塔吊布置出現死角、塔吊與周邊建筑物立面發生干涉、塔吊起升高度不足造成碰撞、塔身無法拆除，石灰倉庫、宿舍布置在上風口，道路布置施工機械在整個進場環節中出現碰撞點導致交通不順暢，材料出現二次運輸，施工現場機械設備的布置與臨時水電布置發生沖突，高壓線與吊臂發生碰撞。

針對以上問題教學中引入BIM技術，施工現場虛擬三維全真模型可以直觀、便利的分析現場的不合理因素，排查安全隱患，找出潛在的問題，優化布置方案。有利于提高效率、減少傳統施工現場布置方法中存在漏洞的可能，及早發現施工方案的問題，提高施工現場的布圖效率。下面就以上問題的應用具體來分析：

1 塔吊布置，借助BIM技術構建三維全真模型，將塔吊按照整個建筑的空間關系來進行布置和論證，準確確定起重機械的位置及危險區等，確保建筑構件在起重機械安全有效范圍作業，讓塔吊布置方案更合理，塔吊利用率更高。具體體現如下：

（1）三維可視化模擬可以從不同角度進行觀察使塔吊的旋轉半徑覆蓋施工樓層、材料堆場、裝卸及部分加工場地，根據模擬展開實時調整和修改塔吊布置死角及塔吊臂過長問題。（2）三維可視化模擬幫助學生加深理解實際工程中塔吊位置與建筑物立面的相對關系，動態演示能夠更加直觀精確檢查塔吊與周邊建筑物立面是否干涉，特別是陽臺、屋面造型、空間造型等部位，便于學生發現問題及時修改布置方案避開沖突。（3）三維可視化模擬可以展示塔吊起升高度不足造成吊臂、吊繩、吊鉤碰撞，學生能夠直觀的發現安全隱患，對布置不合理情況及時進行修改，保證塔臂的安全性。（4）三維可視化模擬對塔吊在場安裝進行三維模擬，從不同角度、方位進行觀察，明確塔吊爬升架口的朝向，能避免塔吊前臂方向存在新建筑物的主體，導致塔身無法拆除錯誤。

2 臨時設施，通常學生所做的施工現場平面布置方案會出現鋼筋加工棚、木工棚布置在建筑物四周較近的地方，淋灰池、宿舍布置在上風等不合理現象，引入BIM技術通過建模表達臨時設施的尺寸、重量、連接方式、布置形式，從而選擇施工設備、機具、確定施工方法，配備人員。BIM技術的三維可視化模型可以準確界定臨時設施之間的空間關系，從而避免布置不合理帶來的作業沖突和安全隱患。

3 運輸道路布置，在布置運輸道路時不考慮施工現場挖掘機、土方車、混凝土車、樁基和鋼筋運輸車的會車過程，會出現交通擁擠現象。教學中通過引入BIM技術，進行環境漫游和場地漫游，模擬施工機械行進路線，材料運輸車輛進出場和卸貨位置以及不同車輛的會車過程，讓學生從不同角度查看現場交通布置情況，提前分析交通規劃找出施工機械在整個進場環節中碰撞點，再調整行進路線，保證場內交通流暢。

4 材料堆場布置，場地交通規劃好之后，根據交通規劃和塔吊的布置確定材料堆場。學生完成施工平面布置圖中經常出現材料二次運輸問題。教學中運用BIM技術構建施工場模型模擬各個施工階段的現場環境，可以快速統計構件的材料用量，使材料一次堆放到位，減少材料二次運輸。提高場地利用率，節約費用。

5 臨時水電布置，學生完成平面布置圖中常見問題有施工現場機械設備的布置與臨時水電布置發生沖突，高壓線與吊臂發生碰撞。應用BIM技術從空間立體角度對施工現場布置方式進行模擬分析可以及早發現碰撞，及時調整臨時水電布置方案。

總之，在施工現場平面布置圖教學中運用BIM技術構建三維全真模型，通過施工模擬學生可以直觀找出布置方案中潛在的問題，熟練掌握施工現場平面布置圖的布置原則，減少施工現場布置方法中存在漏洞的可能。

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作者簡介：

李科興，陜西省渭南市，陜西鐵路工程職業技術學院。endprint