建筑施工技術教學中BIM技術的有效運用分析

文/張旭 山東華宇工學院 山東德州 253000

1、BIM技術簡介

BIM（Building Information Modeling）是“建筑信息建模”的簡稱，最初發源于20世紀70年代的美國，由美國喬治亞理工大學建筑與計算機學院的查克伊士曼博士提出。其被定義為：“建筑信息建模是將一個建筑建設項目在整個生命周期內的所有幾何特性、功能要求與構件的性能信息綜合到一個單一的模型中。同時，這個單一模型的信息中還包括了施工進度、建造過程的過程控制信息。”目前對于BIM定義尚未統一，例如：認為BIM是虛擬施工（virtual construction），即建筑信息模型與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視化的4D模型中，可以直觀精確地反映整個施工過程；此外，還有認為 BIM 是參數化建模（parametric Modeling）、虛擬建造（virtual building）、數字溝通（digital communication）等等。

2、BIM技術在建筑施工技術教學中的應用

2.1 建筑識圖中BIM技術的應用

建筑識圖屬于建筑施工技術中的基本內容，建筑院校對建筑識圖教學非常重視，不過教學效果不夠理想，原因在于教學項目與實際工程無法結合。部分院校使用二維形態施工圖紙講課，要求學生運用空間想象力將施工圖紙與施工現場聯系起來，然而學生想象力有限，尤其對初學者而言難度極大，導致學生對該課程缺乏學習積極性。

BIM技術能使平面施工圖紙變成三維模型，重新設置建筑施工技術教學模式。首先，老師通過BIM技術，建立鋼筋、土建模型，模型可任意切剖，或對旋轉角度進行調整。其次，學生可按照三維角度解讀建筑工程，并將其與二維圖紙相結合，采用二維圖紙與三維施工圖對照模式進行學習，更易于理解所學內容。最后，老師可指導學生應用BIM技術建立三維施工模型，這實際上是一種模擬實踐方式，有利于對學生圖紙檢驗能力、識圖能力進行培養與鍛煉。

2.2 施工技能學習中BIM技術的應用

施工技能學習是建筑施工技術的核心部分，從傳統教學模式上看，大多首先由老師對理論知識（如施工技術、施工流程等）進行講述，然后向學生播放建筑施工視頻，使學生了解基本施工環節和內容。然而，施工視頻內容并不完整，在這種情況下，教師只能運用PPT展示學習內容，不過施工中涉及的關鍵技術難以用語言表述。

BIM技術能融合數字三維建模、虛擬現實、BIM三種技術，可數字化模擬建筑建造過程，將施工順序展現給學生，使學生明確建筑施工順序，了解施工中的重點、難點，使學生猶如置身于施工現場，有利于激發其學習興趣，提升建筑施工技能教學效果。

2.3 土方工程施工中BIM技術的應用

土方工程施工學習難點在于計算土方工程量、明挖法施工流程等，老師要指導學生課前預習相關內容，包括地質勘探報告、工程概況等，然后引入問題，如：“土方工程包括哪幾個施工環節？”通過提問引入接下來的學習內容，完成書本內容講解后，老師可進行案例分析，于地圖上指出工程位置，結合地質勘查報告、地形圖，明確現場地層情況。當學生對工程性質有所了解后，老師需利用BIM技術模擬施工現場。

BIM施工現場流程：將工程信息導入Civi13D中，設置放坡曲面，使原始地形曲面、放坡曲面兩者融合，獲取三維效果、二維圖紙。設置放坡場地，對放坡投影輪廓線進行繪制，完成放坡繪制操作后，利用對象查看器對放坡曲面進行觀察，獲取三維模擬效果。利用BIM技術虛擬建筑施工后，老師需布置課后作業，如要求學生采用不同方式對土方工程量進行計算，并對比計算結果準確度。

2.4 混凝土工程施工中BIM技術的應用

所謂混凝土工程施工，就是指根據建筑施工要求，采用模板澆筑將混凝土、鋼筋材料制作成各類構件的施工過程，具有工藝復雜、施工內容多等特點。在學習混凝土工程施工中，教師首先要把施工圖導入BIM軟件內，從而得到混凝土三維結構，并對其透明度進行調整，顯露隱蔽鋼筋，將各種鋼筋構造展示出來，如門框墻、框架梁、框架柱等。學生可利用BIM技術觀察鋼筋節點構造情況，便于將鋼筋混凝土施工環節與技巧掌握，將理論知識應用于建筑施工中。

2.5 基坑施工中BIM技術的應用

基坑工程施工難度非常大，它涉及土力學穩定性、典型強度、支護結構等知識點，若單純講解理論知識，學生并無法理解透徹。基坑工程施工就是指錨桿、鋼板樁、地下連續墻、土釘墻等支護方案施工，是建筑施工技術中的重要內容，實踐性較強，采用BIM技術對學生進行基坑施工教學，有利于使學生更易于理解施工過程。

在上課之前，老師需將基坑施工圖紙導入BIM軟件內，對三維模型進行構建，向學生講述各種基坑工程的適用條件以及結構類型。BIM技術能完成動畫、渲染、建模等功能，便于師生從直觀角度觀察基坑施工環節。除此之外，老師還可對基坑支護形式進行更換，補充混凝土標號、土層容重等教學內容。基坑施工學習難度相對較大，教師在該課時上可能需要花費更多時間，在有條件情況下，可結合工程實踐輔助教學。

結語：

BIM技術在建筑施工技術中的廣泛應用，為建筑施工技術的發展帶來了新的發展途徑。很多技術人員會在建筑施工整體開展前，利用BIM技術對整個工程項目進行系統的虛擬分析，了解建筑施工項目的施工內容。針對BIM技術日后在建筑施工技術中的應用，需要在現階段針對BIM技術在具體的教學過程中對學生展開系統的理論知識傳授，讓學生認識到在建筑施工技術中結合BIM技術進行實際操作的重要性。本文主要以建筑施工技術中的“建筑工程施工圖識讀”相關課程作為例子對實際課程的展開進行系統的講解，以期給相關的行業人員提供參考。