BIM技術下的建筑設計課程教學變革

孫曉波

[摘 要] 建筑設計專業的核心課程建筑設計課程的教學在建筑信息技術快速發展的時代，不能墨守成規。將BIM技術引入建筑設計創作中去，脫離固有的教學模式，培養學生整體的建筑設計思維能力，掌握新時代建筑設計技術，提高建筑設計能力，是高等職業技術院校人才培養的目標。

[關 鍵 詞] BIM技術；建筑設計；教學變革

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）28-0084-02

一、研究背景

建筑設計課程是高職院校建筑設計專業中的一門專業核心課程，是培養設計師崗位的一門具有決定性作用的課程。它需要綜合該專業所涉及的其他基礎課程，如：建筑材料、建筑力學與結構、建筑美術基礎、建筑制圖、建筑設計基礎、造型設計基礎、建筑構造、住宅建筑設計原理及公共建筑設計原理等課程的理論知識，將其運用到建筑設計課程的教學中。此課程的教學過程和教學方法在傳統的教學實踐中已然形成一套固有的教學模式，課題項目的設置由淺入深、循序漸進，培養學生的創新能力和扎實的基本功底。

幼兒園建筑設計項目是由低年級階段向高年級階段轉折的一項小型建筑設計課題。之所以選擇幼兒園建筑項目為教學課題，一是因為幼兒園建筑一般規模不大，從內部功能上看，分為生活用房、服務管理用房和供應用房三大部分，清晰明了；從外部造型上看，幼兒園應反映“新、奇、趣、美”的幼兒個性，具有童話般的“形”和“色”，可識別性極強[1]。二是因為中華人民共和國行業標準規定，托幼建筑的服務半徑宜為300～500m，所以托幼建筑雖然規模不大，但是建設數量很多，工作崗位中接受幼兒園建筑設計項目的幾率就很高。

傳統的建筑設計課程教學程序遵循的是從任務解析、場地分析入手，通過平面圖、立面圖、剖面圖到三維建模渲染的過程，完成任務。在整個設計任務完成和指導過程中，教師和學生的交流以二維圖樣為主，因此需要教師和學生都具備很強的空間思維能力和繪圖識圖能力。在教學過程中難免由于空間想象能力的局限，造成二維圖樣之間的對應關系出錯。當前通常運用AutoCAD（計算機輔助設計軟件）繪制二維圖樣、Sketchup（草圖大師軟件）或者3DMAX（三維動畫渲染和制作軟件）制作三維模型。

二、信息化時代的產物——BIM技術

近年來信息化建筑設計越來越為人們所關注，基于建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技術的三維建筑設計、三維數字化建造領域已然成為一個熱點發展領域。BIM技術的出現，宣告了建筑行業的數字信息時代的來臨[2]。BIM技術是以三維模型為載體將一系列設計工作整合起來，讓設計者可以在三維空間中動態地進行觀察、推敲和交流，打破了傳統的基于二維圖紙傳遞設計師思想的局限性。基于BIM技術的建筑創作是從三維模型入手，從根本上顛覆了傳統的建筑設計的方法和理念，高效地通過數據對比與模擬分析進行建筑創作。對設計師來說，通過BIM來評估所設計的空間，可獲得較高的互動效應。

傳統的建筑設計過程，是團隊成員運用CAD軟件繪制各種二維圖樣，如平面圖、立面圖、剖面圖，然后根據各種二維圖樣的信息再運用三維建模軟件，如Sketchup、3DMAX等，繪制三維模型。BIM技術是直接用三維的方式來獲取實體建筑的信息，其工作流程更依賴設計團隊的協作。基于BIM技術的建筑設計創作過程，是團隊成員共同創造建筑三維模型，通過三維模型自動生成所需要的各層平面圖、立面圖、剖面圖甚至各種明細表和詳圖。

三、幼兒園建筑設計創作實例

（一）傳統的幼兒園建筑設計過程

傳統的建筑創作是從二維構思入手，使用CAD繪制建筑的平面圖、立面圖、剖面圖以及建筑詳圖，建筑內部的平面功能布局和豎向空間分布被拆分為若干二維圖樣表達，缺少立體直觀性和可識讀性，不便于設計師推敲與分析，在教學指導過程中更難以進行師生之間和生生之間的交流。立面造型的設計是脫離了內部空間功能需求的建筑外表皮設計，是建筑使用功能與建筑

造型的脫節設計，有時會造成建筑使用功能的缺陷。如下圖為夏熱冬冷地區一座教學建筑在天氣晴朗、溫度適宜的中午一點左右的室外與室內照片，由于過度追求外部造型的形式感，而造成內部使用空間的亮度達不到自然采光要求，違背建筑設計節約能源的宗旨。

Sketchup是現階段流行的一款能夠將二維圖樣快速轉化為具象直觀的三維模型的軟件，它輔助設計師結合平面圖進行立面

造型設計、建筑體型分析，但是很難達到建筑實體的精度要求，僅僅作為一種三維分析和直觀參考。眾所周知，建筑設計創作是一個反復推敲、不斷修改的過程，如果在Sketchup軟件進行建筑造型設計時局部修改了模型，還需要在CAD軟件中進行二維圖樣的相應修改，反之亦然。設計創作過程就是運用這兩個軟件進行反復修改的過程，如此不僅影響了設計效率，而且在規模比較大或功能和體型比較復雜的項目中，繪制的圖樣還容易出現錯畫或漏畫的現象。

上圖所示是運用CAD和Sketchup以及Photoshop（圖像后期處理軟件）完成的幼兒園建筑設計初步方案。CAD繪制建筑平面圖、立面圖、剖面圖，Sketchup繪制三維模型，Photoshop進行圖像的文本處理。各種二維圖樣和三維模型所反映的建筑空間及造型的信息需要設計師進行自行復核，要求設計師具備扎實的識圖和繪圖能力以及很強的空間思維能力。

（二）基于BIM技術的幼兒園建筑設計過程

BIM技術提出以建模為核心的工作方式，基于BIM技術的建筑創作過程是以模型為核心，直接由建成的模型生成平面圖、立面圖、剖面圖以及詳圖等二維圖形。BIM技術的出現，顛覆了傳統的建筑設計領域的創作流程，設計師可以按照自己的構思去模擬三維空間，對建筑單體的平面功能、體型設計細節以及剖面設計等方面，借助BIM提供三維環境下的不同方案的推敲對比，促進方案的形成，使建筑創作的過程變得直觀、高效。無論從空間布局還是建筑環境來講，都將更形象地表達設計師的構思目標，更容易提供直觀的交流模型，在教學中，使師生交流和生生交流變得易于執行。

Revit系列軟件是為建筑信息模型（BIM）構建的，是我國建筑業BIM體系中使用最廣泛的軟件之一，用Revit創建的建筑設計方案是信息整體化、可視化的建筑模型。

上圖所示是運用基于BIM技術的Revit軟件，先從幼兒園建筑的三維模型入手，通過三維模型自動生成所需要的幼兒園建筑的平面圖、立面圖、剖面圖等二維圖樣。各種圖樣之間資源共享、信息同步更新，是BIM技術的一大優勢。在建筑設計創作過程中可以用BIM技術基于三維模型的特征和一處更改、處處更新的特點來細化設計中的每一個細節[3]。

四、結語

BIM技術的介入并不是簡單的軟件替代，它在建筑設計創作中是一個工作方法和工作流程的改變，它更需要團隊成員之間的溝通、討論、決策，需要團隊成員共同完成一個項目的三維模型。通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，通過數據對比和模擬分析，找出不同解決方案的優缺點，大大減少以后詳圖設計階段發現不合格需要修改設計的巨大浪費。

BIM技術的優勢已然很明朗，然而短時間內將CAD代替，完全改變傳統的建筑創作程序，不是一件很容易的事情。將學生培養成新時代所需要的高技能型專門人才是高等職業技術院校的人才培養目標。因此，順應時代的發展，將BIM技術引進建筑設計專業教學中，打破常規，是新時期教學改革的方向。

參考文獻：

[1]王芬，陳吉義.淺談幼兒園建筑設計的幾點體會[J].科技風，2012（4）.

[2]胡煜超.數字信息時代下建筑設計課程的改革與探索[J].藝術教育，2015（3）.

[3]羅彬.實例探析BIM在建筑方案設計階段的應用要點[J].建材與裝飾，2017（31）.