BIM技術在建筑設備工程及課程教學中的應用

田盼雨 盧楠

[摘 要] 住建部發(fā)布的“十三五”建筑信息化發(fā)展綱要中再次將BIM技術列為中國建筑業(yè)信息化發(fā)展的重中之重，全國大部分城市政府要求2020年新建工程應用BIM的項目比率達到90%。建筑設備是建設現代化不可缺少的一部分，傳統(tǒng)的CAD學習逐漸不能滿足學生未來職業(yè)需要，BIM技術在建筑設備中的應用越來越廣泛，隨著教學的深化和改革的進行，BIM技術在建筑設備課程教學中的應用愈加重要。

[關鍵詞] BIM技術；建筑設備；課程教學

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 11. 085

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）11- 0192- 02

1 前 言

隨著城市化進程的不斷推進，各類建筑拔地而起。為了實現建筑更加完善的功能，建筑設備的作用至關重要，時時刻刻為建筑提供所需要的物質和能量。建筑業(yè)的產品是建筑本身，是產品規(guī)模最大的行業(yè)，同時也是數據量最多的行業(yè)，這些數據處理難度極大，且缺乏直觀形象。BIM技術就能解決這些難題，是包括建筑設備在內的所有建筑內容數據搜集和統(tǒng)計的平臺。本文主要通過BIM技術的實際工程應用，結合建筑設備工程的實際教學，理論聯系實際，不斷更新建筑設備工程教學方法。

2 BIM技術在建筑設備工程中的應用

BIM（Building Information Modeling）的中文含義是建筑信息模型，它包含了建筑行業(yè)內不同專業(yè)的所有信息，能夠反映建筑的功能要求和性能，是整合了建筑工程項目在規(guī)劃、設計、施工、運行與維護全生命周期范圍內的所有信息的一個建筑模型[1]。

建筑設備工程所涉及的專業(yè)包括：給排水（包括消防、自動噴淋和雨水）、供熱、供燃氣、通風、空調、供配電、照明、弱電。各種管網相互交織，錯綜復雜，必定要占據立體空間，各類管、線、設備的合理布局就成了設計施工安裝過程解決的難題。

借助BIM技術能夠有效減少建筑設備工程在全生命周期內的規(guī)劃、設計、安裝、管理、運行與維護、綠色改造階段存在的問題。

2.1 BIM在建筑設備工程規(guī)劃階段的應用

就工程長遠利益來講，最大的收益方是業(yè)主。設備工程能夠通過BIM提升產品的品質，提高建筑價格，例如減少返工、開洞，合理地布置管線，提升樓層凈高；可以進行多方案預演模擬對比分析，得出最優(yōu)方案；使整個工程的工期縮短，提前竣工，有效地減少成本，控制建筑造價和總投資。

對于施工單位，掌握了BIM技術，能夠收獲更多回報。在投標階段，商務標段可以利用BIM進行快速準確算量，技術標段可以展示施工過程、模擬施工、碰撞檢查、進度計劃管理、洞口預留。

2.2 BIM在建筑設備工程設計階段的應用

建筑設備工程管線系統(tǒng)建模采用Revit-MEP，設計出至少兩個方案，要含有AVI格式的3D漫游視頻文件，比選使用。設計成果要包含：工程量的統(tǒng)計、日照和采光分析、能耗分析、聲環(huán)境分析、通風與氣流組織分析、模擬碰撞分析等。跟傳統(tǒng)設計方法比較，工期縮短，設計變更明顯減少，給未來施工提供了更加清晰、直觀、簡單的建設內容。

2.3 BIM在建筑設備工程施工階段的應用

BIM在建筑設備施工階段提供的模型是該工程的竣工模型，也是竣工后運行與維護階段的模型依據。施工階段的模型要求必須經過管線碰撞檢查，各個專業(yè)內部及各個專業(yè)之間沒有管線、構件碰撞問題的存在，安裝過程中因為管線交叉而出現變更的現象基本很少出現。進行施工進度模擬，與實際的施工進度進行比對；模擬施工，多方案對比選最優(yōu)；施工現場人、材、機實時更新與監(jiān)控；建立與實際施工一致的AVI格式視頻。施工更加方便、定位更加精確，還能夠提前進行洞口預留，水管、風管等長度下料更加準確。

2.4 BIM在建筑設備工程運維階段的應用

利用BIM的協同管理平臺，將運維階段需要的資料檔案（施工班組、竣工驗收簽單、檢驗合格報告、工作清單、設計變更清單、產品生產清單、管理人員簽章等）導入BIM模型，并與模型中的構件一一銜接，實現資料的可追溯。保證模型與現實對象一致，數據及時更新。設備在運行與維護過程中能夠順利聯系廠家，及時解決問題，保證正常運行使用。也可以用于未來綠色建筑的節(jié)能改造模型，更加快捷的找出節(jié)能改造的具體細部，結合綠色改造控制指標，達到改造的目的。

3 BIM技術在建筑設備課程教學中的應用

將BIM技術應用于教學中是非常有意義的一件事，但如何將BIM技術應用于建筑設備工程的教學，還需要繼續(xù)進行實驗和探索。本文以廣東海洋大學寸金學院工程技術系為例，該系已經開設了BIM技術應用、BIM卓越工程師班、廣聯達BIM造價工程師等課程，學生對于BIM已經有了非常清楚的認識，下面詳細介紹BIM技術在建筑設備工程教學中的應用。

3.1 BIM技術在建筑設備課堂教學中的應用

建筑設備工程教學的內容一般包含四部分：建筑給排水，暖通空調，燃氣系統(tǒng)，建筑電氣[2]。教學的難點分別在于：建筑給排水的制圖和識圖、系統(tǒng)設計；暖通空調系統(tǒng)類型、設備種類、識圖和系統(tǒng)設計；燃氣系統(tǒng)的制圖規(guī)范、系統(tǒng)設計和管線布置；建筑電氣的強弱電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、室內供配電系統(tǒng)形式和系統(tǒng)設計。

在傳統(tǒng)的二維制圖和識圖過程中，雖然二維CAD圖紙中明確標明各個設備的圖例，但是對于初學者來說，建筑設備工程所涉及的專業(yè)內容較多，記憶難度大，這些圖例也不能直觀地反映設備真實的樣子。二維圖紙不能更加清晰的反映建筑實物的幾何屬性，未來施工過程中甲方、乙方等行業(yè)人員對二維CAD圖紙的識讀難度較大，容易出錯。這些通過BIM建立建筑設備模型，虛擬化、可視化，可以自動生成相對應的圖紙文檔。為使學生知道具體設備的樣子也有實物圖對應，可以在案例教學法的基礎上使用BIM技術進行直觀性教學，使學生即學即懂，既理解系統(tǒng)原理也懂制圖設計。

3.2 BIM技術在建筑設備工程課程設計教學中的應用

該系應用型培養(yǎng)方案中建筑設備工程的學時是48個，在課業(yè)結束的最后一個月進行建筑設備課程設計。按照以往的課程設計內容，學生以小組形式設計一低（3～5）層住宅建筑設備工程。學生以天正軟件為基礎分別繪制出設備平面圖、各類設備系統(tǒng)圖、系統(tǒng)原理圖等二維圖紙內容。

建筑設備課程設計使用BIM技術，以Revit-MEP為平臺，對于已經有Revit基礎的學生來說課程設計更加高效，易于操作。學生可以把建筑、結構、設備模型利用Revit MEP軟件虛擬建立，也可以直接導入相應的Magic-CAD文件進行更加直觀化的編輯[3]。

3.3 BIM技術在建筑設備工程畢業(yè)設計中的應用

工程類學生在本科階段的最后一學期不僅要進行實習還要獨立完成畢業(yè)設計內容。建筑設備工程畢業(yè)設計要求最終能夠進行施工圖的出圖，編寫相應的設計說明書。畢業(yè)設計是大學生涯的最后答卷，從查閱資料、思考問題、解決問題，到最終制圖、出圖、編寫文件，都需要認真完成，為學生走入工作崗位做好準備。

建筑設備工程各種管網在鋪設布置時規(guī)范要求管線沿墻敷設，經常在走道、豎井、機房等部位碰撞，穿梁、穿柱、穿越承重墻等問題層出不窮，造成多專業(yè)相互交叉無法布置。在未來具體的設計工作中設計變更的現象屢見不鮮，很多設計變更不能及時在建筑各個部分的設計人員之間進行溝通、傳遞，造成連環(huán)的設計變更、錯誤、漏項、碰撞、缺陷等問題，拖延工期。

以往的畢業(yè)設計中基本不涉及設計變更問題，因此畢業(yè)設計只有更加貼近現實這個設計才能更加有效。BIM技術具有強大的模擬、分析和統(tǒng)計能力，使用BIM技術進行設計能夠進行各工程管線碰撞檢查，各個專業(yè)精確施工、高效協同作業(yè)，就能夠有效避免以上問題。在未來的變更過程中可以自動更新，各個專業(yè)高效協同工作[4]。可以自動生成圖紙文檔，圖紙可以渲染成為效果圖，還可以模擬漫游，設計結果更加人性化，專業(yè)化。

在傳統(tǒng)的建筑設備工程教學過程中加入BIM技術，對于教師來說能夠更加高效地完成教學任務，對于學生來說學習不僅能夠了解具體項目，而且可以虛擬仿真模擬工程，學習輕松，方法新穎。在教學方法上，PPT加實際工程加實際圖例教學，理論結合實際加虛擬可視化，這種直觀化教學方法可以使課堂更加生動。相信更能吸引學生。

工程類學生通過畢業(yè)設計掌握BIM技術這個先進技術更能與快速發(fā)展的社會接軌。可以組織學生參加 BIM設計大賽，通過比賽的形式來鞏固課堂學習。

4 結 語

未來以國有投資資金為主的綠色項目BIM普及率高達9成，特別是隨著大型項目、復雜項目、各地標志性建筑拔地而起，傳統(tǒng)設備設計無法達到信息的完備、一致、關聯、可視化和協調性，BIM在建筑行業(yè)的地位也將更加凸顯。

身為教師在教學中也應與時俱進，熟練BIM技術，積極探索更多更適用的BIM技術與教學的關聯點，言傳身教為社會提供更多、更專業(yè)、更全面的應用型人才。

主要參考文獻

[1]翟建宇. BIM 在建筑方案設計過程中的應用研究[D].天津：天津大學，2014.

[2]李炎鋒，胡世陽.建筑設備[M].第2版.武漢：武漢大學出版社，2017.

[3]楊寶明.BIM改變建筑業(yè)[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2017.

[4]康智強，李志星，董建男，等.基于BIM的建筑設備節(jié)能技術的應用研究[J].建筑節(jié)能，2017（8）：115-118.