BIM技術在建筑設備工程及課程教學中的應用

馬斌

摘 要：現階段，我國建筑行業發展迅速，BIM技術成為建筑業信息化發展的重中之重，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，傳統的CAD學習逐漸不能滿足學生未來職業需要，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

1 引言

BIM是集合3D數字技術的信息化模型，在建筑工程項目中包含了各種相關信息的工程數據，可以數字化表達工程項目的實體以及其相關功能。這門技術的作用是將建筑項目在進行策劃、運行、維護等不同階段時聯系所需要的數據、過程、資源等，它展示了項目的全方位信息，能夠提供工作合作平臺給建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等建筑對象，有利于信息的溝通和資源的共享，目的就在于讓工作效率極大地提高，項目成本極大地降低，工期極大地節約等等。在建筑類產業生產的標準模式下，BIM已經取得了業內在工程運用上的極大認可。

2 BIM技術的概念

美國國家建筑科學研究院對BIM的描述為：BIM是一個設施（建設項目）物理或功能特性的數字表達；是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。由此，BIM 有如下三個含義： 即 Building Information Modeling-建筑信息模型建模；Building Information Model-建筑信息模型；Building InformationManagement-建筑信息管理。進一步拓展，建筑業所有的基于信息模型的建筑信息管理都是BIM。

3 BIM技術具體內容

3.1 以IFC數據為交換標準

在建筑工程中，工程建設的時間周期長，項目管理的使用軟件種類繁多，使用BIM技術的同時需要支持十幾個甚至上百個項目參與單位，建筑信息難以進行共享，所以，為了解決這種情況，必須要對信息的交換和共享問題進行標準的規范。而IFC（InternationalFoundationClass）標準應運而生，IFC數據模型不僅能夠不收任何一種產品的標準控制，還能用來解決建筑行業數據交互的面向對象文件格式的問題，讓這一格式成為BIM普遍通用的軟件格式，而且IFC技術不依賴任何軟件系統就可以對建筑項目生命周期中的產品數據進行描述，使建筑物的生命周期在不同階段的信息都能夠交流共享。

3.2 三維圖形平臺

三維圖形的支持平臺在數據容量，顯示速度，模型建造，邊際效率。建筑質量等方面對BIM技術的應用提供有力的支持。且三維圖形的支持平臺核心關鍵技術包括了多方面，有圖形數據庫技術，參數化模型描述技術，大模型數據顯示技術，實體布爾運算技術，大場景數據高效組織預渲染技術等，在這一平臺和IFC數據標準的雙重支持下，可以實現不同專業的數據交流和共享。

4 BIM技術在建筑設備工程中的應用

4.1 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：工程量的統計、日照和采光分析、能耗分析、聲環境分析、通風與氣流組織分析、模擬碰撞分析等。跟傳統設計方法比較，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。

4.2 BIM在建筑設備工程施工階段的應用

因為建筑施工工期相對較長，工程也相對繁雜，在施工的過程之中，會導致各類問題的出現，像是各專業沖突以及管線碰撞等等，這會直接導致施工進度與施工成本控制等實施起來相對困難。通過建立BIM模型，建立起的3D施工圖能夠準確、直觀的反應整個施工細節和過程，并且以BIM數據庫為基礎，進行現場施工指導，使施工過程更加合理，各部門的職能更加的協調。進而，提高施工效率的同時，也能保障施工質量，使整個工程的經濟效益得到提高。BIM通過對工程資源數據的整合，能夠更加有效的分配資源，明確工程總承包商和分包商之間的分工，同時，能夠協調各個施工單位之間的關系，使施工效率達到最高，確保施工質量。

4.3 BIM在建筑設備工程運維階段的應用

（1）有利于建筑的運行和管理BIM技術在操作階段的應用，不僅可以提供工程的數據信息，還可以提供建設項目交付后的一些信息，如建筑年限，入住率，便于運營商管理。（2）預集成信息為后期的操作和維護提供了數據保障和物業管理和設備管理的支持。BIM技術所有的數據可以為管理層提供項目信息，使經營管理工作有依據，還可以大大降低維護和管理成本，從而減少經濟損失。（3）BIM技術在運營階段的應用也有利于規劃管理。由于許多零售商在不同區域都有自己的連鎖店，在安排這些商店的相對位置時可以使用BIM技術進行規劃，比如利用不同的位置信息，人數信息等判斷在某地設置連鎖店是否有較高盈利可能。

5 BIM技術在建筑設備課堂教學中的應用

建筑設備工程教學包含：建筑給排水，暖通空調，燃氣系統，建筑電氣四方面內容。教學的難點分別在于：建筑給排水的制圖和識圖、系統設計；暖通空調系統類型、設備種類、識圖和系統設計；燃氣系統的制圖規范、系統設計和管線布置；建筑電氣的強弱電系統、防雷及接地系統、室內供配電系統形式和系統設計。在傳統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，既理解系統原理也懂制圖設計。

6 BIM技術在建筑工程教學中的校企合作

學校和企業的關系其實很明顯，學校為企業提供豐富的人才資源，來為企業拓展發展空間和提高競爭實力；而企業則為學校提供強大的就業機遇，來為學校開展師資交流和培養人才成長。如果能夠借助企業的技術優勢和場地優勢，學生就可以在BIM技術工作中參與實際活動，這樣他們在建筑工程上的實踐能力和專業素養就會更加優化，而且工程環境越真實、越復雜、越開放，學生的應用和創新能力就越能得到提高，從而實現校企之間教學資源在實踐上的優勢互補了。

7 結語

隨著大型項目、復雜項目、各地標志性建筑拔地而起，傳統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、更全面的應用型人才。

參考文獻：

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