“建筑設備工程BIM技術應用”課程特色教材研究

孫曉卯

摘 ? 要：文章主要基于高職院校產教融合模式，論述“建筑設備工程BIM技術應用”課程的特色教材開發和應用。以BIM技術為切入點，闡述“建筑設備工程BIM技術應用”課程特色。研究過程中，以課堂實踐方法為基礎，分別從設備識圖、專業理論、施工技術、計量計價等方面闡述特色教材的應用，并從管道的碰撞檢查、協同設計等層面對其應用效果加以分析。

關鍵詞：建筑信息模型技術;產教融合;建筑設備;特色教材

高職院校的教育改革，需要將產教融合、協同創新等作為基礎，教材作為教學活動組織的重要資源。當前，創新創業逐漸成為國家戰略，職業教改應考慮人才質量，展現出產教之間的深度融合，合理調整課程，推動“建筑設備工程BIM技術應用”課程（下文簡稱“課程”）的發展。

1 ? ?BIM技術介紹

建筑信息模型（Building Information Modeling ，BIM）技術是基于計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD）技術逐漸發展起來的，屬于多維模型集成技術，能夠對建筑功能特性、物理特性等提供數字化的承載，實現可視化表達。此技術可應用在建筑規劃、設計、施工等階段，對建筑整個周期展開多維建模，實現數據貢獻，為建筑項目的全程管理以及方案優化提供決策依據，實現多個專業互相協調，對項目進行虛擬化建造，實現精細化管理，為建筑行業提質增效提供保障。在建筑行業快速發展的背景下，上海市建筑工程學校在建筑工程類專業教學中，將BIM技術應用納入專業課程體系，培養人才創新意識及應用工程技術能力，為課程改革指明方向，符合行業發展需求以及市場發展規律。

2 ? ?“建筑設備工程BIM技術應用”課程特色

上海市建筑工程學校在課程改革當中，構建建筑施工技術的專業群組，包含建筑施工、建筑工程技術、建筑設備、建筑裝飾工程技術、工程造價等專業。在建筑設備工程中，相關管道數量較多，種類復雜，管道中包含較多節點，因此，增加了施工難度。教師在講解相關專業知識時，難以使用簡單圖片，將知識點準確表達出來，因此，需要開發出特色課程，解決教學難點。學校建設數間高性能計算機教室，安裝BIM軟件，同時配備專業的BIM講師，為課程的開發奠定堅實基礎[1]。同時，學校和其他同類院校、建筑單位等展開合作，在BIM技術應用過程，引入工程案例，開發出系列BIM技術應用教材。

在特色教材當中，主要利用Revit2018建模軟件，在教學過程中，使用任務驅動法，借助案例引導學生，將建筑設備專業細化為不同的項目，分別實施。上海市建筑工程學校在此課程教學中“以生為主，教師為引”，重視學生在學習過程的參與性，開發出多種教學模式，引導學生動手操作，使其獨立完成任務，在實踐過程中解決問題，不斷提升學生動手能力。教材中，有10個驅動項目，具體包括：BIM技術導入、創建建筑模型、通風系統模型、暖通系統模型、給排水模型、電氣系統模型、管線碰撞檢驗、創建“族”的流程、協同設計、Navisworks功能，各個項目教學分別選擇實際工程圖作為案例，借助案例驅動模式，融合專業課講解，引導學生在BIM建模過程學習專業知識，強化其專業基礎的同時，培養學生建模能力，實現BIM技術的高效運用。課程體系的建設過程中，需要將BIM教材作為基礎，將專業課程融合其中，在相互作用下，實現協調發展。

3 ? ?產教融合模式下“建筑設備工程BIM技術應用”課程的實踐策略

3.1 ?設備識圖和BIM技術的融合

和建筑設備相關的專業較多，課程種類較多，設備、識圖屬于其中的基本課程，學生對專業外知識的理解程度不足，此時，可引入BIM技術到建筑設備和識圖的課程講解當中，利用BIM建立可視化模型，輔助學生學習專業知識，深化其對施工圖的理解能力。

3.2 ?專業理論和BIM技術的融合

在建筑設備的專業理論當中，可應用BIM技術，防止建筑消防工程、給排水工程、暖通工程等專業之間受到施工影響，導致專業協調性差的問題，對工程質量造成影響。在BIM軟件應用下，可展開可視化檢驗，檢驗各個專業施工過程的管線預留和預埋等情況，強化學生對專業理論的理解，提高學生對BIM軟件的應用能力。

3.3 ?施工技術和BIM技術的融合

建筑設備和施工技術相關課程，主要目的是培養學生掌握科學的施工流程以及施工工藝特點，明確不同工種差異，合理進行施工組織。應用BIM技術，施工類課程可模擬出施工環境，由教師擔任“項目經理”，學生擔任“企業員工”，利用BIM建立4D模型，選取X，Y，Z作為坐標軸，再選取一個時間軸，建立虛擬模型，模擬施工過程，如：模擬場地布置、施工過程配合情況、竣工交付等系列模型，向學生直觀地呈現施工環節多方的溝通和協調情況，施工組織情況以及施工進展等。使用BIM管理軟件，對不同施工階段使用的工藝進行動態模擬，綜合對比多種施工方案，找出可行性較高的方案，強化學生對現場的了解程度，進而在符合施工進度的前提下，逐漸將施工方案加以優化。

3.4 ?計量計價和BIM技術的融合

建筑安裝工程當中，計量、計價課程為專業的重點內容，著力培養學生掌握電氣安裝、空調、給排水和采暖等項目中的識圖能力、工量清單的計價能力以及工量計算能力。在安裝工程的計量、計價當中，資源、成本等控制為重點內容，此時可將BIM技術引入其中，按照成本控制需求，建立5D信息模型，立足于4D模型基礎，將集成訂單定額加以集成，形成5D模型，在虛擬模型建設過程中，可對不同施工段使用的機械、材料和人工等用量自動化生成，結合資源需求制定施工計劃。與此同時，施工環節，需要消耗材料、人工和機械成本，在模型當中，可將各項成本支出展開統一核算，綜合對比預算、合同、實際3項成本，進而采取控制措施，實現對項目成本的動態化掌控[2]。

4 ? ?特色教材的應用效果

4.1 ?管線碰撞檢查

建筑工程中，各個專業和系統之間的銜接、碰撞等問題，對施工進程以及消耗成本存在較大的影響。通常而言，使用傳統形式的CAD圖紙，難以將不同專業和系統全面反映出來，高效發現系統碰撞的可能性。此時，將BIM技術中可視化功能引入其中，明確建筑各個管線碰撞問題，及時向設計者指出碰撞點存在的問題，為優化設計方案提供參考，防止實際施工過程出現管線碰撞，造成返工問題。BIM技術在建筑工程相關課程中的應用，可降低項目成本，實現低碳施工理念。

如：在碰撞檢測過程中，使用紅色管道代表消火栓管道、綠色管道代替給水管道，在BIM技術的應用下，可對管道展開碰撞檢測，當管道出現交叉現象時，即為發生碰撞。通常而言，建筑項目的管線相對復雜。在設計過程中，需要最大化利用梁內空間。在建筑梁之間存在空隙，將管線上下翻設置在此處，確保管線下凈空。設計過程遵循“有壓讓無壓”的原則，通常，無壓管為重力水管，存在坡度，難以上下翻，在碰撞檢測后的修改過程，可先將無壓管優先考慮其中，即當有壓管、無壓管發生碰撞時，需先考慮將有壓管標高進行更改。此外，在修改過程，還需遵循“小管讓大管”“冷管讓熱管”等原則，即當大管徑管道和小管徑管道發生碰撞時，需優先更改小管徑，當冷水管和熱水管發生碰撞時，需要優先更改冷水管。

設計過程中，消防栓、風管和橋架等發生碰撞時，導致橋架和消火栓的位置相互重疊，可將橋架適當移動，和消火栓管進行平行設置。同時，在消火栓的上方位置避開風管，在橋架的下翻位置將上側橋架、風管等避開。檢測過程中，消火栓、噴淋管、風管三者發生碰撞時，可保持消火栓、噴淋管等上翻位置將風管避開，同時略將橋架進行偏移，提供管道上下翻空間，注意上翻過程將水管避開。當檢測過程消火栓管、梁二者發生碰撞時，可適當將消火栓管道標高降低，保證管道排列美觀、整齊。此外，還需保持不同管線上下翻時保持對齊狀態，分別排列橋架、水管等，防止發生交叉現象[3]。

4.2 ?協同設計

在特色課程開發過程中，引入BIM進行協同教學，不但利于學生掌握專業知識，還能提高學生應用BIM技術能力，在實踐過程提高團隊協調能力，養成認真的學習態度。在開展協同設計工作過程中，繪圖效率更加高效。當前，建筑功能逐漸多樣化，建設過程涉及的專業類型也隨之增加。使用BIM技術展開協同設計，可直觀呈現設計結果，使不同專業銜接門檻更低，不斷提高溝通效率。按照Revit軟件，分工合作。

5 ? ?結語

總而言之，從產教融合、協同創新等層面開發出特色教材，對“建筑設備工程BIM技術應用”課程加大改革力度，為培養相關人才的基礎，同時，也是施工企業發展過程對高職院校此類課程教學提出的全新要求。建筑領域中，BIM為重要應用技術之一，高職院校肩負著培養人才的重任，在建筑設備專業教學方面，應加大力度研發BIM融合相關課程，不斷提升學生專業能力、技術能力等，為建筑行業培養更多綜合型人才。

[參考文獻]

[1]趙治超.基于專業群建設的人才培養模式與課程體系改革實踐研究—以工程造價-建設工程管理專業群建設為例[J].廣西教育，2019（11）：48-50.

[2]王松.基于協同創新和產教融合模式下的特色教材的研究與實踐—以“建筑設備工程BIM技術應用”為例[J].中州建設，2017（17）：26.

[3]田盼雨，盧楠.BIM技術在建筑設備工程及課程教學中的應用[J].中國管理信息化，2018（11）：194-195.

Research on characteristic teaching materials of “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering”： based on collaborative

innovation and integration of industry and education

Sun Xiaomao

（Shanghai Construction Engineering School， Shanghai 200241， China）

Abstract：This paper is mainly based on the production-education integration model in higher vocational colleges， and discusses the development and application of special teaching materials for “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering”. Taking BIM technology as the starting point， the characteristics of “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering” are described. In the research process， uses classroom practice methods to elaborate the application of characteristic teaching materials from the aspects of equipment identification， professional theory， construction technology， and metering， etc.， and describes its application effects in terms of pipeline collision inspection and collaborative design.

Key words：building information modeling technology; industry-education integration; construction equipment; featured teaching materials