基于BIM的跨專業(yè)畢業(yè)綜合實踐探索與實踐

張健奎 丁賢 程曉紅

摘 要：通過以BIM技術(shù)平臺為紐帶實現(xiàn)了土建類建筑工程技術(shù)、工程造價、園林工程技術(shù)、裝飾工程技術(shù)四個專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐探索;同時以具體的工程項目進行試驗，通過BIM技術(shù)在建筑物全生命周期的應(yīng)用，各專業(yè)交叉合作，分工明確， 緊密協(xié)作，提高了BIM技術(shù)在工程項目的管理效率，也鍛煉了學(xué)生們的專業(yè)設(shè)計能力及溝通與表達能力。

關(guān)鍵詞：BIM; 跨專業(yè);畢業(yè)綜合實踐

一、BIM基本介紹

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是以建筑信息項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等五大特點。BIM的出現(xiàn)將引發(fā)整個工程建設(shè)領(lǐng)域的第二次數(shù)字革命。BIM不僅帶來現(xiàn)有技術(shù)的進步和更新?lián)Q代，它將間接影響了生產(chǎn)組織模式和管理方式，并將更長遠地影響人們思維模式的轉(zhuǎn)變。BIM技術(shù)的核心是通過在計算機中建立模擬的建筑工程三維模型，同時利用數(shù)字化技術(shù)為整個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包括了非構(gòu)件對象（例如空間、運動行為）的信息。借助這個富含建筑工程信息的三維模型，建筑工程的信息集成化程度大大提高，從而為建筑工程項目的相關(guān)利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。BIM放在建筑物全生命周期視角下，主要的用途有BIM模型維護、場地分析、建筑策劃、方案論證、可視化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、性能化分析、工程量統(tǒng)計、管線綜合、施工進度模擬、施工組織模擬、數(shù)字化建造、物料跟蹤、施工現(xiàn)場配合、竣工模型交付、建筑系統(tǒng)分析、災(zāi)害應(yīng)急模擬等。

建立以BIM應(yīng)用為載體的項目管理信息化，提升項目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。主要體現(xiàn)在：三維渲染。宣傳展示;快速算量。精度提升;精確計劃，減少浪費;多算對比，有效管控;虛擬施工，有效協(xié)同;碰撞檢查，減少返工;沖突調(diào)用，決策支持。

二、開展基于BIM技術(shù)跨專業(yè)畢業(yè)綜合實踐的目的和意義

1.開展跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐的目的

結(jié)合本校建筑工程系建筑工程技術(shù)專業(yè)、工程造價、園林工程技術(shù)、裝飾工程技術(shù)四個專業(yè)的教學(xué)特點， 開展基于BIM技術(shù)的跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐。引入基于BIM的跨專業(yè)協(xié)同組織的畢業(yè)綜合教學(xué)方案的實施，提高畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)效果，提高師資隊伍的實踐指導(dǎo)水平，探究BIM技術(shù)背景下跨專業(yè)的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計新模式。探究跨專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計新模式，構(gòu)建跨專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的基本框架;制定實施方案;形成獨立客觀的畢業(yè)設(shè)計考核評價體系。

2.開展跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐的意義

（1）探究跨專業(yè)的聯(lián)合設(shè)計新模式。從整體上綜合探究跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程中各因素之間的互相作用和其多樣化的表現(xiàn)形態(tài)，以動態(tài)的觀點把握畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程的本質(zhì)和規(guī)律，構(gòu)建跨專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)的基本框架。

（2）提高畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)效果。在建筑工程技術(shù)、工程造價、裝飾專業(yè)、園林專業(yè)跨專業(yè)協(xié)同組織的畢業(yè)設(shè)計課題中引入BIM技術(shù)，大幅度減少不同專業(yè)之間溝通障礙，增加方案優(yōu)化、完成建筑物全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用，提高畢業(yè)設(shè)計的技術(shù)含量。通過團隊協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神和溝通交流能力，畢業(yè)設(shè)計的全面育人效果。

（3）提高師資隊伍的實踐指導(dǎo)水平。跨專業(yè)協(xié)同指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計，不同專業(yè)的教師組成指導(dǎo)團隊，為教師提供了相互學(xué)習(xí)和交流的平臺，有益于教師專業(yè)水平和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)水平的提高。

（4）通過跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生提前模擬進入工作狀態(tài)，完成不同崗位的工作內(nèi)容，為建筑企業(yè)輸送所需的BIM人才。

三、展開BIM技術(shù)跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的過程和方法

1.選題與準備工作

畢業(yè)綜合實踐是高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是高職教育堅持工學(xué)結(jié)合之路的重要體現(xiàn)，其目的是以就業(yè)為導(dǎo)向，提高畢業(yè)生的應(yīng)職崗位能力。以往的畢業(yè)綜合設(shè)計的課題中建筑工程技術(shù)以編制施工組織設(shè)計為主、工程造價專業(yè)以編制招標控制價或投標文件為主、裝飾工程技術(shù)專業(yè)以設(shè)計不同風(fēng)格的裝修方案為主、園林工程技術(shù)以園林景觀設(shè)計為主。基于BIM技術(shù)，開展土建施工學(xué)科內(nèi)的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，在不同專業(yè)間進行的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，突破了傳統(tǒng)的單一專業(yè)、單人進行畢業(yè)設(shè)計模式， 增強了不同專業(yè)、不同崗位間的橫向交流，有利于拓展學(xué)生的眼界，增進對彼此專業(yè)的了解，更重要是明白建筑物全生命周期的BIM應(yīng)用價值，為以后進行崗位工作奠定基礎(chǔ)。

在畢業(yè)綜合實踐開始之前依托建筑系BIM協(xié)會，結(jié)合學(xué)生自愿報名原則，對各專業(yè)學(xué)生擇優(yōu)錄取。基于BIM的跨專業(yè)聯(lián)合畢設(shè)以真實項目或其他2萬平米以上的公共建筑為設(shè)計題目。，工程類型為公告建筑，涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、供暖通風(fēng)等專業(yè)，同時考慮工程量和BIM應(yīng)用周期適合學(xué)生在畢業(yè)綜合實踐5周完成， 同時符合各專業(yè)崗位訓(xùn)練需求。

2.各專業(yè)任務(wù)與協(xié)同安排

跨專業(yè)畢業(yè)綜合實踐各專業(yè)協(xié)同畢業(yè)設(shè)計的軟件交互模式如圖2-1所示。根據(jù)BIM技術(shù)在建筑招投標、施工階段的應(yīng)用特點進行分工：其中建筑工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生的任務(wù)包括應(yīng)用BIM軟件進行土建模型創(chuàng)建、施工進度模擬、模板腳手架方案編制和施工現(xiàn)場平面布置圖繪制并且進行施工組織設(shè)計文件編制;工程造價的學(xué)生任務(wù)有利于BIM軟件安裝建模、招標控制價和投標文件的編制、整個階段的成本管理;建筑裝飾專業(yè)的任務(wù)有利用lumion和fuzor等軟件進行BIM室內(nèi)裝修方案設(shè)計并且配合BIM軟件繪制裝修施工圖及工程量的計算;園林工程技術(shù)專業(yè)主要進行園林景觀設(shè)計及相應(yīng)工程量的計算。

3.過程控制

在跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計實施過程中，由建筑系建筑、結(jié)構(gòu)、造價、安裝、園林、裝飾各專業(yè)教師形成聯(lián)合指導(dǎo)小組，充分發(fā)揮各專業(yè)的優(yōu)勢，對各個階段的學(xué)生BIM任務(wù)進行指導(dǎo)。

在跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計實施之前，由指導(dǎo)老師充分討論認真選題，既要考慮項目的復(fù)雜性也要考慮保證項目實施過程各專業(yè)的完成情況。選題完成后，聯(lián)合指導(dǎo)小組共同制定各專業(yè)學(xué)生畢業(yè)綜合實踐任務(wù)書。通過每周一匯報、中期檢查和公開答辯的方式，對畢業(yè)綜合實踐進行全程跟蹤和層層把關(guān)，確保畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。在學(xué)生答辯環(huán)節(jié)，有企業(yè)專家和校內(nèi)教師組成答辯小組，共同檢驗學(xué)生的畢業(yè)綜合實踐質(zhì)量。

四、基于BIM的跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐應(yīng)用實例

自2018年來，筆者作為指導(dǎo)小組負責(zé)人一直負責(zé)開展基于BIM技術(shù)的建筑工程技術(shù)、工程造價、裝飾工程技術(shù)和園林工程技術(shù)的聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐。

典型實例：“德陽市圖書館（川工院圖書館）項目的BIM技術(shù)應(yīng)用與管理” ，由2015級建筑工程技術(shù)專業(yè)1名、工程造價2名、裝飾工程技術(shù)1名、園林工程技術(shù)專業(yè)1名共5名學(xué)生組成。項目完成的主要BIM技術(shù)應(yīng)用包括：三維模型建立、深化設(shè)計與管線綜合、工程量計算與招投標文件編制、室內(nèi)裝修設(shè)計、園林景觀設(shè)計與VR展示、施工進度管理、成本管理等。

項目工程概況：德陽市圖書館（川工院圖書館）項目建設(shè)地點位于四川工程職業(yè)技術(shù)院內(nèi)，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑物層數(shù)為5層，局部三層。總高26.7米，建筑面積17200平方米耐火等級二級，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計使用年限50年。是一所綜合性的圖書館，集成了德陽圖書館，四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館、綜合教學(xué)樓、校史館，5.12大地震展覽館于一體。

1.模型創(chuàng)建

2.深化設(shè)計與管線綜合

建模過程為了避免了人為因素或者設(shè)計圖紙缺陷出現(xiàn)的模型錯誤，可運用建模軟件自帶的云功能，進行云模型檢查，避免因少算、漏算、錯算帶來的損失和風(fēng)險。即可以對選定樓層進行全面的模型檢查，將錯誤分類處理，可手動定位進行修正，或一鍵自動改正。

在建模過程中依據(jù)設(shè)計規(guī)范和施工經(jīng)驗，根據(jù)管線優(yōu)化原則在三維環(huán)境里預(yù)先完成管線的排布工作，有利于空間的合理運用，施工順序的合理安排，避免空間沖突，從而避免拆改，提高施工效率和質(zhì)量。

3.工程量計算與預(yù)算文件編制

將各專業(yè)模型文件導(dǎo)入造價軟件建立造價模型，得到工程項目的預(yù)算書和各項報表，從而進行工程造價分析。可以在完成的造價模型中可以任意選擇構(gòu)件生成預(yù)算書。同時利用BIM進行工程總成本內(nèi)部分析，控制對預(yù)算各分部分項的工程量，綜合單價，通過多維度進行多算對比分析管控。

4.精裝修方案展示

裝飾專業(yè)學(xué)生根據(jù)前期建模文件，結(jié)合lumion和魯班班筑等精裝修軟件，根據(jù)室內(nèi)空間功能進行精裝修方案設(shè)計，并完成了相應(yīng)的施工圖繪制和工程量的計算。

5.園林景觀設(shè)計

園林專業(yè)的學(xué)生根據(jù)建筑物的性質(zhì)及使用功能進行了室外園林景觀設(shè)計并且進行預(yù)算文件的編制，通過對室外的空間渲染，直觀形象的展示建筑物建成后附屬設(shè)施的情況。

五、結(jié)束語

通過開展跨專業(yè)的聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐，不同專業(yè)學(xué)生通過對軟件的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對軟件基礎(chǔ)應(yīng)用有了進一步的掌握，更加深入的學(xué)習(xí)到BIM技術(shù)在項目全生命周期管理中存在的重要性。同時為今后上崗工作奠定了專業(yè)基礎(chǔ)，并且提升了就業(yè)的核心競爭力。通過土建施工類跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)綜合實踐模式在經(jīng)過四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院試驗教學(xué) 后，證明了該模式以BIM技術(shù)平臺為紐帶實現(xiàn)了各專業(yè)的 緊密協(xié)作，提高了項目管理效率，鍛煉了學(xué)生們的專業(yè)設(shè)計能力及溝通與表達能力，也證明了該教學(xué)模式的實踐教學(xué)價值，具有實際教學(xué)意義。

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作者簡介：

張健奎，1988年9月生，山西臨汾人，研究生，講師，研究方向為BIM技術(shù)的教學(xué)與應(yīng)用。

基金項目：四川省教育廳2018-2020教育教學(xué)改革項目《基于BIM技術(shù)的跨專業(yè)畢業(yè)綜合實踐的探索與實踐》（JG2018-992）