BIM 技術在《建筑設備安裝》課程教學中的應用實踐

錢竹君

（上海市城市科技學校 上海 201600）

關鍵字：BIM 技術；建筑設備；中職教育

1 中職生理解給排水施工圖困難

在中職學校建筑工程施工專業、建筑裝飾專業的教學中，《建筑設備安裝》課程屬于專業核心課程，給排水施工圖識讀是本課程的核心內容之一。給排水施工圖分類詳細，圖例符號繁多，系統圖表達復雜，是本課程的教學難點。

1.1 平面施工圖識讀易混淆

給排水平面施工圖模塊分類多，線條表示類似，圖例符號相近，中職學生識讀容易混淆。常見的給排水平面施工圖有給水，排水（污水，雨水，廢水），消防（噴淋，消火栓），空調水等施工圖。每種施工圖都是以建筑施工圖為基礎加上各種線條和圖例符號來表示管線管件和設備。線型、給排水管件符號和設備圖例種類繁多且相似，管線交錯，注釋符號多，對中職學生而言難以精確識讀和理解到位。

1.2 系統圖識讀難理解

給排水系統圖屬于三維立體圖形，學生識讀圖紙需要良好的空間想象力，而中職學生的空間想象力比較薄弱。系統圖屬于正面斜軸測圖，簡稱斜二測。斜二測和正等軸測一樣有三維立體效果，但又有別于常見的正等軸測圖，學生在建筑識圖課程中沒有學習過。由于軸間角和軸向伸縮系數的不同，學生難以完整地想象。并且給排水施工圖的圖例符號分為平面圖部分和系統圖部分，管線管件和設備的圖例符號與平面施工圖不同，所以造成學生對圖紙內容的辨別和管線連接方式理解難度增加。

1.3 隱蔽工程難接觸

給排水施工圖中的內容大多都是隱蔽工程的內容。為了建筑物的美觀性與實用性，裝修施工時會將管線設備隱藏起來，管線管件和設備一般敷設在墻體與管道井內部、地面與樓面下部、頂棚內與屋頂上部。雖然學生能通過觀察周邊建筑物來幫助理解，但是由于無法直接觀察到隱蔽部分，無法和圖紙進行比對，故而難以對圖紙理解透徹。

給排水識圖能力不足會造成學生在本課程后續學習時學習動力不足，學生無法理解圖紙，也就無法理解施工原理。這將給本課程的給排水安裝實訓和電氣、暖通等內容的學習帶來阻力。

2 BIM 技術在給排水課程中的優勢

在給排水識圖的教學中，利用BIM 模型將二維的圖紙升級到三維模型，結合BIM 技術可視化與仿真模擬的優勢，可以有效提高學生識讀給排水施工圖的能力，培養學生空間想象力，幫助學生理解給排水施工要點。

2.1 可視化優勢

可視化是BIM 技術的優點之一。 BIM 技術的核心基礎是三維模型，BIM 模型能全面、真實地反映出給排水內容在房屋建筑中的設計信息。運用BIM 軟件的對象隱藏、隔離和剖面框等功能能將模型中繁雜的管線管件、設備按專業模塊分別進行顯示，又能展示隱蔽工程內容，學生能直觀的看到平時難以接觸和想象的內容。同時通過BIM 模型的平面出圖功能和三維動態展示功能，結合平面施工圖和系統圖，把圖紙和模型進行比對，讓學生能更清晰地識讀各個模塊的內容，有助于學生對管線布置、構件樣式、接頭類型、連接方法及圖例符號等有更深地認知，避免各管線系統的混淆。從而提高學生識讀給排水平面施工圖和系統圖的能力，了解管線的走向，掌握隱蔽工程的內部節點，解決了給排水平面施工圖內容繁雜及系統圖理解困難的教學難點。

2.2 仿真模擬優勢

BIM 模型精確，能將圖紙內容和施工內容1:1展示在計算機上，用三維模型的創建過程來模擬施工過程，具有仿真模擬的效果。對比教材中的BIM 模型和實體建筑，相似度幾乎一致。在教學中利用BIM 模型動態觀察功能，配合施工圖紙、實體建筑影像資料和現場參觀考察進行綜合講解，學生能更好地理解圖紙，了解各種管線系統在三維空間中的位置關系和連接方式，以及管線的材質要求、坡度設置、接頭類型和施工質量驗收標準等，幫助學生進一步正確地識讀圖紙、理解圖紙，并在熟悉有關規范要求的基礎上應用圖紙，加強對建筑給排水施工內容及規范要求的認知。

3 利用BIM 技術輔助給排水課程教學

3.1 針對給排水教學內容建立BIM 模型庫

在BIM 模型庫的創建中，給排水模型要按專業模塊進行分開建模，目的是能更精確地表達各模塊的內容，方便學生學習和掌握各模塊的難點與重點，如排水是屬于重力管道，有坡度要求；給水是壓力管道，接頭和材質要求不同；管線交錯時的避讓原則等。最終形成一個完整的BIM 模型系統，能進行綜合展示。學生通過模型理解各專業模塊之間的關聯，又了解它們的不同之處。并且BIM 模型庫中的給水、排水、消防、空調等系統必須分模塊、分功能、分區域用不同顏色表示， BIM 模型的顏色線型與國家規范或施工圖要求一致，以便教學中學生分專業瀏覽模型，方便教師講解各專業的施工工藝和技術特點。

3.2 配套給排水實訓內容創建模擬動畫

結合給排水實訓教材，參與制作給水系統和排水系統的施工動畫和水流動畫。模擬動畫能更好的讓學生理解給水系統和排水系統的施工工藝及其運轉方式，能起到舉一反三的效果。配合施工圖紙與BIM 模型，能讓學生進一步理解給排水管線與設備、管件的連接方法，理解不同專業的管道材質、接頭類型、施工要點與技術特點，能對給排水施工圖與給排水施工有更深層次的理解。

3.3 結合BIM 技術拓展綜合實訓課程

目前的研究只針對本課程的給排水內容，但顯然BIM 技術不只適用于此。將建筑設備安裝與土建專業、結構專業綜合運用到第五學期的《建筑工藝施工綜合實訓》課程中，學生可以結合BIM 技術的智能布線功能了解各種施工方案的優缺點，優化施工方案；且各施工方案之間有成本差異，BIM技術的統計構件信息功能就能運用于工程量的計量計價上，對比差異，從而節約造價成本；也能利用BIM 技術的模擬施工布線功能，尋找施工圖紙中問題，配合制圖課程模擬圖紙變更；還可以運用BIM技術的碰撞檢測功能，了解容易發生碰撞的節點，注意施工難點，避免重復施工，積累實踐經驗。學生不僅能在BIM 模型中理解給排水的施工工藝和技術特點，也能通過對比觀察BIM 模型和實體模型得到進一步的理解和消化，將“所聽”、“所見”、“所畫”、“所做”的內容綜合運用起來，虛實結合，增加學習印象，達到更好的學習效果。

4 結語

總之，BIM 技術可以豐富《建筑設備安裝》課程的教學資源，可以改善給排水識圖與給排水實訓課程的教學手段，提高學生學習效率，提升教學效果，解決教學難點。顯然，BIM 技術不等于三維模型，BIM 技術也不只是針對給排水的教學內容，它同樣適用于本課程的電氣、燃氣、采暖、通風、空調等內容的教學。如今已有更多使用BIM 技術的教學資源添加到《建筑設備安裝》在線開放課程中，得到了很好的推廣應用。BIM技術也將為中職建筑專業其他課程服務，為更多課程的學習做鋪墊，助力課堂教學，推動中職教育的信息化發展。