淺談BIM技術與土木建筑類專業課程的融通*

程希瑩 韓 意 肖昕迪

（安徽科技學院建筑學院，安徽 蚌埠 233000）

BIM技術主要是指在建筑工程項目中，從建筑規劃到現場施工管理應用信息技術，提高施工效率。通過BIM技術的數據共享反映建筑特征，有著一定的應用優勢，使用三維可視化功能，與建筑各個專業同步開展，可以準確掌握施工項目的各項信息。BIM技術能夠記錄項目運營的全過程以及相關數據，建立工程信息庫數字模型。

1 BIM的概念

BIM主要指建筑信息模型，國外很多國家都有制定BIM標準，包括美國、日本等發達國家，其中美國應用最為成熟，是最早研究實踐的國家。BIM技術作為國內建筑領域的新興技術，有著一定的應用優勢，是建筑產業走向產業現代化的關鍵技術。建筑類產業涉及的內容較多，具有一定的復雜性，屬于勞動密集型產業，耗用的資源比較多，會產生高污染。在老齡化社會中，傳統的生產模式已經無法適應現代化發展，相關部門有報道過，我國建筑工地農民工的平均年齡在46歲左右，年齡人不愿從事體力勞動，從環保、老齡化現狀可以了解到建筑產業革命的必要性，普及BIM技術是加深建筑類產業改革的重要途徑[1]。

作為培養建筑產業人才的主要院校，在土木建筑類專業中融入BIM技術，是社會發展的必然趨勢，也是最好的選擇。BIM技術不僅能夠共享數據庫，還能反映建筑模型，掌控現場信息。高校應當給予充分的重視，建立BIM實訓室，由專業工程師指導學生，提高教師的業務水平。在校企合作中，為學生提供實踐平臺，加強實踐訓練，將理論與實踐結合在一起，為學生講授專業技能[2]。

2 BIM的作用

2.1 建模過程中克服多頭設計矛盾

在民用建筑設計中，設計師一般都是背對背設計，結合結構承載力，規范其使用功能，進行尺寸設計、位置確定等各個方面。作為一名合格的建筑設計師，應當在完成結構設計以后，在結構圖的基礎上設計，及時發現錯誤，進行修改，結構設計的改動很難反饋至設計師，在改圖過程中，會出現許多的錯誤，效率比較低。還有給排水設計師、電氣設計師等各個專業的設計師，相互交叉很容易出現錯誤。錯誤漏洞在施工中才能被發現，導致其停工，阻礙施工進程，浪費大量的資源，應用BIM技術能夠減少這一類問題的發生。

在建模過程中，各個專業的設計師應當加強交流互動，協同管理，建立中心文件實時分享，將操作反饋到文件上。設計師可以在第一時間內看到圖紙修改的內容，避免因為時間差而出現錯漏。BIM技術作為一種先進的操作模式，需要政府的支持，加大推行力度，提高對其的重視程度，制定相關的應用標準。

2.2 管線碰撞，核量功能

BIM建模過程可以利用管道進行定位，在制定空間內，利用碰撞功能，查看模型中專業管道空間布置的矛盾。如果空間位置出現碰撞，軟件就會警示，可以及時查看進行修改，確定管道位置。通過BIM模型可以獲取建筑工程信息，給投標報價、成本核算帶來極大的便利，提高施工效率[3]。

2.3 模型直觀便于對建筑進行觀察

在建筑裝修前，需要做效果圖，一般是讓非專業人員提前查看裝修效果，作出正確的決策。效果圖和二維圖紙相比較為直觀，可以看到大概外觀，但是無法深入細節，很難在各個角度觀察細節，利用BIM模型可以實現對其的全面觀察，滿足其實際需求。模型必須足夠精細，刻畫細節，利用漫游功能實現構建仿真模型，感受裝修效果。

施工一共有四個目標，包括施工質量、施工安全、施工進度和施工成本，通過BIM技術可以實現對其的控制。以往建筑工地都是采用粗放式管理方式，主要依靠工作人員對現場的監督，實施獎懲制度，對施工現場進行管理，管理模式較為落后，很難達到預期的管理效果。利用BIM技術可以擴大管理范圍，減少監督死角，降低資源浪費率，提高施工效率。在施工現場安裝馬達，安排專業的工作人員定期維護馬達，自動分析現場的情況，及時發現存在的問題，快速傳遞相關的信息，實時監管。

3 如何與課程進行融通

3.1 BIM三維模型的融通

在識圖理論課上，為學生安裝三維建模軟件，為其提供三維模型。三維建模軟件可以生成平面圖，查看任何位置的剖面圖，將其作為基礎，反復觀察某個位置的平立刨面圖，加深學生對其的理解，提高學生的空間想象力。建筑工程計量與計價是工程造價專業核心課程的重要組成部分，重點在于工程量、計算價格。通過BIM建模軟件，可以實現精準計算，對設計圖紙進行翻模，繪制相應的三維模型，利用明細表羅列工程量，完成工程量輸出。除了建模軟件以外，各個科技公司也有開發相關的計量軟件，共同原理是二維圖紙翻模，變成三維模型，提取有效的建筑信息，將計價軟件作為輔助，實現算量計價，可以提高學習效率[4]。應用型土木工程專業實踐教學平臺的優化如圖1所示。

圖1 融合BIM技術的應用型土木工程專業實踐教學平臺的優化

3.2 安全質量類課程的融通

施工管理是質量控制的難題，旁站式監理主要為質量安全控制而設，依靠人的自覺性，存在著許多不確定性，使用BIM5D軟件能夠有效地進行管理。在安全質量理論課堂上，總結問題，下載有關安全問題的圖片，導入5D軟件，指導學生下載客戶端，對班級學生進行分類，可以分為質檢員、安全員等，手機與施工現場可以在連接后，詳細記錄施工現場的各項數據，在手機上就可以查看施工現場的實際情況，直接發布操作指令。雖然沒有到達施工一線，但能及時發現其中存在的問題，減少安全隱患。

3.3 融入BIM技術知識體系

在土木建筑類專業課程中引入有關BIM技術的相關知識，加深學習，解決當前存在的各種問題，結合學生的實際情況，在人才培養方案中建立BIM技術教學體系。在學科基礎課上，為學生詳細講解BIM理論知識，使其更為空間化，在專業教育實踐課程中，加強對學生的教育。在建立課程體系的過程中，不能僅傳授軟件知識，應當結合專業課程，體現BIM技術。通過課程體系，引導學生掌握BIM技術，在實際工作中進行應用，跟上時代的發展趨勢，滿足現代化教學需求，培養專業的人才。

植入新建課程，在線上線下課程中應用BIM技術，例如：在《土木建筑課程》《混凝土結構設計原理》等課程中，培養學生的空間想象力，提高其繪圖技能，在線下授課時導入BIM三維立體模型，開設線上課堂，展示建筑工程結構，對BIM技術有一個正確的認識。在實踐教育課堂上布置BIM任務，提高學生運用能力，例如：在學習《混凝土結構基本原理》這一內容時，了解構件構造要求，在完成結構設計樓層組裝后，通過BIM建模進行檢查，在掌握課程內容的同時又練習了BIM技術。

3.4 土木建筑對BIM功能的需求

在《施工組織與管理》課程中，繪制詳細的進度圖，其中包括網絡圖等各項內容，BIM系列的斑馬夢龍等軟件，主要是針對繪制進度圖研發的，這些軟件在計劃編制控制中靈活性比較強。在制訂計劃的過程中，加強項目人員之間的交流，實現信息共享，有助于項目實施協調。便于安排項目日程，方便跟蹤項目，查看項目完成情況，實施動態控制，以此來加快項目進程。在施工過程中，合理分配項目資源，為其提供強大工具。

在學習雙代號網絡圖時，可以讓學生更好地計算六個時間參數，制定詳細的進度計劃。在建筑構造識圖專業基礎課程上，融入BIM三維建模，認識二維圖紙，通過對比發現異同，可以提高學生的空間想象力，達到預期的教學效果[5]。

施工測量包括地形測設、放線等內容，高差測量用水準儀操作比較簡單，施工放樣與其相比較為復雜。在崎嶇不平的路面，全站儀架設、操作難度系數比較大，很難進行坐標計算，結合BIM三維模型，運用先進的技術軟件，用互聯網提取放樣點，移動棱鏡實時顯示詳細位置，移動方向距離，可以確定設計坐標[6,7]。

4 結語

根據上文可以得知，BIM技術與土木建筑類課程的融通是社會發展的必然趨勢，可以提高土木建筑類課程的質量。在課程學習中應用BIM技術，當走上工作崗位后，可以提高自身的核心競爭力，為社會輸送更多專業型人才，加快現代化建設步伐，推動建筑產業持續發展。