BIM技術在成人高校建筑教育中的應用與價值

［摘? ? ? ? ? ?要］? 通過對BIM技術在建筑教育教學改革、設計能力提升、施工管理加強以及運維與管理助力四方面應用進行研究，揭示了BIM技術對成人高校建筑教育的積極影響。研究結果表明，BIM技術為成人高校建筑教育提供了實踐環境和學習資源，培養了學生的實踐能力，促進了團隊協作和溝通。同時，BIM技術提升了學生的設計能力，通過三維模擬、數據分析和優化設計以及設計決策的迭代和改進，提升了建筑教育的設計水平。此外，BIM技術還提升了建筑教育的施工管理水平，實現了施工過程的模擬和協調，支持工程進度和成本控制，并提供了施工安全管理的輔助工具。

［關? ? 鍵? ?詞］? BIM技術；成人高校；建筑教育；教學改革；設計能力

［中圖分類號］? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］? 2096-0603（2023）24-0173-04

BIM（Building Information Modeling）技術是一種基于數字模型的建筑設計與管理方法，通過集成各種信息和數據，實現對建筑全生命周期的全面管理。隨著信息技術的快速發展，BIM技術在建筑行業得到了廣泛應用，也逐漸滲透到成人高校的建筑教育領域。成人高校建筑教育作為培養建筑專業人才的重要環節，對于學生的實踐能力培養、設計水平提升以及施工和運維管理能力的培養有著重要的影響。而BIM技術的引入為成人高校建筑教育帶來了許多機遇和挑戰。本文將重點探討BIM技術在成人高校建筑教育中的應用與價值，揭示BIM技術在該領域的潛力和影響。

一、BIM技術促進建筑教育教學改革

（一）BIM技術提供實踐環境和學習資源

BIM技術在成人高校建筑教育中的應用為學生提供了更加真實的實踐環境和豐富的學習資源，為他們的專業學習提供了更多的機會和平臺。傳統的建筑教育主要依靠課堂教學和理論知識的傳授，而BIM技術的應用能夠將學生從抽象的理論中解放出來，讓他們直接參與到建筑項目的實踐中。

BIM技術通過建模和仿真的功能，為學生提供了實踐環境。學生可以通過BIM軟件創建建筑模型，并在模型中進行設計、構建和模擬。這種實踐環境使學生能夠親身體驗建筑項目的各個階段，理解設計決策的影響以及工程施工的過程。通過實踐，學生能夠加深對建筑行業的理解并培養實踐技能。BIM技術還提供了豐富的學習資源。BIM軟件不僅可以用于建模和設計，還可以用于數據分析、協作和溝通等。學生可以通過使用BIM軟件進行數據分析，了解建筑項目的各個方面，包括材料成本、能源效率等。此外，BIM技術還可以支持團隊協作和溝通，學生可以與其他團隊成員共同參與建模和設計過程，提高團隊合作能力和溝通技巧。

（二） BIM技術培養學生的實踐能力

BIM技術在成人高校建筑教育中的應用不僅提供了實踐環境，還能夠有效地培養學生的實踐能力。傳統的建筑教育注重理論知識的傳授，而BIM技術的引入使學生能夠通過實際操作來應用所學知識，提高他們的實踐能力。

首先，BIM技術通過建模和設計的過程，讓學生能夠將抽象的概念轉化為具體的建筑模型。學生可以使用BIM軟件進行建筑設計，從平面布局到立體結構，從材料選擇到施工工藝，全方位地考慮各個方面的因素。通過這樣的實踐，學生能夠將課堂上學到的知識應用到實際項目中，提升設計能力和創造力。

其次，BIM技術在建筑教育中培養學生的實踐能力還體現在與其他專業之間的協作。在真實的建筑項目中，建筑師需要與結構工程師、機電工程師等其他專業人員進行合作和溝通。BIM技術提供了一個集成化的平臺，不同專業的學生可以共同參與建模和設計過程，相互協作，解決問題。這種跨學科的實踐讓學生能夠了解其他專業的需求和要求，培養團隊合作能力和溝通能力[1]。

（三）BIM技術促進團隊協作和溝通

BIM技術在成人高校建筑教育中的應用不僅提供了實踐環境和培養學生實踐能力的機會，還有效促進了團隊協作和溝通。在建筑項目中，團隊協作和溝通是非常重要的，而BIM技術通過提供共享平臺和協同工具，加強了學生之間以及學生與教師之間的合作與交流。

BIM技術提供了一個共享平臺，使多個學生可以同時參與到建模和設計的過程中。通過共享模型和數據，學生之間可以實時協作，共同完成建筑項目的設計。例如，一個學生可以負責建筑的結構設計，而另一個學生可以負責機電系統的設計，他們可以在同一個BIM模型中進行協作、相互交流并進行設計的調整和優化，這種實時協作的方式大大提高了團隊的工作效率和質量。BIM技術還通過提供協同工具，促進了學生之間以及學生與教師之間的溝通和交流。在BIM軟件中，學生可以通過注釋、標記、批注等功能，向其他成員傳達設計意圖和需求，這樣的溝通方式比傳統的紙質文檔更直觀、明了，減少了信息傳遞的誤差。同時，教師也可以對學生的設計進行實時的評價和反饋，指導學生改進和完善設計，這種即時的反饋和交流促使學生不斷優化設計，提升自己的能力。

二、BIM技術提升建筑教育的設計能力

（一）BIM技術支持建筑設計的三維模擬

BIM技術在成人高校建筑教育中的應用對于提升學生的設計能力具有重要意義，其中，BIM技術支持建筑設計的三維模擬是一個關鍵方面。傳統的設計方法主要依靠手繪或二維CAD軟件，限制了學生對建筑形態、空間關系和材料效果的全面理解。而BIM技術的引入使得學生能夠進行更真實、更直觀的三維模擬設計。

通過BIM軟件，學生可以將建筑設計轉化為三維模型，展示建筑的立體形態、布局和空間關系。這種模擬設計的方式使學生能夠更好地理解建筑設計的復雜性，并能夠在虛擬環境中進行實時的可視化演示和調整。學生可以自由地瀏覽建筑模型，觀察各個角度和視角，深入理解建筑的空間組織和流線設計。同時，學生還可以模擬不同光照條件下的效果，預測日照、遮陽和通風等影響因素對建筑的影響，從而優化設計方案。此外，BIM技術還支持學生對建筑材料和構件的真實模擬。學生可以在BIM軟件中選擇不同的材料和構件進行應用，實時觀察它們在建筑模型中的表現。通過調整材料的屬性和參數，學生可以模擬不同材料的外觀、質感和性能，從而在設計中做出更準確的決策。這種材料模擬的功能幫助學生了解材料的特性和使用方法，提高他們材料選擇的準確性和創造性。

（二）BIM技術提供數據分析和優化設計

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用不僅限于三維模擬設計，還能通過數據分析和優化設計進一步提升學生的設計能力。BIM技術提供了豐富的建筑信息和數據資源，為學生提供了更深入的設計分析和決策支持。

BIM技術能夠收集并整合建筑設計過程中產生的各種數據，包括結構分析、能耗模擬、材料成本、施工工期等。通過將這些數據與建筑模型關聯，學生可以進行全面的數據分析。例如，學生可以進行結構力學分析，評估建筑結構的強度和穩定性，并根據分析結果對結構進行優化。這種基于數據的分析和優化設計方法有助于加深學生對建筑設計技術性和科學性的理解。BIM技術還支持學生進行可持續性分析和設計優化。通過在BIM軟件中輸入建筑參數和設計約束條件，學生可以進行能耗模擬和碳排放分析，評估建筑的環境性能。學生可以根據分析結果調整設計，采用更節能、更環保的設計策略，實現可持續發展的目標。BIM技術還可以進行太陽能利用和自然通風等方面的模擬，幫助學生優化建筑的能源效率和舒適性。

此外，BIM技術還支持學生進行成本分析和預算控制。學生可以在BIM軟件中輸入材料價格、工程量和施工工藝等信息，進行成本估算和預算分析。通過這種數據驅動的設計方法，學生能夠更好地理解建筑設計與成本之間的關系，優化設計方案，以實現經濟效益和質量要求的平衡。

（三）BIM技術促進設計決策的迭代和改進

BIM技術在成人高校建筑教育中的另一個重要應用是促進設計決策的迭代和改進。傳統的設計過程通常是線性的，設計師需要完成一份最終的設計方案，再對其進行修改。然而這種線性設計過程存在信息傳遞不暢、決策不準確等問題，導致設計質量和效率難以得到提升。

借助BIM技術，學生可以通過建模和模擬功能進行設計決策的迭代和改進，從而提高設計的效果和品質。首先，BIM技術能夠實現設計方案的可視化和交互性，使學生能夠更清晰地了解設計的各個方面。學生可以在BIM軟件中創建多個設計方案，并通過可視化的方式比較和評估它們之間的差異。這種實時的反饋和交互性使得學生能夠更快速地做出決策，選擇最佳的設計方案。

其次，BIM技術支持設計的參數化和自動化。學生可以通過設定不同的參數和約束條件，在BIM模型中生成多個設計方案。通過對這些方案進行評估和比較，學生可以找到最優的設計解決方案。同時，BIM技術還可以自動調整設計模型的細節和構造，以滿足不同的設計需求。這種參數化和自動化的設計方法使得學生能夠更靈活地探索設計空間，快速生成多個設計方案，并在其基礎上進行改進和優化。

三、 BIM技術加強建筑教育的施工管理

（一）BIM技術實現施工過程的模擬和協調

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用對于提升施工管理能力有著重要的作用。其中，BIM技術實現施工過程的模擬和協調是一項關鍵應用，可以幫助學生更好地理解和掌握建筑施工的復雜性，并培養他們在實踐中解決問題的能力和協調團隊的能力。

通過BIM技術，學生可以在虛擬環境中模擬建筑施工的全過程，從施工計劃到實際操作的每個步驟。他們可以創建建筑模型并添加施工相關的信息，如施工序列、設備和材料安排、施工工藝等。通過模擬施工過程，學生可以預測潛在的沖突和問題，并采取相應的措施進行調整和優化。這種模擬和可視化的方法使學生能夠更好地理解施工過程中的各種因素和影響，提前解決潛在的問題，從而提高施工質量和效率。

BIM技術還支持施工過程的協調和協作。在傳統的施工管理中，不同專業的施工團隊通常獨立工作，很難有效地協調各自的工作。然而，借助BIM技術，學生可以將不同專業的信息整合到一個模型中，并進行碰撞檢測和沖突解決。通過BIM模型的協調，學生可以及時發現并解決不同專業之間的沖突，確保施工過程的順利進行。此外，BIM技術還提供了實時的協作平臺，使不同專業的學生能夠共同參與模型的更新和修改，促進團隊之間的溝通和合作[2]。

（二）BIM技術支持工程進度和成本控制

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用可以有效提升工程進度和成本控制。通過BIM技術，學生可以更好地理解和管理建筑項目的進度和成本，培養他們在實踐中進行項目管理和控制的能力。

BIM技術能夠幫助學生進行工程進度管理。通過在BIM模型中添加施工計劃、工序和任務，學生可以模擬和可視化項目的進度安排。他們可以進行任務的分配和調整，識別關鍵路徑和瓶頸以及進行進度的跟蹤和更新。這樣的模擬和可視化功能使學生能夠更好地理解工程進度的影響因素，并采取相應的措施來優化進度計劃，提高項目的執行效率。BIM技術對于成本控制也具有重要意義，學生可以在BIM模型中添加材料、設備和人力資源的成本信息，進行預算和成本估算。通過與實際的供應商和承包商進行數據交互，學生可以獲得準確的材料價格和施工成本信息。這樣的成本模擬和分析功能使學生更好地進行成本控制和優化，識別潛在的成本風險和節約的機會，并制訂相應的措施來確保項目在預算范圍內完成[3]。

BIM技術還支持工程進度和成本之間的關聯分析。通過將進度和成本信息整合到一個BIM模型中，學生可以進行進度與成本之間的比較和分析，找出可能存在的沖突和風險，并采取相應的調整措施。例如，當進度延遲時，學生可以通過模擬和分析來評估成本的影響，并制訂合理的調整方案。這種綜合分析和決策的能力培養了學生在實踐中進行工程進度管理和成本控制的能力，為他們日后的職業發展奠定了基礎。

（三）BIM技術提供施工安全管理的輔助工具

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用可以為施工安全管理提供強大的輔助工具。建筑施工過程中存在一些安全風險和隱患，學生需要掌握相關的安全管理知識和技能，通過BIM技術，他們可以更好地理解和應對施工安全問題，培養在實踐中進行安全管理和預防的能力。

首先，BIM技術能夠模擬和可視化施工場景，幫助學生識別潛在的安全風險和危險點。通過在BIM模型中添加安全相關的信息，如臨時設施、腳手架、起重機械等，學生可以實時查看和分析施工現場的安全狀況。他們可以通過碰撞檢測和沖突解決功能，發現不安全的設計和施工沖突，并及時采取措施進行調整和改進。這種模擬和可視化的能力使學生能夠更好地理解施工安全管理的重要性，并采取相應的預防和控制措施[4]。

其次，BIM技術支持安全計劃和培訓的實施。學生可以在BIM模型中創建安全計劃和操作指南，并將其與相關人員共享和協作。通過模型的可視化和交互性，學生可以更好地傳達安全管理的要求和措施，培訓團隊成員的安全意識和操作技能。此外，BIM技術還可以為學生提供安全培訓和模擬訓練的環境，使他們能夠在虛擬場景中進行安全操作和應急響應的訓練，增強他們在實際施工中的安全意識和應對能力。

四、BIM技術助力建筑教育的運維與管理

（一）BIM技術支持建筑設備的維護和管理

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用對于建筑設備的維護和管理有著重要的作用。建筑設備的運行和維護對于建筑的正常運行和功能發揮至關重要。通過BIM技術，學生可以更好地理解和管理建筑設備的運維需求，培養在實踐中進行設備維護和管理的能力。

BIM技術可以將建筑設備的信息整合到建筑模型中，包括設備的位置、規格、技術參數、維護記錄等。通過BIM模型，學生可以實時查看設備的狀態和性能，了解設備的維護需求和計劃。同時，學生還可以利用BIM技術進行設備的故障模擬和診斷，通過模型的可視化和分析功能，及時發現設備的問題并采取相應的維修措施。這種基于BIM的設備管理方法使學生能夠更加高效和準確地進行設備維護和故障處理，提高建筑設備的可靠性和運行效率。

BIM技術還可以提供建筑設備的實時監測和預測分析。學生可以通過BIM模型與傳感器和監測系統進行數據交互，實時獲取設備的工作狀態和性能指標。通過數據的收集和分析，學生可以預測設備的維護需求和故障風險，并制訂相應的維護計劃和預防措施。這種預測性維護的方法使學生能夠更加有效地進行設備管理，避免設備故障對建筑運行和功能造成的影響，提高設備的可靠性和壽命[5]。

（二）BIM技術提供建筑信息的可視化和查詢

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用可以通過建筑信息的可視化和查詢功能，為學生提供豐富的學習資源和實踐工具。BIM模型作為一個綜合的建筑信息平臺，可以將建筑的各項信息整合到一個統一的模型中，并通過可視化和查詢的方式進行展示和訪問。

BIM技術通過模型的可視化功能，將建筑的各個方面以圖形化的方式呈現給學生。學生可以通過BIM模型深入了解建筑的空間布局、結構構件、裝飾元素等，加深對建筑設計和施工過程的理解。通過旋轉、放大、縮小等操作，學生可以自由地瀏覽和觀察建筑模型，從不同的角度和尺度進行學習和分析。這種可視化的學習方式使學生能夠更加直觀地理解建筑的復雜性和細節，提高他們的空間感知能力和設計能力。BIM技術也提供了豐富的查詢功能，使學生能夠方便地獲取建筑信息和數據。學生可以通過BIM模型進行屬性查詢，了解建筑構件的規格、材料、施工工藝等詳細信息。他們還可以查詢施工圖紙、技術規范和安全標準等文檔，深入了解建筑設計和施工的要求、規范。此外，BIM技術還可以與建筑管理系統和設備監控系統進行數據交互，實時獲取建筑的運行數據和性能指標。通過這些查詢功能，學生可以深入了解建筑的特性和運行狀態，為他們的學習和實踐提供準確的參考和支持。

BIM技術還支持學生在模型中進行注釋和標記，將他們的思考和觀點記錄下來。學生可以在模型中添加文字、圖標、標簽等注釋，對建筑設計和施工過程進行說明和評價。這樣的注釋和標記功能有助于學生進行思考和討論，促進他們的創造性思維和批判性分析能力的發展。

（三）BIM技術優化建筑運維的效率和可持續性

在成人高校建筑教育中，BIM技術的應用對于建筑的運維和管理有著關鍵的作用。通過BIM技術，學生可以優化建筑運維的效率和可持續性，提高建筑的維護質量和可靠性。

BIM技術可以提供建筑設備的運行和維護數據，支持建筑的預防性維護。學生可以通過BIM模型與設備監測系統進行數據交互，實時獲取建筑設備的工作狀態和性能指標。通過分析這些數據，學生可以預測設備的維護需求和故障風險，制訂相應的維護計劃和預防措施。這種預防性維護的方法可以減少設備的突發故障和停機時間，提高建筑的可靠性和運行效率[6]。

BIM技術也可以支持建筑維修和維護的過程管理。學生可以在BIM模型中記錄和跟蹤維修工作的進展和結果，包括維修任務、工作時間、人力資源等信息。通過對維修過程的管理和監控，學生可以提高維修工作的協調性和執行效率。此外，BIM技術還可以與維修記錄和維護手冊進行關聯，使學生能夠快速查找和獲取相關的維修資料和指南。這種過程化的維護管理方法有助于學生更加系統和有序地進行建筑的維修和保養，延長建筑的使用壽命和性能。

BIM技術還可以支持建筑的能源管理和可持續性評估。學生可以在BIM模型中添加能源消耗數據和環境影響參數，對建筑的能源利用和環境性能進行評估和優化。通過模型的分析功能，學生可以識別能源浪費和環境污染的問題，并制訂相應的改進措施和策略。這種能源管理和可持續性評估的方法使學生能夠更加全面地考慮建筑的環境影響和可持續發展要求，推動建筑行業朝著更加節能、環保的方向發展。

五、結束語

BIM技術在成人高校建筑教育中具有廣泛的應用與重要的價值。它不僅豐富了教學資源和提升了學生的能力，還促進了教學方法和管理模式的創新。隨著BIM技術的不斷發展和普及，相信它將在建筑教育中發揮更大的作用，培養出更多具有創新思維和實踐能力的建筑專業人才。

參考文獻：

［1］李文盛.基于BIM土木專業畢業設計改革的研究與實踐［J］.輕工科技，2022，38（6）：181-183.

［2］陳莉，宋婭芬.建筑工業化背景下《BIM結構設計》課程教學改革與實踐［J］.房地產世界，2022（7）：83-85.

［3］張天龍，路平，趙勁松，等.基于OBE-CDIO的裝配式建筑BIM一體化實踐教學改革［J］.土木建筑工程信息技術，2022，14（2）：28-33.

［4］陳紹楠.BIM技術在建筑結構設計中的運用［J］.科技資訊，2023，21（7）：86-89.

［5］陳晶晶，崔蓬勃.BIM技術在建筑工程施工管理中的應用［J］.佳木斯職業學院學報，2023，39（4）：151-153.

［6］潘琦.以BIM技術創新高校建筑人才培養模式的策略探究［J］.山西經濟管理干部學院學報，2023，31（1）：13-17.

◎編輯 栗國花

作者簡介：劉暢（1995—），女，回族，天津人，本科，研究方向：建筑學。