BIM技術(shù)與土木建筑類專業(yè)課程研究
時(shí)間:2022-03-15 08:54:55
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摘要:在新時(shí)代的背景下,bim技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,其中包括土木建筑類專業(yè)課程,必須從根本上提高建筑領(lǐng)域的信息化水平,對(duì)土木建筑類課程進(jìn)行改革創(chuàng)新,滿足現(xiàn)代化發(fā)展需求,培養(yǎng)土木工程專業(yè)人才。主要針對(duì)BIM技術(shù)與土木建筑類專業(yè)課程的融通進(jìn)行深入分析,以此來構(gòu)建高效的教學(xué)體系。
關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);土木建筑類;專業(yè)課程;融通
BIM技術(shù)主要是指在建筑工程項(xiàng)目中,從建筑規(guī)劃到現(xiàn)場施工管理應(yīng)用信息技術(shù),提高施工效率。通過BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)共享反映建筑特征,有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢,使用三維可視化功能,與建筑各個(gè)專業(yè)同步開展,可以準(zhǔn)確掌握施工項(xiàng)目的各項(xiàng)信息。BIM技術(shù)能夠記錄項(xiàng)目運(yùn)營的全過程以及相關(guān)數(shù)據(jù),建立工程信息庫數(shù)字模型。
1BIM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(biāo)準(zhǔn),包括美國、日本等發(fā)達(dá)國家,其中美國應(yīng)用最為成熟,是最早研究實(shí)踐的國家。BIM技術(shù)作為國內(nèi)建筑領(lǐng)域的新興技術(shù),有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢,是建筑產(chǎn)業(yè)走向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)。建筑類產(chǎn)業(yè)涉及的內(nèi)容較多,具有一定的復(fù)雜性,屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),耗用的資源比較多,會(huì)產(chǎn)生高污染。在老齡化社會(huì)中,傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展,相關(guān)部門有報(bào)道過,我國建筑工地農(nóng)民工的平均年齡在46歲左右,年齡人不愿從事體力勞動(dòng),從環(huán)保、老齡化現(xiàn)狀可以了解到建筑產(chǎn)業(yè)革命的必要性,普及BIM技術(shù)是加深建筑類產(chǎn)業(yè)改革的重要途徑[1]。作為培養(yǎng)建筑產(chǎn)業(yè)人才的主要院校,在土木建筑類專業(yè)中融入BIM技術(shù),是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢,也是最好的選擇。BIM技術(shù)不僅能夠共享數(shù)據(jù)庫,還能反映建筑模型,掌控現(xiàn)場信息。高校應(yīng)當(dāng)給予充分的重視,建立BIM實(shí)訓(xùn)室,由專業(yè)工程師指導(dǎo)學(xué)生,提高教師的業(yè)務(wù)水平。在校企合作中,為學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái),加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練,將理論與實(shí)踐結(jié)合在一起,為學(xué)生講授專業(yè)技能[2]。
2BIM的作用
2.1建模過程中克服多頭設(shè)計(jì)矛盾
在民用建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師一般都是背對(duì)背設(shè)計(jì),結(jié)合結(jié)構(gòu)承載力,規(guī)范其使用功能,進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)、位置確定等各個(gè)方面。作為一名合格的建筑設(shè)計(jì)師,應(yīng)當(dāng)在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以后,在結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,進(jìn)行修改,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改動(dòng)很難反饋至設(shè)計(jì)師,在改圖過程中,會(huì)出現(xiàn)許多的錯(cuò)誤,效率比較低。還有給排水設(shè)計(jì)師、電氣設(shè)計(jì)師等各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)師,相互交叉很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤漏洞在施工中才能被發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致其停工,阻礙施工進(jìn)程,浪費(fèi)大量的資源,應(yīng)用BIM技術(shù)能夠減少這一類問題的發(fā)生。在建模過程中,各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)交流互動(dòng),協(xié)同管理,建立中心文件實(shí)時(shí)分享,將操作反饋到文件上。設(shè)計(jì)師可以在第一時(shí)間內(nèi)看到圖紙修改的內(nèi)容,避免因?yàn)闀r(shí)間差而出現(xiàn)錯(cuò)漏。BIM技術(shù)作為一種先進(jìn)的操作模式,需要政府的支持,加大推行力度,提高對(duì)其的重視程度,制定相關(guān)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
2.2管線碰撞,核量功能
BIM建模過程可以利用管道進(jìn)行定位,在制定空間內(nèi),利用碰撞功能,查看模型中專業(yè)管道空間布置的矛盾。如果空間位置出現(xiàn)碰撞,軟件就會(huì)警示,可以及時(shí)查看進(jìn)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(biāo)報(bào)價(jià)、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(duì)建筑進(jìn)行觀察
在建筑裝修前,需要做效果圖,一般是讓非專業(yè)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(xì)節(jié),很難在各個(gè)角度觀察細(xì)節(jié),利用BIM模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的全面觀察,滿足其實(shí)際需求。模型必須足夠精細(xì),刻畫細(xì)節(jié),利用漫游功能實(shí)現(xiàn)構(gòu)建仿真模型,感受裝修效果。施工一共有四個(gè)目標(biāo),包括施工質(zhì)量、施工安全、施工進(jìn)度和施工成本,通過BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)現(xiàn)場的監(jiān)督,實(shí)施獎(jiǎng)懲制度,對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行管理,管理模式較為落后,很難達(dá)到預(yù)期的管理效果。利用BIM技術(shù)可以擴(kuò)大管理范圍,減少監(jiān)督死角,降低資源浪費(fèi)率,提高施工效率。在施工現(xiàn)場安裝馬達(dá),安排專業(yè)的工作人員定期維護(hù)馬達(dá),自動(dòng)分析現(xiàn)場的情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,快速傳遞相關(guān)的信息,實(shí)時(shí)監(jiān)管。
3如何與課程進(jìn)行融通
3.1BIM三維模型的融通
在識(shí)圖理論課上,為學(xué)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(chǔ),反復(fù)觀察某個(gè)位置的平立刨面圖,加深學(xué)生對(duì)其的理解,提高學(xué)生的空間想象力。建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)是工程造價(jià)專業(yè)核心課程的重要組成部分,重點(diǎn)在于工程量、計(jì)算價(jià)格。通過BIM建模軟件,可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)算,對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行翻模,繪制相應(yīng)的三維模型,利用明細(xì)表羅列工程量,完成工程量輸出。除了建模軟件以外,各個(gè)科技公司也有開發(fā)相關(guān)的計(jì)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(jì)價(jià)軟件作為輔助,實(shí)現(xiàn)算量計(jì)價(jià),可以提高學(xué)習(xí)效率[4]。應(yīng)用型土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)化如圖1所示。
3.2安全質(zhì)量類課程的融通
施工管理是質(zhì)量控制的難題,旁站式監(jiān)理主要為質(zhì)量安全控制而設(shè),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(jìn)行管理。在安全質(zhì)量理論課堂上,總結(jié)問題,下載有關(guān)安全問題的圖片,導(dǎo)入5D軟件,指導(dǎo)學(xué)生下載客戶端,對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分類,可以分為質(zhì)檢員、安全員等,手機(jī)與施工現(xiàn)場可以在連接后,詳細(xì)記錄施工現(xiàn)場的各項(xiàng)數(shù)據(jù),在手機(jī)上就可以查看施工現(xiàn)場的實(shí)際情況,直接發(fā)布操作指令。雖然沒有到達(dá)施工一線,但能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,減少安全隱患。
3.3融入BIM技術(shù)知識(shí)體系
在土木建筑類專業(yè)課程中引入有關(guān)BIM技術(shù)的相關(guān)知識(shí),加深學(xué)習(xí),解決當(dāng)前存在的各種問題,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,在人才培養(yǎng)方案中建立BIM技術(shù)教學(xué)體系。在學(xué)科基礎(chǔ)課上,為學(xué)生詳細(xì)講解BIM理論知識(shí),使其更為空間化,在專業(yè)教育實(shí)踐課程中,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育。在建立課程體系的過程中,不能僅傳授軟件知識(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合專業(yè)課程,體現(xiàn)BIM技術(shù)。通過課程體系,引導(dǎo)學(xué)生掌握BIM技術(shù),在實(shí)際工作中進(jìn)行應(yīng)用,跟上時(shí)代的發(fā)展趨勢,滿足現(xiàn)代化教學(xué)需求,培養(yǎng)專業(yè)的人才。植入新建課程,在線上線下課程中應(yīng)用BIM技術(shù),例如:在《土木建筑課程》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》等課程中,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力,提高其繪圖技能,在線下授課時(shí)導(dǎo)入BIM三維立體模型,開設(shè)線上課堂,展示建筑工程結(jié)構(gòu),對(duì)BIM技術(shù)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。在實(shí)踐教育課堂上布置BIM任務(wù),提高學(xué)生運(yùn)用能力,例如:在學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》這一內(nèi)容時(shí),了解構(gòu)件構(gòu)造要求,在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樓層組裝后,通過BIM建模進(jìn)行檢查,在掌握課程內(nèi)容的同時(shí)又練習(xí)了BIM技術(shù)。
3.4土木建筑對(duì)
BIM功能的需求在《施工組織與管理》課程中,繪制詳細(xì)的進(jìn)度圖,其中包括網(wǎng)絡(luò)圖等各項(xiàng)內(nèi)容,BIM系列的斑馬夢(mèng)龍等軟件,主要是針對(duì)繪制進(jìn)度圖研發(fā)的,這些軟件在計(jì)劃編制控制中靈活性比較強(qiáng)。在制訂計(jì)劃的過程中,加強(qiáng)項(xiàng)目人員之間的交流,實(shí)現(xiàn)信息共享,有助于項(xiàng)目實(shí)施協(xié)調(diào)。便于安排項(xiàng)目日程,方便跟蹤項(xiàng)目,查看項(xiàng)目完成情況,實(shí)施動(dòng)態(tài)控制,以此來加快項(xiàng)目進(jìn)程。在施工過程中,合理分配項(xiàng)目資源,為其提供強(qiáng)大工具。在學(xué)習(xí)雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖時(shí),可以讓學(xué)生更好地計(jì)算六個(gè)時(shí)間參數(shù),制定詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃。在建筑構(gòu)造識(shí)圖專業(yè)基礎(chǔ)課程上,融入BIM三維建模,認(rèn)識(shí)二維圖紙,通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)異同,可以提高學(xué)生的空間想象力,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果[5]。施工測量包括地形測設(shè)、放線等內(nèi)容,高差測量用水準(zhǔn)儀操作比較簡單,施工放樣與其相比較為復(fù)雜。在崎嶇不平的路面,全站儀架設(shè)、操作難度系數(shù)比較大,很難進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算,結(jié)合BIM三維模型,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)軟件,用互聯(lián)網(wǎng)提取放樣點(diǎn),移動(dòng)棱鏡實(shí)時(shí)顯示詳細(xì)位置,移動(dòng)方向距離,可以確定設(shè)計(jì)坐標(biāo)[6,7]。
4結(jié)語
根據(jù)上文可以得知,BIM技術(shù)與土木建筑類課程的融通是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢,可以提高土木建筑類課程的質(zhì)量。在課程學(xué)習(xí)中應(yīng)用BIM技術(shù),當(dāng)走上工作崗位后,可以提高自身的核心競爭力,為社會(huì)輸送更多專業(yè)型人才,加快現(xiàn)代化建設(shè)步伐,推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。
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作者:程?,?韓意 肖昕迪 單位:安徽科技學(xué)院建筑學(xué)院