基于BIM的建筑施工組織課程教學(xué)改革的研究

方魯兵 （合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，安徽 合肥 238000）

1 引言

隨著國家的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“十三五”時(shí)期發(fā)展目標(biāo)，貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，作為土建類高職院校應(yīng)堅(jiān)定貫徹這一方針，積極推動土建類高職院校教學(xué)改革，創(chuàng)新培養(yǎng)更多更好的應(yīng)用技能型畢業(yè)生，助力地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

目前建筑工程向大跨度、高層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，對施工技術(shù)人員的施工組織和管理要求較高，如果還按照傳統(tǒng)的施工組織管理方式，將費(fèi)時(shí)費(fèi)力且效率低下，不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。為了提高施工技術(shù)人員施工組織與管理水平，有必要將BIM技術(shù)引入到施工組織管理中，BIM技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大型項(xiàng)目中[1]。作為土建類高職院校，應(yīng)加大BIM技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用，本文將對BIM技術(shù)在建筑施工組織課程教學(xué)改革中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 土建類課程教學(xué)改革的迫切性

目前大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)，特別像“上海中心大廈、港珠澳跨海大橋、過江隧道”等這些大型工程建設(shè)項(xiàng)目，在建設(shè)過程中一般都有一個環(huán)節(jié)，那就是將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工組織管理過程中。目前BIM技術(shù)在建筑工程施工中乃至項(xiàng)目建設(shè)全過程中，起著重要的作用，即不需要消耗材料搭接，可以通過建立數(shù)字仿真信息模型，將施工過程中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工中遇到的難題，進(jìn)而可以提前制定相關(guān)措施即“未雨綢繆”[2]。隨著“中國制造”向“中國智造”跨越，目前“智慧型建造”也在土建類工程施工中開始應(yīng)用，隨著BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，目前社會需求大量熟練應(yīng)用BIM技術(shù)的建筑類復(fù)合應(yīng)用型人才，然而目前高校在BIM技術(shù)的課程教學(xué)中還處于起步甚至“缺位”狀態(tài)，還沒有形成體系。作為土建類高職院校，將BIM技術(shù)引入到專業(yè)課程教學(xué)中已經(jīng)處于迫切狀態(tài)，而施工組織管理在工程建設(shè)過程中起到非常重要作用，科學(xué)合理的施工組織與管理將有利于對項(xiàng)目的“進(jìn)度、成本、安全、質(zhì)量”等進(jìn)行控制，所以將BIM技術(shù)在《建筑工程施工組織管理》課程教學(xué)改革中，通過BIM技術(shù)建立相關(guān)三維模型并進(jìn)行分析，讓學(xué)生可以在虛擬環(huán)境下體驗(yàn)接近真實(shí)的施工狀態(tài)，有助于學(xué)生對施工過程中的狀態(tài)理解與掌握，所以BIM技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)改革中已迫在眉睫[3]。

3 BIM技術(shù)與土建類課程的密切性

BIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型的簡稱，主要就是將建設(shè)工程項(xiàng)目管理中的各種信息進(jìn)行歸類整理并整合到一個建筑模型中，通過模型就可以看到整個施工現(xiàn)場的施工組織管理狀態(tài)。CAD取代手工繪圖是建筑業(yè)的一次創(chuàng)新，而BIM技術(shù)取代CAD又是建筑業(yè)的一次創(chuàng)新，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的創(chuàng)新已經(jīng)被廣泛采用到工程建設(shè)中，該技術(shù)以建筑模型作為建筑信息的載體，將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程建設(shè)項(xiàng)目到從決策階段到實(shí)施階段的整個項(xiàng)目建設(shè)全過程，項(xiàng)目各參建方從建筑信息模型中獲得所需信息進(jìn)行協(xié)同工作，能較好地提高建筑生產(chǎn)效益，尤其是在大型工程項(xiàng)目組織管理上的效果更加突顯[4]。目前應(yīng)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目主要對施工方案進(jìn)行數(shù)字化處理，模擬施工現(xiàn)場的狀態(tài)和場景，分析出工程的重難點(diǎn)，從而可以提前制定相應(yīng)的應(yīng)對措施及解決方案。BIM技術(shù)最早是從歐洲國家開始應(yīng)用在項(xiàng)目管理中，并不斷推廣應(yīng)用到各工程建設(shè)項(xiàng)目中，通過BIM技術(shù)對項(xiàng)目的成本、進(jìn)度、安全、質(zhì)量等進(jìn)行科學(xué)合理的控制管理[5]。

《建筑工程施工組織管理》課程主要對施工組織設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，讓土建類專業(yè)學(xué)生學(xué)完這門課程后，能夠獨(dú)立編制具有可操作性的施工組織設(shè)計(jì)，但是由于在傳統(tǒng)教學(xué)過程中難以讓學(xué)生身臨其境工程施工現(xiàn)場，學(xué)生很難掌握施工過程中的具體實(shí)踐環(huán)節(jié)，所以很難編制出具有可操作性的施工組織設(shè)計(jì)。由于項(xiàng)目的施工組織設(shè)計(jì)是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的綜合綱領(lǐng)性文件，具有全局性，能夠指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)的組織與管理，而BIM技術(shù)能夠很好的建立建筑模型，模擬施工過程中的各種場景，將對教學(xué)效果有效提升，所以將BIM技術(shù)應(yīng)用到《建筑工程施工組織管理》課程教學(xué)中，將產(chǎn)生教學(xué)上的一次創(chuàng)新與變革，二者關(guān)系密切[6]。

4 BIM技術(shù)在土建類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用性

《建筑工程施工組織管理》課程主要講述施工組織設(shè)計(jì)的作用、任務(wù)及應(yīng)用，施工組織設(shè)計(jì)是規(guī)劃和指導(dǎo)擬建工程從招標(biāo)到竣工驗(yàn)收全過程的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，是對擬建工程在人、料、機(jī)等方面所做的全面科學(xué)合理的安排，在設(shè)計(jì)與施工之間架設(shè)了一座溝通的橋梁[7]。

目前BIM系統(tǒng)模擬軟件較多，如廣聯(lián)達(dá)、斯維爾、PKPM、魯班等軟件。例如，廣聯(lián)達(dá)BIM軟件可以在項(xiàng)目決策和實(shí)施階段根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行“3D+進(jìn)度、4D+成本、5D+安全”等信息的施工動態(tài)模擬，以BIM平臺為核心，將土建、安裝、鋼結(jié)構(gòu)施工等轉(zhuǎn)化成建筑模型，對工程建設(shè)的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全、合同、施工圖等進(jìn)行整合，通過三維動畫對施工現(xiàn)場的場景進(jìn)行模擬，幫助施工技術(shù)管理人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化的項(xiàng)目管理，提高項(xiàng)目管理水平和效益[8]。

本文以廣聯(lián)達(dá)BIM軟件為載體，以《建筑工程施工組織管理》課程中的施工現(xiàn)場布置為例，進(jìn)行教學(xué)改革研究。在建筑施工組織管理過程中，施工現(xiàn)場場地的科學(xué)布置是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，合理的施工現(xiàn)場場地布置將使項(xiàng)目在施工過程中避免材料浪費(fèi)和節(jié)約工期，例如：施工現(xiàn)場塔吊的位置、施工現(xiàn)場臨時(shí)道路與永久道路、施工項(xiàng)目駐地、材料堆場、鋼筋加工棚等位置的確定，通過BIM軟件提前模擬施工場景，避免了施工過程中出現(xiàn)的問題，讓施工組織管理更科學(xué)合理高效。例如當(dāng)施工現(xiàn)場要布置2臺及以上的塔吊時(shí)，如果利用BIM軟件提前模擬施工場景，就會提前發(fā)現(xiàn)2臺塔吊是否會發(fā)生碰撞，避免安全事故的發(fā)生，有利于施工現(xiàn)場的組織管理[8]。BIM軟件模擬施工現(xiàn)場布置見下圖。

BIM軟件模擬施工現(xiàn)場布置

5 結(jié)語

本文以《建筑工程施工組織管理》課程為研究對象，以BIM技術(shù)為核心，對土建類課程教學(xué)改革的迫切性、BIM技術(shù)與土建類課程的密切性以及BIM技術(shù)在土建類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用性3方面分別進(jìn)行了闡述，研究了BIM技術(shù)在土建類課程教學(xué)改革中應(yīng)用的重要性。將BIM技術(shù)引入到課程教學(xué)過程中，將有助于教師教學(xué)創(chuàng)新和提升學(xué)生對工程建設(shè)全過程的理解和掌握的深度和維度，將改變“教師難教，學(xué)生難學(xué)”的局面，將對土建類高職院校的教學(xué)改革產(chǎn)生較大的促進(jìn)作用。