BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程及課程教學(xué)中的應(yīng)用

田盼雨 盧楠

[摘 要] 住建部發(fā)布的“十三五”建筑信息化發(fā)展綱要中再次將BIM技術(shù)列為中國建筑業(yè)信息化發(fā)展的重中之重，全國大部分城市政府要求2020年新建工程應(yīng)用BIM的項目比率達到90%。建筑設(shè)備是建設(shè)現(xiàn)代化不可缺少的一部分，傳統(tǒng)的CAD學(xué)習逐漸不能滿足學(xué)生未來職業(yè)需要，BIM技術(shù)在建筑設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著教學(xué)的深化和改革的進行，BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課程教學(xué)中的應(yīng)用愈加重要。

[關(guān)鍵詞] BIM技術(shù)；建筑設(shè)備；課程教學(xué)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 11. 085

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）11- 0192- 02

1 前 言

隨著城市化進程的不斷推進，各類建筑拔地而起。為了實現(xiàn)建筑更加完善的功能，建筑設(shè)備的作用至關(guān)重要，時時刻刻為建筑提供所需要的物質(zhì)和能量。建筑業(yè)的產(chǎn)品是建筑本身，是產(chǎn)品規(guī)模最大的行業(yè)，同時也是數(shù)據(jù)量最多的行業(yè)，這些數(shù)據(jù)處理難度極大，且缺乏直觀形象。BIM技術(shù)就能解決這些難題，是包括建筑設(shè)備在內(nèi)的所有建筑內(nèi)容數(shù)據(jù)搜集和統(tǒng)計的平臺。本文主要通過BIM技術(shù)的實際工程應(yīng)用，結(jié)合建筑設(shè)備工程的實際教學(xué)，理論聯(lián)系實際，不斷更新建筑設(shè)備工程教學(xué)方法。

2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程中的應(yīng)用

BIM（Building Information Modeling）的中文含義是建筑信息模型，它包含了建筑行業(yè)內(nèi)不同專業(yè)的所有信息，能夠反映建筑的功能要求和性能，是整合了建筑工程項目在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行與維護全生命周期范圍內(nèi)的所有信息的一個建筑模型[1]。

建筑設(shè)備工程所涉及的專業(yè)包括：給排水（包括消防、自動噴淋和雨水）、供熱、供燃氣、通風、空調(diào)、供配電、照明、弱電。各種管網(wǎng)相互交織，錯綜復(fù)雜，必定要占據(jù)立體空間，各類管、線、設(shè)備的合理布局就成了設(shè)計施工安裝過程解決的難題。

借助BIM技術(shù)能夠有效減少建筑設(shè)備工程在全生命周期內(nèi)的規(guī)劃、設(shè)計、安裝、管理、運行與維護、綠色改造階段存在的問題。

2.1 BIM在建筑設(shè)備工程規(guī)劃階段的應(yīng)用

就工程長遠利益來講，最大的收益方是業(yè)主。設(shè)備工程能夠通過BIM提升產(chǎn)品的品質(zhì)，提高建筑價格，例如減少返工、開洞，合理地布置管線，提升樓層凈高；可以進行多方案預(yù)演模擬對比分析，得出最優(yōu)方案；使整個工程的工期縮短，提前竣工，有效地減少成本，控制建筑造價和總投資。

對于施工單位，掌握了BIM技術(shù)，能夠收獲更多回報。在投標階段，商務(wù)標段可以利用BIM進行快速準確算量，技術(shù)標段可以展示施工過程、模擬施工、碰撞檢查、進度計劃管理、洞口預(yù)留。

2.2 BIM在建筑設(shè)備工程設(shè)計階段的應(yīng)用

建筑設(shè)備工程管線系統(tǒng)建模采用Revit-MEP，設(shè)計出至少兩個方案，要含有AVI格式的3D漫游視頻文件，比選使用。設(shè)計成果要包含：工程量的統(tǒng)計、日照和采光分析、能耗分析、聲環(huán)境分析、通風與氣流組織分析、模擬碰撞分析等。跟傳統(tǒng)設(shè)計方法比較，工期縮短，設(shè)計變更明顯減少，給未來施工提供了更加清晰、直觀、簡單的建設(shè)內(nèi)容。

2.3 BIM在建筑設(shè)備工程施工階段的應(yīng)用

BIM在建筑設(shè)備施工階段提供的模型是該工程的竣工模型，也是竣工后運行與維護階段的模型依據(jù)。施工階段的模型要求必須經(jīng)過管線碰撞檢查，各個專業(yè)內(nèi)部及各個專業(yè)之間沒有管線、構(gòu)件碰撞問題的存在，安裝過程中因為管線交叉而出現(xiàn)變更的現(xiàn)象基本很少出現(xiàn)。進行施工進度模擬，與實際的施工進度進行比對；模擬施工，多方案對比選最優(yōu)；施工現(xiàn)場人、材、機實時更新與監(jiān)控；建立與實際施工一致的AVI格式視頻。施工更加方便、定位更加精確，還能夠提前進行洞口預(yù)留，水管、風管等長度下料更加準確。

2.4 BIM在建筑設(shè)備工程運維階段的應(yīng)用

利用BIM的協(xié)同管理平臺，將運維階段需要的資料檔案（施工班組、竣工驗收簽單、檢驗合格報告、工作清單、設(shè)計變更清單、產(chǎn)品生產(chǎn)清單、管理人員簽章等）導(dǎo)入BIM模型，并與模型中的構(gòu)件一一銜接，實現(xiàn)資料的可追溯。保證模型與現(xiàn)實對象一致，數(shù)據(jù)及時更新。設(shè)備在運行與維護過程中能夠順利聯(lián)系廠家，及時解決問題，保證正常運行使用。也可以用于未來綠色建筑的節(jié)能改造模型，更加快捷的找出節(jié)能改造的具體細部，結(jié)合綠色改造控制指標，達到改造的目的。

3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課程教學(xué)中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中是非常有意義的一件事，但如何將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)備工程的教學(xué)，還需要繼續(xù)進行實驗和探索。本文以廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院工程技術(shù)系為例，該系已經(jīng)開設(shè)了BIM技術(shù)應(yīng)用、BIM卓越工程師班、廣聯(lián)達BIM造價工程師等課程，學(xué)生對于BIM已經(jīng)有了非常清楚的認識，下面詳細介紹BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程教學(xué)中的應(yīng)用。

3.1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備課堂教學(xué)中的應(yīng)用

建筑設(shè)備工程教學(xué)的內(nèi)容一般包含四部分：建筑給排水，暖通空調(diào)，燃氣系統(tǒng)，建筑電氣[2]。教學(xué)的難點分別在于：建筑給排水的制圖和識圖、系統(tǒng)設(shè)計；暖通空調(diào)系統(tǒng)類型、設(shè)備種類、識圖和系統(tǒng)設(shè)計；燃氣系統(tǒng)的制圖規(guī)范、系統(tǒng)設(shè)計和管線布置；建筑電氣的強弱電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、室內(nèi)供配電系統(tǒng)形式和系統(tǒng)設(shè)計。

在傳統(tǒng)的二維制圖和識圖過程中，雖然二維CAD圖紙中明確標明各個設(shè)備的圖例，但是對于初學(xué)者來說，建筑設(shè)備工程所涉及的專業(yè)內(nèi)容較多，記憶難度大，這些圖例也不能直觀地反映設(shè)備真實的樣子。二維圖紙不能更加清晰的反映建筑實物的幾何屬性，未來施工過程中甲方、乙方等行業(yè)人員對二維CAD圖紙的識讀難度較大，容易出錯。這些通過BIM建立建筑設(shè)備模型，虛擬化、可視化，可以自動生成相對應(yīng)的圖紙文檔。為使學(xué)生知道具體設(shè)備的樣子也有實物圖對應(yīng)，可以在案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上使用BIM技術(shù)進行直觀性教學(xué)，使學(xué)生即學(xué)即懂，既理解系統(tǒng)原理也懂制圖設(shè)計。

3.2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程課程設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

該系應(yīng)用型培養(yǎng)方案中建筑設(shè)備工程的學(xué)時是48個，在課業(yè)結(jié)束的最后一個月進行建筑設(shè)備課程設(shè)計。按照以往的課程設(shè)計內(nèi)容，學(xué)生以小組形式設(shè)計一低（3～5）層住宅建筑設(shè)備工程。學(xué)生以天正軟件為基礎(chǔ)分別繪制出設(shè)備平面圖、各類設(shè)備系統(tǒng)圖、系統(tǒng)原理圖等二維圖紙內(nèi)容。

建筑設(shè)備課程設(shè)計使用BIM技術(shù)，以Revit-MEP為平臺，對于已經(jīng)有Revit基礎(chǔ)的學(xué)生來說課程設(shè)計更加高效，易于操作。學(xué)生可以把建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備模型利用Revit MEP軟件虛擬建立，也可以直接導(dǎo)入相應(yīng)的Magic-CAD文件進行更加直觀化的編輯[3]。

3.3 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

工程類學(xué)生在本科階段的最后一學(xué)期不僅要進行實習還要獨立完成畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容。建筑設(shè)備工程畢業(yè)設(shè)計要求最終能夠進行施工圖的出圖，編寫相應(yīng)的設(shè)計說明書。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生涯的最后答卷，從查閱資料、思考問題、解決問題，到最終制圖、出圖、編寫文件，都需要認真完成，為學(xué)生走入工作崗位做好準備。

建筑設(shè)備工程各種管網(wǎng)在鋪設(shè)布置時規(guī)范要求管線沿墻敷設(shè)，經(jīng)常在走道、豎井、機房等部位碰撞，穿梁、穿柱、穿越承重墻等問題層出不窮，造成多專業(yè)相互交叉無法布置。在未來具體的設(shè)計工作中設(shè)計變更的現(xiàn)象屢見不鮮，很多設(shè)計變更不能及時在建筑各個部分的設(shè)計人員之間進行溝通、傳遞，造成連環(huán)的設(shè)計變更、錯誤、漏項、碰撞、缺陷等問題，拖延工期。

以往的畢業(yè)設(shè)計中基本不涉及設(shè)計變更問題，因此畢業(yè)設(shè)計只有更加貼近現(xiàn)實這個設(shè)計才能更加有效。BIM技術(shù)具有強大的模擬、分析和統(tǒng)計能力，使用BIM技術(shù)進行設(shè)計能夠進行各工程管線碰撞檢查，各個專業(yè)精確施工、高效協(xié)同作業(yè)，就能夠有效避免以上問題。在未來的變更過程中可以自動更新，各個專業(yè)高效協(xié)同工作[4]。可以自動生成圖紙文檔，圖紙可以渲染成為效果圖，還可以模擬漫游，設(shè)計結(jié)果更加人性化，專業(yè)化。

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)備工程教學(xué)過程中加入BIM技術(shù)，對于教師來說能夠更加高效地完成教學(xué)任務(wù)，對于學(xué)生來說學(xué)習不僅能夠了解具體項目，而且可以虛擬仿真模擬工程，學(xué)習輕松，方法新穎。在教學(xué)方法上，PPT加實際工程加實際圖例教學(xué)，理論結(jié)合實際加虛擬可視化，這種直觀化教學(xué)方法可以使課堂更加生動。相信更能吸引學(xué)生。

工程類學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計掌握BIM技術(shù)這個先進技術(shù)更能與快速發(fā)展的社會接軌?？梢越M織學(xué)生參加 BIM設(shè)計大賽，通過比賽的形式來鞏固課堂學(xué)習。

4 結(jié) 語

未來以國有投資資金為主的綠色項目BIM普及率高達9成，特別是隨著大型項目、復(fù)雜項目、各地標志性建筑拔地而起，傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)計無法達到信息的完備、一致、關(guān)聯(lián)、可視化和協(xié)調(diào)性，BIM在建筑行業(yè)的地位也將更加凸顯。

身為教師在教學(xué)中也應(yīng)與時俱進，熟練BIM技術(shù)，積極探索更多更適用的BIM技術(shù)與教學(xué)的關(guān)聯(lián)點，言傳身教為社會提供更多、更專業(yè)、更全面的應(yīng)用型人才。

主要參考文獻

[1]翟建宇. BIM 在建筑方案設(shè)計過程中的應(yīng)用研究[D].天津：天津大學(xué)，2014.

[2]李炎鋒，胡世陽.建筑設(shè)備[M].第2版.武漢：武漢大學(xué)出版社，2017.

[3]楊寶明.BIM改變建筑業(yè)[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2017.

[4]康智強，李志星，董建男，等.基于BIM的建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建筑節(jié)能，2017（8）：115-118.