基于BIM的綠色建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)研究與實(shí)踐

周詣　宋雪飛

摘要：中國(guó)建筑行業(yè)即將進(jìn)入信息化、綠色低碳化時(shí)代，本文從建筑行業(yè)的時(shí)代背景出發(fā)，分析了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)教育的滯后性以及存在的問(wèn)題，提出了基于BIM的綠色建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)理論，并從設(shè)計(jì)思維到BIM應(yīng)用，再到協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的教育實(shí)踐，取得了較好的研究效果，為信息化綠色建筑設(shè)計(jì)教育教學(xué)累計(jì)了一定的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：BIM；綠色建筑設(shè)計(jì)；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）28-0160-02

一、引言

習(xí)近平總書(shū)記在“十九大”報(bào)告中指出：“加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，在中高端消費(fèi)、創(chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、共享經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代供應(yīng)鏈、人力資本服務(wù)等領(lǐng)域培育新增長(zhǎng)點(diǎn)、形成新動(dòng)能。”[1]其中的“互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能”以及“綠色低碳”指出了建筑行業(yè)將來(lái)的發(fā)展方向。我國(guó)建筑行業(yè)到2017年初，“全國(guó)城鎮(zhèn)綠色建筑面積達(dá)12.5億平方米，其中2016年城鎮(zhèn)新增綠色建筑面積5億平方米，城鎮(zhèn)新建民用建筑比例超過(guò)29%”[2]早在2015年在住建部所印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》文件中就已明確指出在未來(lái)的五年內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)為行業(yè)中具有甲級(jí)資質(zhì)的設(shè)計(jì)、施工等企事業(yè)單位應(yīng)在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工中做到最大范圍應(yīng)用BIM，實(shí)現(xiàn)BIM在建筑行業(yè)中的全面覆蓋[3]。中國(guó)建筑行業(yè)已然正在步入“信息化”、“綠色低碳化”的時(shí)代，但我國(guó)的建筑教育存在滯后性，跟不上時(shí)代的步伐。作為建筑學(xué)的重要課程——建筑設(shè)計(jì)的信息化、綠色化進(jìn)程刻不容緩。

二、我國(guó)信息化、綠色化建筑設(shè)計(jì)教育現(xiàn)狀分析

1.缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)思維。建筑教育中傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)思維是“建筑設(shè)計(jì)主義”，即考慮空間、功能、造型、美觀等建筑本身的因素較多，往往很少會(huì)考慮綠色建筑中節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材以及與環(huán)境和諧共生等因素。在設(shè)計(jì)過(guò)程中較少考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、暖通設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等問(wèn)題，更不會(huì)去考慮造價(jià)以及后期運(yùn)營(yíng)等問(wèn)題。在方案設(shè)計(jì)階段也不會(huì)考慮細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，如窗的傳熱系數(shù)、墻的構(gòu)造層次等。在課程作業(yè)評(píng)分中，效果表達(dá)好的學(xué)生更占優(yōu)勢(shì)。這種教育狀況對(duì)于綠色建筑設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)及其不利。

2.設(shè)計(jì)手段缺乏信息化?，F(xiàn)今建筑行業(yè)建筑設(shè)計(jì)手段多為電腦設(shè)計(jì)，“北京、上海、廣州、深圳等地區(qū)的設(shè)計(jì)單位以及施工企業(yè)較多運(yùn)用了BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工，但我國(guó)大部分地區(qū)還是應(yīng)用二維電腦繪圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。高校更是滯后，90%的高校在低年級(jí)建筑設(shè)計(jì)課程中是手繪設(shè)計(jì)，80%的高校在高年級(jí)時(shí)是用二維（CAD系列軟件）進(jìn)行設(shè)計(jì)，較少有高校利用建筑信息模型來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

3.“獨(dú)立”工作方式與綠色建筑復(fù)雜且多方面設(shè)計(jì)存在矛盾。傳統(tǒng)建筑學(xué)教育提倡培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)作品具有個(gè)性化以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、分析與解決問(wèn)題的能力。每個(gè)人的設(shè)計(jì)都不一樣，教師輔導(dǎo)時(shí)也需要進(jìn)行一對(duì)一地修改，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，但卻忽視了團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題的能力，這對(duì)于綠色建筑設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)極為不利。

三、基于BIM的綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)研究與實(shí)踐

1.思維訓(xùn)練——基于BIM的建筑設(shè)計(jì)思維。建筑設(shè)計(jì)課程在中國(guó)建筑學(xué)本科教育中占有重要地位，課程貫穿始終，由低年級(jí)的小型單一功能建筑設(shè)計(jì)到高年級(jí)的復(fù)雜多功能空間設(shè)計(jì)，難度遞增，深度遞加。綠色建筑的設(shè)計(jì)思維與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同，考慮模式與方法也不盡相同，所以在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中，注意發(fā)散性設(shè)計(jì)思維的訓(xùn)練[4]。采用基于BIM的建筑設(shè)計(jì)思維在設(shè)計(jì)過(guò)程中事半功倍，首先要求學(xué)生掌握基本的BIM知識(shí)及相應(yīng)的軟件，在設(shè)計(jì)過(guò)程中利用BIM軟件進(jìn)行分析、模擬，進(jìn)行綠建分析，放射性邏輯思維，考慮綠色建筑的不同方面，在綜合考慮找到最適合的解決方案。圖1為大二學(xué)生就“節(jié)能減排小住宅設(shè)計(jì)”的集裝箱建筑設(shè)計(jì)思維，對(duì)于集裝箱的選擇緊扣節(jié)能減排，同時(shí)考慮到環(huán)境和節(jié)能技術(shù)，最后得到了適合的建筑設(shè)計(jì)成果。

2.BIM技術(shù)與專業(yè)知識(shí)相輔相成。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)是前提，熟練的BIM技術(shù)是條件，二者缺一不可。專業(yè)知識(shí)體系包括規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電氣、運(yùn)營(yíng)管理等多方面的知識(shí)，隨著年級(jí)的增高，相關(guān)知識(shí)體系不斷完善，學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)更加豐富，設(shè)計(jì)中考慮的問(wèn)題也隨之增多。隨著設(shè)計(jì)題目難度的加大，思考與設(shè)計(jì)過(guò)程更加復(fù)雜。BIM技術(shù)提高了設(shè)計(jì)的效率，在BIM相關(guān)軟件的輔助下，很多問(wèn)題迎刃而解，可以通過(guò)建筑信息模型模擬分析功能優(yōu)化設(shè)計(jì)，所以在綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用必不可少。

3.綜合能力與協(xié)同能力培養(yǎng)。綠色建筑設(shè)計(jì)涵蓋了多個(gè)專業(yè)，并非建筑專業(yè)獨(dú)立完成。在進(jìn)行綜合綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要涉及規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、供熱、給水、電氣、管理等專業(yè)的綠色設(shè)計(jì)，并且要將各方面因素統(tǒng)籌考慮、綜合設(shè)計(jì)，各個(gè)專業(yè)要協(xié)同設(shè)計(jì)，共同完成，因此培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力與協(xié)同能力非常重要。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，我們進(jìn)行了基于BIM的多專業(yè)聯(lián)合綠色建筑畢業(yè)設(shè)計(jì)，如圖2所示。建筑專業(yè)為項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)，通過(guò)Revit軟件中的工作集或鏈接來(lái)完成協(xié)同設(shè)計(jì)，既鍛煉了學(xué)生的協(xié)同能力，又鍛煉了他們的綜合能力和組織交流能力。

四、結(jié)語(yǔ)

綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展、大數(shù)據(jù)、集成化是建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，社會(huì)對(duì)BIM人才及綠色建筑設(shè)計(jì)師求才若渴，高校應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，適應(yīng)市場(chǎng)要求培養(yǎng)人才。在基于BIM的綠色建筑設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中，學(xué)生的進(jìn)步明顯，收獲頗豐，并獲得了全國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)大賽三等獎(jiǎng)以及全國(guó)廣聯(lián)達(dá)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。雖然此次教學(xué)研究還存在許多不足之處，但可以為今后的綠色建筑教研教改之路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]習(xí)近平.決勝全面建成小康社會(huì)奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利——在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)上的報(bào)告[M].北京：人民出版社，2017.

[2]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳.關(guān)于2016年建筑節(jié)能與綠色建筑工作進(jìn)展專項(xiàng)檢查情況的通報(bào)[OL].建辦科函[2017]491號(hào).2017-07-17.

http：//www.mohurd.gov.cn

[3]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2015，（10）：22-26.

[4]周詣.基于BIM的建筑設(shè)計(jì)思維模式培養(yǎng)——以別墅建筑設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐為例[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院社科版，2017，18（1）：32-38.