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(guó)建筑業(yè)信息化發(fā)展的重中之重，全國(guó)大部分城市政府要求2020年新建工程應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)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(xí)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(jìn)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(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2018）11- 0192- 02

1 前 言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，各類建筑拔地而起。為了實(shí)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(shí)時(shí)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(shí)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(jì)的平臺(tái)。本文主要通過BIM技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用，結(jié)合建筑設(shè)備工程的實(shí)際教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)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(xiàng)目在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù)全生命周期范圍內(nèi)的所有信息的一個(gè)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(dòng)噴淋和雨水）、供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)、空調(diào)、供配電、照明、弱電。各種管網(wǎng)相互交織，錯(cuò)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(jì)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(jì)、安裝、管理、運(yùn)行與維護(hù)、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(zhǎng)遠(yuǎn)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(jià)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(jìn)行多方案預(yù)演模擬對(duì)比分析，得出最優(yōu)方案；使整個(gè)工程的工期縮短，提前竣工，有效地減少成本，控制建筑造價(jià)和總投資。

對(duì)于施工單位，掌握了BIM技術(shù)，能夠收獲更多回報(bào)。在投標(biāo)階段，商務(wù)標(biāo)段可以利用BIM進(jìn)行快速準(zhǔn)確算量，技術(shù)標(biāo)段可以展示施工過程、模擬施工、碰撞檢查、進(jìn)度計(jì)劃管理、洞口預(yù)留。

2.2 BIM在建筑設(shè)備工程設(shè)計(jì)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(jì)出至少兩個(gè)方案，要含有AVI格式的3D漫游視頻文件，比選使用。設(shè)計(jì)成果要包含：工程量的統(tǒng)計(jì)、日照和采光分析、能耗分析、聲環(huán)境分析、通風(fēng)與氣流組織分析、模擬碰撞分析等。跟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較，工期縮短，設(shè)計(jì)變更明顯減少，給未來施工提供了更加清晰、直觀、簡(jiǎn)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(yùn)行與維護(hù)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(gè)專業(yè)內(nèi)部及各個(gè)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?yàn)楣芫€交叉而出現(xiàn)變更的現(xiàn)象基本很少出現(xiàn)。進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，與實(shí)際的施工進(jìn)度進(jìn)行比對(duì)；模擬施工，多方案對(duì)比選最優(yōu)；施工現(xiàn)場(chǎng)人、材、機(jī)實(shí)時(shí)更新與監(jiān)控；建立與實(shí)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(jìn)行洞口預(yù)留，水管、風(fēng)管等長(zhǎng)度下料更加準(zhǔn)確。

2.4 BIM在建筑設(shè)備工程運(yùn)維階段的應(yīng)用

利用BIM的協(xié)同管理平臺(tái)，將運(yùn)維階段需要的資料檔案（施工班組、竣工驗(yàn)收簽單、檢驗(yàn)合格報(bào)告、工作清單、設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)資料的可追溯。保證模型與現(xiàn)實(shí)對(duì)象一致，數(shù)據(jù)及時(shí)更新。設(shè)備在運(yùn)行與維護(hù)過程中能夠順利聯(lián)系廠家，及時(shí)解決問題，保證正常運(yùn)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(xì)部，結(jié)合綠色改造控制指標(biāo)，達(dá)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(dá)BIM造價(jià)工程師等課程，學(xué)生對(duì)于BIM已經(jīng)有了非常清楚的認(rèn)識(shí)，下面詳細(xì)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?xì)庀到y(tǒng)，建筑電氣[2]。教學(xué)的難點(diǎn)分別在于：建筑給排水的制圖和識(shí)圖、系統(tǒng)設(shè)計(jì)；暖通空調(diào)系統(tǒng)類型、設(shè)備種類、識(shí)圖和系統(tǒng)設(shè)計(jì)；燃?xì)庀到y(tǒng)的制圖規(guī)范、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管線布置；建筑電氣的強(qiáng)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(jì)。

在傳統(tǒng)的二維制圖和識(shí)圖過程中，雖然二維CAD圖紙中明確標(biāo)明各個(gè)設(shè)備的圖例，但是對(duì)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(shí)的樣子。二維圖紙不能更加清晰的反映建筑實(shí)物的幾何屬性，未來施工過程中甲方、乙方等行業(yè)人員對(duì)二維CAD圖紙的識(shí)讀難度較大，容易出錯(cuò)。這些通過BIM建立建筑設(shè)備模型，虛擬化、可視化，可以自動(dòng)生成相對(duì)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(shí)物圖對(duì)應(yīng)，可以在案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上使用BIM技術(shù)進(jìn)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(jì)。

3.2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備工程課程設(shè)計(jì)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(shí)是48個(gè)，在課業(yè)結(jié)束的最后一個(gè)月進(jìn)行建筑設(shè)備課程設(shè)計(jì)。按照以往的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生以小組形式設(shè)計(jì)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(jì)使用BIM技術(shù)，以Revit-MEP為平臺(tái)，對(duì)于已經(jīng)有Revit基礎(chǔ)的學(xué)生來說課程設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)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(jìn)行實(shí)習(xí)還要獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。建筑設(shè)備工程畢業(yè)設(shè)計(jì)要求最終能夠進(jìn)行施工圖的出圖，編寫相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明書。畢業(yè)設(shè)計(jì)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(rèn)真完成，為學(xué)生走入工作崗位做好準(zhǔn)備。

建筑設(shè)備工程各種管網(wǎng)在鋪設(shè)布置時(shí)規(guī)范要求管線沿墻敷設(shè)，經(jīng)常在走道、豎井、機(jī)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(jì)工作中設(shè)計(jì)變更的現(xiàn)象屢見不鮮，很多設(shè)計(jì)變更不能及時(shí)在建筑各個(gè)部分的設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行溝通、傳遞，造成連環(huán)的設(shè)計(jì)變更、錯(cuò)誤、漏項(xiàng)、碰撞、缺陷等問題，拖延工期。

以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)中基本不涉及設(shè)計(jì)變更問題，因此畢業(yè)設(shè)計(jì)只有更加貼近現(xiàn)實(shí)這個(gè)設(shè)計(jì)才能更加有效。BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的模擬、分析和統(tǒng)計(jì)能力，使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠進(jìn)行各工程管線碰撞檢查，各個(gè)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(dòng)更新，各個(gè)專業(yè)高效協(xié)同工作[4]?？梢宰詣?dòng)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(jì)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(duì)于教師來說能夠更加高效地完成教學(xué)任務(wù)，對(duì)于學(xué)生來說學(xué)習(xí)不僅能夠了解具體項(xiàng)目，而且可以虛擬仿真模擬工程，學(xué)習(xí)輕松，方法新穎。在教學(xué)方法上，PPT加實(shí)際工程加實(shí)際圖例教學(xué)，理論結(jié)合實(shí)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(dòng)。相信更能吸引學(xué)生。

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

4 結(jié) 語(yǔ)

未來以國(guó)有投資資金為主的綠色項(xiàng)目BIM普及率高達(dá)9成，特別是隨著大型項(xiàng)目、復(fù)雜項(xiàng)目、各地標(biāo)志性建筑拔地而起，傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)無法達(dá)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(shí)俱進(jìn)，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(diǎn)，言傳身教為社會(huì)提供更多、更專業(yè)、更全面的應(yīng)用型人才。

主要參考文獻(xiàn)

[1]翟建宇. BIM 在建筑方案設(shè)計(jì)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(yáng).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(qiáng)，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.