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BIM在建筑类本科院校的实践探索

2014-02-20 09:47:25 作者: 来源:第一幕墙收集整理 我要评论0

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        中文摘要:以二维形式引导教学,难以让学生建立空间思维模型以及掌握建筑的整体概念,把建筑信息化模型BIM引入教学实践,利用建筑信息化模型BIM的三维化、参数智能化等优点,培养学生的空间思维,建立对建筑的整体概念.在推进建筑业信息化进程和可持续发展建筑设计的同时,也让学生了解到计算机辅助建筑设计领域的新技术,开拓学生对建筑行业的新视野. BIM是建筑业发展的必然趋势,是信息时代推动建筑业的新动力.因此,培养BIM人才势在必行,采用SPC模式对建筑类学生进行培养.

        关键词:建筑信息模型;教学实践;SPC模式

        1.前言

        现代高等教育,要培养宽广知识面和对新事物认知的人才,以及相应领域的前沿知识和技术.对建筑类学生来说,设计能力、表达能力和空间思维能力是基本要求, 掌握建筑的整体概念是基本素质,带动建筑行业的发展是基本责任.

        2.现阶段建筑类的培养模式

        大部分院校的对土建类学生的培养方案内容基本相似.针对大学一年的工程制图而言,是培养的学生的空间思维和让学生了解相关专业的基本概念,基本表达和绘制方法.对学生来说,识图是一个从二维平面到三维立体的跳跃性的思维过程,没有日积月累的经验是很难有一定的识图能力的,想象出物体的形状那也是最困难的环节.而且,长期以来采用的是老师在黑板上讲或借助CAD的方法讲述,方法单一,学生的感觉不直观,实践主要借助于计算机辅助制图(AutoCAD),培养学生的计算机制图能力,但由于CAD主要是建立2D模型的局限性,很难提高学生的空间思维能力.因此,很难打下坚实的基础,导致学生厌学.大二、大三的学生涉及到课程有力学、房屋建筑学、混凝土结构、钢结构等专业课,在这些课程中很难培养学生对建筑的整体概念,学习都是某些细节知识点,要是将这些知识点应用到实际工程上不知道从哪里着手,怎么着手,眼前一片茫然.中国的教育模式相对国外而言,国外更注重教学实践的培养,培养学生的实践能力,同时在学校,建筑类的软件学的较少,很难解决实际的工程问题,导致一些企业不愿意接受新毕业的学生,这让学生很难适应社会发展,很难适应建筑业的环境,很难掌握建筑业的房展方向.因此,建筑类的教育势在必行,与国际相接轨.

        3.建筑业发展趋势—BIM势在必行

        3.1 建筑信息模型

        建筑业是中国国民经济支柱产业,中国“九五”期间,建筑业完成的总额占全社会固定投资总额的62.8%[1],可见建筑业的发展对国民经济的影响甚大,而且中国加入WTO以后,面临建筑市场的全球化的竞争,提高中国建筑业竞争力的问题迫在眉睫,关键在于必须从分利用新结束进行建筑业信息发研究.而且长期以来,主要是以AutoCAD二维图纸为主,不能直观体现建筑物的各类信息.随着各个领域数字化信息技术的飞跃发展,研究信息技术在建筑设计上的应用方法并提出了建筑信息模型(Building Information Model,简称BIM).《2011-2015年建设业信息化发展纲要》中表明要加快建设信息模型(BIM)新技术在工程中的应用,建筑信息模型(BIM)是一种全新的建筑设计、施工、管理、的方法,他将规划、设计、建造、运营等各阶段的数据资料全都包含在3D之中,让建筑物整个生命周期中的任何阶段的工作人员在使用该模型时都能拥有精确完整的数据,帮助项目设计师提升决策的效率与正确性.因此,建筑信息模型(BIM)给建筑领域带来了第二次革命,从二维图纸到三维、四维以及五维设计和建造的革命,同时,对于整个建筑行业来说,建筑信息模型(BIM)也是一次真正的信息革命.建筑信息模型是建筑行业的新工具.

        3.2 各专业间BIM关系

        理想的建筑信息模型本身应包含的信息有从规划部门提供的GIS模型中获取的规划条件信息,从市政、勘察部门提供的数字化模型中获取的地理环境现状信息,从建筑师的建筑造型与空间设计中获取的几何形体信息,从结构师的结构计算中获取的结构尺寸与受力等信息,从电气、暖通工程师的设计中获取的电气与暖通管道布置等信息,从建筑相关厂商提供的数字化模型中获取的建筑材料与构造信息,所有这些信息均包含于3D模型中[2],总之,任何在实际建筑工程中遇到的情况,都在建筑信息模型中有相应的描述.从设计咨询到初步设计再到施工图设计等各阶段,专业人士通过基本模型获取所需的信息用专业工具做他们自己的那部分如图1所示.然后把他们的成果通过IFC格式交换反馈到信息模型当中,传递到下一个阶段以供使用和参考,这种系统可行性强,而且模型在整个生命周期中可以充分利用.他们之间的数据交换是目前建筑业事实上的交换与共享标准——IFC标准[3].建筑模型居于顶端的支配地位,由其产生的数据信息分别被结构设计、节能设计、水暖电等其他设计所继承和提取;然后,节能设计、水暖电等其它设计阶段又继承和提取结构模型产生的数据信息,对建筑进行二次建模设计.整个建筑工程的设计过程就是这样反反复复,直至达到设计要求.这就是各个设计阶段的数据信息的传输和流动[4]如图1所示.

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图1   模型数据传输的反复

        4.BIM在教学中的实践

        BIM是建筑业发展的必然趋势,是信息时代推动建筑业的新动力,因此,培养BIM人才势在必行.为培养新时代建筑人才,必须把BIM引入到教学实践中,让学生从根本抓起,建立建筑系统概念,从理论知识跳跃到感性认识,不同年级根据培养方案融入不同阶段的BIM知识。让学生在四年中形成完整的BIM体系,了解建筑的整体.采用SPC(Study-Practice-Competition简称SPC)模式对学生进行培养,即通过对学生的教育学习,让学生掌握基本的技能,再借助计算机让学生根据自己所学的专业建立模型,最后各个专业间进行数据传输,鼓励学生参加校级、省级和国家级的BIM有关的比赛。

        如图2所示,在“Study”的过程主要在大学的一年级和二年级.根据专业概论课程让学生了解BIM的作用和在建筑业的重要地位以及其未来的发展方向,在工程制图课程让学生理解建筑的专业的基本概念和识图能力,以及培养学生熟练使用BIM相应软件的基本操作和命令。在“Practice”的过程中主要是三年级和四年级的学生融入自己相关专业知识独立完成建立建筑信息模型,进行不同专业间的数据交换接触,如图3,参与到实践工程中去或BIM证书认证考试等实践活动,进一步对建立模型的步骤,内容以及模型的注意事项有更深的了解。 “Competition”即为参加国家BIM斯维尔算量等BIM竞赛活动,既丰富学生的学习生活,也培养学生的建筑体系的认识和团队合作的精神。

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图2   SPC培养模式
 
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图3   不同专业数据交换

        5. 结语

        将BIM融入课堂可以通过独立的课程实现,也可以融入到整个教学计划中.对于学生和行业来说,将BIM作为一种已解决问题为向导的学习工具是有益的.为了使建筑业摆脱缺少合格人才的困扰,行业和学校必须共同合作,培养和教育下一代建筑人才.为满足业主的需求,促进建筑的发展,在建筑类本科院校设立BIM课程体系具有重要意义,培养建筑人才也是实在必行.

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