BIM技术在建筑设备工程及课程教学中的应用

田盼雨 卢楠

[摘 要] 住建部发布的“十三五”建筑信息化发展纲要中再次将BIM技术列为中国建筑业信息化发展的重中之重，全国大部分城市政府要求2020年新建工程应用BIM的项目比率达到90%。建筑设备是建设现代化不可缺少的一部分，传统的CAD学习逐渐不能满足学生未来职业需要，BIM技术在建筑设备中的应用越来越广泛，随着教学的深化和改革的进行，BIM技术在建筑设备课程教学中的应用愈加重要。

[关键词] BIM技术；建筑设备；课程教学

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

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2018）11- 0192- 02

1 前 言

随着城市化进程的不断推进，各类建筑拔地而起。为了实现建筑更加完善的功能，建筑设备的作用至关重要，时时刻刻为建筑提供所需要的物质和能量。建筑业的产品是建筑本身，是产品规模最大的行业，同时也是数据量最多的行业，这些数据处理难度极大，且缺乏直观形象。BIM技术就能解决这些难题，是包括建筑设备在内的所有建筑内容数据搜集和统计的平台。本文主要通过BIM技术的实际工程应用，结合建筑设备工程的实际教学，理论联系实际，不断更新建筑设备工程教学方法。

2 BIM技术在建筑设备工程中的应用

BIM（Building Information Modeling）的中文含义是建筑信息模型，它包含了建筑行业内不同专业的所有信息，能够反映建筑的功能要求和性能，是整合了建筑工程项目在规划、设计、施工、运行与维护全生命周期范围内的所有信息的一个建筑模型[1]。

建筑设备工程所涉及的专业包括：给排水（包括消防、自动喷淋和雨水）、供热、供燃气、通风、空调、供配电、照明、弱电。各种管网相互交织，错综复杂，必定要占据立体空间，各类管、线、设备的合理布局就成了设计施工安装过程解决的难题。

借助BIM技术能够有效减少建筑设备工程在全生命周期内的规划、设计、安装、管理、运行与维护、绿色改造阶段存在的问题。

2.1 BIM在建筑设备工程规划阶段的应用

就工程长远利益来讲，最大的收益方是业主。设备工程能够通过BIM提升产品的品质，提高建筑价格，例如减少返工、开洞，合理地布置管线，提升楼层净高；可以进行多方案预演模拟对比分析，得出最优方案；使整个工程的工期缩短，提前竣工，有效地减少成本，控制建筑造价和总投资。

对于施工单位，掌握了BIM技术，能够收获更多回报。在投标阶段，商务标段可以利用BIM进行快速准确算量，技术标段可以展示施工过程、模拟施工、碰撞检查、进度计划管理、洞口预留。

2.2 BIM在建筑设备工程设计阶段的应用

建筑设备工程管线系统建模采用Revit-MEP，设计出至少两个方案，要含有AVI格式的3D漫游视频文件，比选使用。设计成果要包含：工程量的统计、日照和采光分析、能耗分析、声环境分析、通风与气流组织分析、模拟碰撞分析等。跟传统设计方法比较，工期缩短，设计变更明显减少，给未来施工提供了更加清晰、直观、简单的建设内容。

2.3 BIM在建筑设备工程施工阶段的应用

BIM在建筑设备施工阶段提供的模型是该工程的竣工模型，也是竣工后运行与维护阶段的模型依据。施工阶段的模型要求必须经过管线碰撞检查，各个专业内部及各个专业之间没有管线、构件碰撞问题的存在，安装过程中因为管线交叉而出现变更的现象基本很少出现。进行施工进度模拟，与实际的施工进度进行比对；模拟施工，多方案对比选最优；施工现场人、材、机实时更新与监控；建立与实际施工一致的AVI格式视频。施工更加方便、定位更加精确，还能够提前进行洞口预留，水管、风管等长度下料更加准确。

2.4 BIM在建筑设备工程运维阶段的应用

利用BIM的协同管理平台，将运维阶段需要的资料档案（施工班组、竣工验收签单、检验合格报告、工作清单、设计变更清单、产品生产清单、管理人员签章等）导入BIM模型，并与模型中的构件一一衔接，实现资料的可追溯。保证模型与现实对象一致，数据及时更新。设备在运行与维护过程中能够顺利联系厂家，及时解决问题，保证正常运行使用。也可以用于未来绿色建筑的节能改造模型，更加快捷的找出节能改造的具体细部，结合绿色改造控制指标，达到改造的目的。

3 BIM技术在建筑设备课程教学中的应用

将BIM技术应用于教学中是非常有意义的一件事，但如何将BIM技术应用于建筑设备工程的教学，还需要继续进行实验和探索。本文以广东海洋大学寸金学院工程技术系为例，该系已经开设了BIM技术应用、BIM卓越工程师班、广联达BIM造价工程师等课程，学生对于BIM已經有了非常清楚的认识，下面详细介绍BIM技术在建筑设备工程教学中的应用。

3.1 BIM技术在建筑设备课堂教学中的应用

建筑设备工程教学的内容一般包含四部分：建筑给排水，暖通空调，燃气系统，建筑电气[2]。教学的难点分别在于：建筑给排水的制图和识图、系统设计；暖通空调系统类型、设备种类、识图和系统设计；燃气系统的制图规范、系统设计和管线布置；建筑电气的强弱电系统、防雷及接地系统、室内供配电系统形式和系统设计。

在传统的二维制图和识图过程中，虽然二维CAD图纸中明确标明各个设备的图例，但是对于初学者来说，建筑设备工程所涉及的专业内容较多，记忆难度大，这些图例也不能直观地反映设备真实的样子。二维图纸不能更加清晰的反映建筑实物的几何属性，未来施工过程中甲方、乙方等行业人员对二维CAD图纸的识读难度较大，容易出错。这些通过BIM建立建筑设备模型，虚拟化、可视化，可以自动生成相对应的图纸文档。为使学生知道具体设备的样子也有实物图对应，可以在案例教学法的基础上使用BIM技术进行直观性教学，使学生即学即懂，既理解系统原理也懂制图设计。

3.2 BIM技术在建筑设备工程课程设计教学中的应用

该系应用型培养方案中建筑设备工程的学时是48个，在课业结束的最后一个月进行建筑设备课程设计。按照以往的课程设计内容，学生以小组形式设计一低（3～5）层住宅建筑设备工程。学生以天正软件为基础分别绘制出设备平面图、各类设备系统图、系统原理图等二维图纸内容。

建筑设备课程设计使用BIM技术，以Revit-MEP为平台，对于已经有Revit基础的学生来说课程设计更加高效，易于操作。学生可以把建筑、结构、设备模型利用Revit MEP软件虚拟建立，也可以直接导入相应的Magic-CAD文件进行更加直观化的编辑[3]。

3.3 BIM技术在建筑设备工程毕业设计中的应用

工程类学生在本科阶段的最后一学期不仅要进行实习还要独立完成毕业设计内容。建筑设备工程毕业设计要求最终能够进行施工图的出图，编写相应的设计说明书。毕业设计是大学生涯的最后答卷，从查阅资料、思考问题、解决问题，到最终制图、出图、编写文件，都需要认真完成，为学生走入工作岗位做好准备。

建筑设备工程各种管网在铺设布置时规范要求管线沿墙敷设，经常在走道、竖井、机房等部位碰撞，穿梁、穿柱、穿越承重墙等问题层出不穷，造成多专业相互交叉无法布置。在未来具体的设计工作中设计变更的现象屡见不鲜，很多设计变更不能及时在建筑各个部分的设计人员之间进行沟通、传递，造成连环的设计变更、错误、漏项、碰撞、缺陷等问题，拖延工期。

以往的毕业设计中基本不涉及设计变更问题，因此毕业设计只有更加贴近现实这个设计才能更加有效。BIM技术具有强大的模拟、分析和统计能力，使用BIM技术进行设计能够进行各工程管线碰撞检查，各个专业精确施工、高效协同作业，就能够有效避免以上问题。在未来的变更过程中可以自动更新，各个专业高效协同工作[4]。可以自动生成图纸文档，图纸可以渲染成为效果图，还可以模拟漫游，设计结果更加人性化，专业化。

在传统的建筑设备工程教学过程中加入BIM技术，对于教师来说能够更加高效地完成教学任务，对于学生来说学习不仅能够了解具体项目，而且可以虚拟仿真模拟工程，学习轻松，方法新颖。在教学方法上，PPT加实际工程加实际图例教学，理论结合实际加虚拟可视化，这种直观化教学方法可以使课堂更加生动。相信更能吸引学生。

工程类学生通过毕业设计掌握BIM技术这个先进技术更能与快速发展的社会接轨。可以组织学生参加 BIM设计大赛，通过比赛的形式来巩固课堂学习。

4 结 语

未来以国有投资资金为主的绿色项目BIM普及率高达9成，特别是随着大型项目、复杂项目、各地标志性建筑拔地而起，传统设备设计无法达到信息的完备、一致、关联、可视化和协调性，BIM在建筑行业的地位也将更加凸显。

身为教师在教学中也应与時俱进，熟练BIM技术，积极探索更多更适用的BIM技术与教学的关联点，言传身教为社会提供更多、更专业、更全面的应用型人才。

主要参考文献

[1]翟建宇. BIM 在建筑方案设计过程中的应用研究[D].天津：天津大学，2014.

[2]李炎锋，胡世阳.建筑设备[M].第2版.武汉：武汉大学出版社，2017.

[3]杨宝明.BIM改变建筑业[M].北京：建筑工业出版社，2017.

[4]康智强，李志星，董建男，等.基于BIM的建筑设备节能技术的应用研究[J].建筑节能，2017（8）：115-118.