BIM技术在建筑设备工程及课程教学中的应用

马斌

摘 要：现阶段，我国建筑行业发展迅速，BIM技术成为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

1 引言

BIM是集合3D数字技术的信息化模型，在建筑工程项目中包含了各种相关信息的工程数据，可以数字化表达工程项目的实体以及其相关功能。这门技术的作用是将建筑项目在进行策划、运行、维护等不同阶段时联系所需要的数据、过程、资源等，它展示了项目的全方位信息，能够提供工作合作平台给建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等建筑对象，有利于信息的沟通和资源的共享，目的就在于让工作效率极大地提高，项目成本极大地降低，工期极大地节约等等。在建筑类产业生产的标准模式下，BIM已经取得了业内在工程运用上的极大认可。

2 BIM技术的概念

美国国家建筑科学研究院对BIM的描述为：BIM是一个设施（建设项目）物理或功能特性的数字表达；是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。由此，BIM 有如下三个含义： 即 Building Information Modeling-建筑信息模型建模；Building Information Model-建筑信息模型；Building InformationManagement-建筑信息管理。进一步拓展，建筑业所有的基于信息模型的建筑信息管理都是BIM。

3 BIM技术具体内容

3.1 以IFC数据为交换标准

在建筑工程中，工程建设的时间周期长，项目管理的使用软件种类繁多，使用BIM技术的同时需要支持十几个甚至上百个项目参与单位，建筑信息难以进行共享，所以，为了解决这种情况，必须要对信息的交换和共享问题进行标准的规范。而IFC（InternationalFoundationClass）标准应运而生，IFC数据模型不仅能够不收任何一种产品的标准控制，还能用来解决建筑行业数据交互的面向对象文件格式的问题，让这一格式成为BIM普遍通用的软件格式，而且IFC技术不依赖任何软件系统就可以对建筑项目生命周期中的产品数据进行描述，使建筑物的生命周期在不同阶段的信息都能够交流共享。

3.2 三维图形平台

三维图形的支持平台在数据容量，显示速度，模型建造，边际效率。建筑质量等方面对BIM技术的应用提供有力的支持。且三维图形的支持平台核心关键技术包括了多方面，有图形数据库技术，参数化模型描述技术，大模型数据显示技术，实体布尔运算技术，大场景数据高效组织预渲染技术等，在这一平台和IFC数据标准的双重支持下，可以实现不同专业的数据交流和共享。

4 BIM技术在建筑设备工程中的应用

4.1 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。

4.2 BIM在建筑设备工程施工阶段的应用

因为建筑施工工期相对较长，工程也相对繁杂，在施工的过程之中，会导致各类问题的出现，像是各专业冲突以及管线碰撞等等，这会直接导致施工进度与施工成本控制等实施起来相对困难。通过建立BIM模型，建立起的3D施工图能够准确、直观的反应整个施工细节和过程，并且以BIM数据库为基础，进行现场施工指导，使施工过程更加合理，各部门的职能更加的协调。进而，提高施工效率的同时，也能保障施工质量，使整个工程的经济效益得到提高。BIM通过对工程资源数据的整合，能够更加有效的分配资源，明确工程总承包商和分包商之间的分工，同时，能够协调各个施工单位之间的关系，使施工效率达到最高，确保施工质量。

4.3 BIM在建筑设备工程运维阶段的应用

（1）有利于建筑的运行和管理BIM技术在操作阶段的应用，不仅可以提供工程的数据信息，还可以提供建设项目交付后的一些信息，如建筑年限，入住率，便于运营商管理。（2）预集成信息为后期的操作和维护提供了数据保障和物业管理和设备管理的支持。BIM技术所有的数據可以为管理层提供项目信息，使经营管理工作有依据，还可以大大降低维护和管理成本，从而减少经济损失。（3）BIM技术在运营阶段的应用也有利于规划管理。由于许多零售商在不同区域都有自己的连锁店，在安排这些商店的相对位置时可以使用BIM技术进行规划，比如利用不同的位置信息，人数信息等判断在某地设置连锁店是否有较高盈利可能。

5 BIM技术在建筑设备课堂教学中的应用

建筑设备工程教学包含：建筑给排水，暖通空调，燃气系统，建筑电气四方面内容。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。

6 BIM技术在建筑工程教学中的校企合作

学校和企业的关系其实很明显，学校为企业提供丰富的人才资源，来为企业拓展发展空间和提高竞争实力；而企业则为学校提供强大的就业机遇，来为学校开展师资交流和培养人才成长。如果能够借助企业的技术优势和场地优势，学生就可以在BIM技术工作中参与实际活动，这样他们在建筑工程上的实践能力和专业素养就会更加优化，而且工程环境越真实、越复杂、越开放，学生的应用和创新能力就越能得到提高，从而实现校企之间教学资源在实践上的优势互补了。

7 结语

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时俱进，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。

参考文献：

[1] 徐世杰.基于BIM技术的项目建设管理应用研究[D].浙江工业大学，2015.

[2] 景敏.BIM在建筑施工技术课程教学中的研究[j].教师，2017（29）.

[3] 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.