“建筑设备工程BIM技术应用”课程特色教材研究

孙晓卯

摘   要：文章主要基于高职院校产教融合模式，论述“建筑设备工程BIM技术应用”课程的特色教材开发和应用。以BIM技术为切入点，阐述“建筑设备工程BIM技术应用”课程特色。研究过程中，以课堂实践方法为基础，分别从设备识图、专业理论、施工技术、计量计价等方面阐述特色教材的应用，并从管道的碰撞检查、协同设计等层面对其应用效果加以分析。

关键词：建筑信息模型技术;产教融合;建筑设备;特色教材

高职院校的教育改革，需要将产教融合、协同创新等作为基础，教材作为教学活动组织的重要资源。当前，创新创业逐渐成为国家战略，职业教改应考虑人才质量，展现出产教之间的深度融合，合理调整课程，推动“建筑设备工程BIM技术应用”课程（下文简称“课程”）的发展。

1    BIM技术介绍

建筑信息模型（Building Information Modeling ，BIM）技术是基于计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）技术逐渐发展起来的，属于多维模型集成技术，能够对建筑功能特性、物理特性等提供数字化的承载，实现可视化表达。此技术可应用在建筑规划、设计、施工等阶段，对建筑整个周期展开多维建模，实现数据贡献，为建筑项目的全程管理以及方案优化提供决策依据，实现多个专业互相协调，对项目进行虚拟化建造，实现精细化管理，为建筑行业提质增效提供保障。在建筑行业快速发展的背景下，上海市建筑工程学校在建筑工程类专业教学中，将BIM技术应用纳入专业课程体系，培养人才创新意识及应用工程技术能力，为课程改革指明方向，符合行业发展需求以及市场发展规律。

2    “建筑设备工程BIM技术应用”课程特色

上海市建筑工程學校在课程改革当中，构建建筑施工技术的专业群组，包含建筑施工、建筑工程技术、建筑设备、建筑装饰工程技术、工程造价等专业。在建筑设备工程中，相关管道数量较多，种类复杂，管道中包含较多节点，因此，增加了施工难度。教师在讲解相关专业知识时，难以使用简单图片，将知识点准确表达出来，因此，需要开发出特色课程，解决教学难点。学校建设数间高性能计算机教室，安装BIM软件，同时配备专业的BIM讲师，为课程的开发奠定坚实基础[1]。同时，学校和其他同类院校、建筑单位等展开合作，在BIM技术应用过程，引入工程案例，开发出系列BIM技术应用教材。

在特色教材当中，主要利用Revit2018建模软件，在教学过程中，使用任务驱动法，借助案例引导学生，将建筑设备专业细化为不同的项目，分别实施。上海市建筑工程学校在此课程教学中“以生为主，教师为引”，重视学生在学习过程的参与性，开发出多种教学模式，引导学生动手操作，使其独立完成任务，在实践过程中解决问题，不断提升学生动手能力。教材中，有10个驱动项目，具体包括：BIM技术导入、创建建筑模型、通风系统模型、暖通系统模型、给排水模型、电气系统模型、管线碰撞检验、创建“族”的流程、协同设计、Navisworks功能，各个项目教学分别选择实际工程图作为案例，借助案例驱动模式，融合专业课讲解，引导学生在BIM建模过程学习专业知识，强化其专业基础的同时，培养学生建模能力，实现BIM技术的高效运用。课程体系的建设过程中，需要将BIM教材作为基础，将专业课程融合其中，在相互作用下，实现协调发展。

3    产教融合模式下“建筑设备工程BIM技术应用”课程的实践策略

3.1  设备识图和BIM技术的融合

和建筑设备相关的专业较多，课程种类较多，设备、识图属于其中的基本课程，学生对专业外知识的理解程度不足，此时，可引入BIM技术到建筑设备和识图的课程讲解当中，利用BIM建立可视化模型，辅助学生学习专业知识，深化其对施工图的理解能力。

3.2  专业理论和BIM技术的融合

在建筑设备的专业理论当中，可应用BIM技术，防止建筑消防工程、给排水工程、暖通工程等专业之间受到施工影响，导致专业协调性差的问题，对工程质量造成影响。在BIM软件应用下，可展开可视化检验，检验各个专业施工过程的管线预留和预埋等情况，强化学生对专业理论的理解，提高学生对BIM软件的应用能力。

3.3  施工技术和BIM技术的融合

建筑设备和施工技术相关课程，主要目的是培养学生掌握科学的施工流程以及施工工艺特点，明确不同工种差异，合理进行施工组织。应用BIM技术，施工类课程可模拟出施工环境，由教师担任“项目经理”，学生担任“企业员工”，利用BIM建立4D模型，选取X，Y，Z作为坐标轴，再选取一个时间轴，建立虚拟模型，模拟施工过程，如：模拟场地布置、施工过程配合情况、竣工交付等系列模型，向学生直观地呈现施工环节多方的沟通和协调情况，施工组织情况以及施工进展等。使用BIM管理软件，对不同施工阶段使用的工艺进行动态模拟，综合对比多种施工方案，找出可行性较高的方案，强化学生对现场的了解程度，进而在符合施工进度的前提下，逐渐将施工方案加以优化。

3.4  计量计价和BIM技术的融合

建筑安装工程当中，计量、计价课程为专业的重点内容，着力培养学生掌握电气安装、空调、给排水和采暖等项目中的识图能力、工量清单的计价能力以及工量计算能力。在安装工程的计量、计价当中，资源、成本等控制为重点内容，此时可将BIM技术引入其中，按照成本控制需求，建立5D信息模型，立足于4D模型基础，将集成订单定额加以集成，形成5D模型，在虚拟模型建设过程中，可对不同施工段使用的机械、材料和人工等用量自动化生成，结合资源需求制定施工计划。与此同时，施工环节，需要消耗材料、人工和机械成本，在模型当中，可将各项成本支出展开统一核算，综合对比预算、合同、实际3项成本，进而采取控制措施，实现对项目成本的动态化掌控[2]。

4    特色教材的应用效果

4.1  管线碰撞检查

建筑工程中，各个专业和系统之间的衔接、碰撞等问题，对施工进程以及消耗成本存在较大的影响。通常而言，使用传统形式的CAD图纸，难以将不同专业和系统全面反映出来，高效发现系统碰撞的可能性。此时，将BIM技术中可视化功能引入其中，明确建筑各个管线碰撞问题，及时向设计者指出碰撞点存在的问题，为优化设计方案提供参考，防止实际施工过程出现管线碰撞，造成返工问题。BIM技术在建筑工程相关课程中的应用，可降低项目成本，实现低碳施工理念。

如：在碰撞检测过程中，使用红色管道代表消火栓管道、绿色管道代替给水管道，在BIM技术的应用下，可对管道展开碰撞检测，当管道出现交叉现象时，即为发生碰撞。通常而言，建筑项目的管线相对复杂。在设计过程中，需要最大化利用梁内空间。在建筑梁之间存在空隙，将管线上下翻设置在此处，确保管线下净空。设计过程遵循“有压让无压”的原则，通常，无压管为重力水管，存在坡度，难以上下翻，在碰撞检测后的修改过程，可先将无压管优先考虑其中，即当有压管、无压管发生碰撞时，需先考虑将有压管标高进行更改。此外，在修改过程，还需遵循“小管让大管”“冷管让热管”等原则，即当大管径管道和小管径管道发生碰撞时，需优先更改小管径，当冷水管和热水管发生碰撞时，需要优先更改冷水管。

设计过程中，消防栓、风管和桥架等发生碰撞时，导致桥架和消火栓的位置相互重叠，可将桥架适当移动，和消火栓管进行平行设置。同时，在消火栓的上方位置避开风管，在桥架的下翻位置将上侧桥架、风管等避开。检测过程中，消火栓、喷淋管、风管三者发生碰撞时，可保持消火栓、喷淋管等上翻位置将风管避开，同时略将桥架进行偏移，提供管道上下翻空间，注意上翻过程将水管避开。当检测过程消火栓管、梁二者发生碰撞时，可适当将消火栓管道标高降低，保证管道排列美观、整齐。此外，还需保持不同管线上下翻时保持对齐状态，分别排列橋架、水管等，防止发生交叉现象[3]。

4.2  协同设计

在特色课程开发过程中，引入BIM进行协同教学，不但利于学生掌握专业知识，还能提高学生应用BIM技术能力，在实践过程提高团队协调能力，养成认真的学习态度。在开展协同设计工作过程中，绘图效率更加高效。当前，建筑功能逐渐多样化，建设过程涉及的专业类型也随之增加。使用BIM技术展开协同设计，可直观呈现设计结果，使不同专业衔接门槛更低，不断提高沟通效率。按照Revit软件，分工合作。

5    结语

总而言之，从产教融合、协同创新等层面开发出特色教材，对“建筑设备工程BIM技术应用”课程加大改革力度，为培养相关人才的基础，同时，也是施工企业发展过程对高职院校此类课程教学提出的全新要求。建筑领域中，BIM为重要应用技术之一，高职院校肩负着培养人才的重任，在建筑设备专业教学方面，应加大力度研发BIM融合相关课程，不断提升学生专业能力、技术能力等，为建筑行业培养更多综合型人才。

[参考文献]

[1]赵治超.基于专业群建设的人才培养模式与课程体系改革实践研究—以工程造价-建设工程管理专业群建设为例[J].广西教育，2019（11）：48-50.

[2]王松.基于协同创新和产教融合模式下的特色教材的研究与实践—以“建筑设备工程BIM技术应用”为例[J].中州建设，2017（17）：26.

[3]田盼雨，卢楠.BIM技术在建筑设备工程及课程教学中的应用[J].中国管理信息化，2018（11）：194-195.

Research on characteristic teaching materials of “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering”： based on collaborative

innovation and integration of industry and education

Sun Xiaomao

（Shanghai Construction Engineering School， Shanghai 200241， China）

Abstract：This paper is mainly based on the production-education integration model in higher vocational colleges， and discusses the development and application of special teaching materials for “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering”. Taking BIM technology as the starting point， the characteristics of “BIM Technology Application in Construction Equipment Engineering” are described. In the research process， uses classroom practice methods to elaborate the application of characteristic teaching materials from the aspects of equipment identification， professional theory， construction technology， and metering， etc.， and describes its application effects in terms of pipeline collision inspection and collaborative design.

Key words：building information modeling technology; industry-education integration; construction equipment; featured teaching materials