發(fā)布時間：2022-12-19 20:20:27
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的bim技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
bim技術主要指利用3D數字技術對建筑物實體建立仿真模型，從理論上說等于在虛擬的平臺上進行建筑物的模擬設計，并對施工過程、進度、后期維護管理等進行模仿，實現建筑工程的數字化管理，為建筑的實際施工奠定堅實的理論基礎。
2BIM技術的特點
2.1可視化
傳統(tǒng)的建筑設計只能通過紙張或者計算機2D/3D軟件完成，其主要作用是為后期施工提供相應的規(guī)格尺寸及效果展示，但還需要借助人們的空間想象才能將整個建筑在自己的腦海中呈現。BIM技術的出現為建筑模型的直觀展現提供了平臺，設計人員的設計理念能夠直接在建筑模型中展示出來，有助于建筑企業(yè)內部的人員交流，并對相關的設計進行討論，做出最佳決策。
2.2協(xié)調性
協(xié)調性首先是建筑企業(yè)內部各專業(yè)人員間的組織協(xié)調，在內部形成一個有效的標準性文件，便與推動建筑工程的進程。另外BIM技術還能夠在建筑內部相關布置以及空間設置上起到協(xié)調的效果，例如樓梯井的布置、防火區(qū)布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。
2.3模擬性
傳統(tǒng)建筑設計在施工前只存在一個理論上的工程項目，具體效果只有等到施工后才能體現，很多難以預料的問題會在施工中一一呈現出來，但難以進行更正，最有效的方法是在設計中消除問題，進行設計優(yōu)化。BIM技術能夠利用建立模型來模仿現實中的建筑，并通過其表現形態(tài)得出一些具有重要參考意義的數據。例如在進行材料配與承受應力之間的關系時，僅僅通過經驗與猜測難以找到最佳配比的真實比例，因此可以借助BIM技術將利用優(yōu)化技術設計的方案數據輸入仿真系統(tǒng)中，模擬房屋的結構，在模擬環(huán)境中測試不同材料比例的受力情況，將得到的數據繪制成統(tǒng)計圖，明確找到最佳配比點。只要不存在突然變數，計BIM技術得到的結果一般比較準確。由此可見，設計人員在建筑設計之初時可以結合BIM技術，對設計的可行性通過模型進行仿真，讓設計可能存在的問題及早呈現并將其消除，減少施工中不確定性，便于設計工作的進行，減少設計偏差。另外通過BIM技術還能夠實現自動出圖功能，提高了建筑設計效率。
3BIM技術在建筑設計中的應用
3.1BIM技術在建筑空間規(guī)劃上的應用
空間規(guī)劃是建筑設計的第一步，在選定建筑地點后可以對當地的空間進行地形分析，尤其是在地形比較復雜的建筑基地上地形分析必不可少。通過BIM技術對建筑基地進行空間分析，例如具體的坡高、斜率、以及坡向等分析，對于建在地形復雜地區(qū)的建筑物可以利用BIM技術進行初步探索，為設計工作提供有力的支持，開闊思路。在坡度分析是可以利用GIS建模，并對其中的各項參數進行模擬，設計人員能夠對根據需要從不同角度進行探索，并生成一系列基礎數據，供后期設計參考。地形探索完畢后即可進行與建筑物的空間規(guī)劃。對建筑物的空間規(guī)劃一般利用BIM技術的可視化分析技能，將建筑通過3D技術立體呈現出來，并進行室內的視野分析、規(guī)劃可視度分析、道路可視分析等，在進行各項分析前首先建立相應的模型，并利用BIM技術進行調試，結合各因素綜合參考，得出最佳的空間規(guī)劃模型。
3.2BIM技術在建筑模型構建上的應用
建筑模型是對建筑實物的替代，在建筑設計中建筑模型可以看做是設計人員設計理念具象化后的產物。在設計過程中，建筑模型具有重要作用，其中包含了各項自然科學及建筑理念，一般來說，建筑模型構建的合理程度將直接決定建筑物的實際質量。計算機原有的三維模型軟件雖然能利用3D形式將建筑物呈現出來，但缺乏靈活性，在信息標注上存在一定的局限性，無法將眾多信息融為一體，缺乏參考性。建筑物模型構建首先需要為建筑物構建一定的物理條件，保證物理條件適當后即可將相關的設計方法和理念加入其中，開始構架建筑物的具體狀態(tài)和具體特征，并對建筑物的內部及外部進行全方位分析，確保建筑模型的合理性。在建筑結構中一定要加入建筑常用的參數，將建筑物量化，改變傳統(tǒng)建筑模型缺乏靈活性及參考性的弊端，實現人與建筑模型的直觀對話。此處的參數化模型相當于一個實用的數據庫，設計人員能夠從中得到有效信息與科學性啟發(fā)，并在原有的基礎上進行設計延伸，減少不合理設計出現的可能性，找出建筑各組成部分間的聯系，簡化施工過程，提高建筑物的整體質量。
3.3BIM技術的仿真技術應用
BIM技術相比于傳統(tǒng)建筑設計不僅實現了建筑的參數化設計，還有效的將計算機仿真技術應用起來。設計人員在將建筑物設計完成后可以通過計算機仿真技術對建筑物的各項標準進行檢驗，確保在受力以及各建筑部分協(xié)調上具有可行性，最低標準是在使用期內不能發(fā)生結構安全，同時在建筑過程中應該體現經濟性特點。在設計中除了要滿足日常居住需求還要考慮一些突況，例如受到重物的沖擊或者地震等因素的影響，保證承受一定范圍外力的影響，降低居民的生命財產安全。在設計中應該考慮到相關因素可能造成的影響，利用BIM技術對設計方案進行演練，并結合仿真結果在設計之初需要理由巧妙地力學原理，從不同角度進行受力分析，例如在建筑物的抗震能力可以通過仿真來實現。
4結束語
BIM虛擬施工技術在建筑工程管理中的應用有助于加強工程全過程管控，從工程設計、施工導后期物業(yè)管理實現實時、精準跟蹤管控，尤其是規(guī)模較大、設計與施工較為復雜的建筑工程項目。
(1)工藝原理
利用BIM軟件可建立起建筑工程項目相關信息模型，施工前期可對工程項目設計方案進行檢測、分析與模擬優(yōu)化，結合工程要求與標準制定詳細的進度計劃與施工方案，并通過施工全過程模擬及時發(fā)現施工重難點問題并予以解決，直到獲得最佳設計與施工方案，并輔以3DMAX動畫對復雜施工環(huán)節(jié)或工藝進行演示，以更好的指導現場協(xié)調施工，減少施工干擾、設計變更、施工返工、人機待料等情況的出現。項目施工中要對虛擬模型進行實時維護，根據設計變更情況、技術核定情況及實際施工情況做出調整，施工結束后要隨時重現施工過程作為改進、究責、檢查的終壓依據，通過多維度的BIM模型在網絡環(huán)境下對項目的資金支出使用情況、成本管控情況、進度質量控制情況等進行分析回溯，為提升工程項目管控質量提供技術支持。
(2)工藝流程
應用BIM虛擬技術要遵循國家建筑行業(yè)相關規(guī)范及施工規(guī)范編制各類施工合同、圖紙及標書文件完成組織虛擬方案的編制工作。建模階段提供專業(yè)技術支持以確保圖紙設計表達清晰、專業(yè)性無誤，利用BIM軟件創(chuàng)建模型，結合施工設計圖紙、招標文件、合同等資料建立工程土建、鋼筋等項目，并完成BIM模型的安裝。BIM模型評審通過三維模型展示對模型與設計圖紙的符合程度、節(jié)點部位是否滿足設計要求、現場施工條件是否無誤等進行審核，確保支持模型達到預設目標并可真實反映原版設計意圖。評審過程中要對模型反映問題進行匯總并提交做三維模型碰撞檢查探尋解決對策，及時發(fā)現施工中重難點部分，結合設計變更條件對模型進行維護，避免影響施工進度與質量，完成造價成本控制。模型虛擬施工方案編制完成后要結合具體施工情況及進度及時進行補充完善，以充分發(fā)揮虛擬技術對建筑工程管理的積極作用。根據施工方案，要在模型上完成數據信息的同步集成，結合方案要求對各構件參數及影響施工屬性相聯接，由此對整個施工過程進行模擬，從而實現各個階段、環(huán)節(jié)、細節(jié)部分施工數據的高效集成，推動施工工藝控制效果的提升，結合細致準確的設計規(guī)劃指導現場施工。在模型中要及時輸入各項施工成本控制指標并設置相應的預警提示，以便為施工成本管控提供強有力支持，完成集約化管理、精細化管理模式的推廣實施，配合虛擬模型施工方案中各個關鍵時間節(jié)點的要求，輸入相應工期及進度配合視覺化動態(tài)模式顯示以便更加準確的指導現場施工工作。建筑工程項目管理中應用BIM虛擬技術要在整個工程的生命周期內加強對施工情況的督導，以形成高效、強勢的管理平臺為建筑工程管理服務。
2工程管理中BIM虛擬施工技術應用分析
建筑工程管理中應用BIM虛擬施工技術有助于加強對現場管理工作的監(jiān)督與了解，公司管理層應用虛擬施工技術可隨時查詢、跟蹤現場施工進度，結合施工情況可隨時準確下達管理指令，提升了溝通效率、降低了溝通成本，有利于建筑企業(yè)集約化管理模式的推行與實踐，是提升施工管理水平與效率，可極大的降低建筑工程成本造價，提升企業(yè)施工效益。目前建筑行業(yè)施工項目逐步趨于復雜化的情況下，因設計變更、施工返工等原因造成的施工成本造價增加比比皆是，不僅影響了工程進度、質量與安全，對承包方、施工方而言也造成了極大的經濟損失，根據行業(yè)統(tǒng)計數據，僅2014年建筑行業(yè)總承包工程中因設計變更施工與返工施工造成的成本增加比例在10%－20%左右，管理團隊管理成本增加在10%－30%左右，極大的影響了施工單位效益目標的實現。鑒于此，應用BIM虛擬施工技術模型可以更加直觀、詳盡的方式展現工程空間信息，在正式施工前即可對工程設計、竣工、驗收情況進行評判，極大了的減少了設計變更與施工返工等情況的發(fā)生，也一定程度上節(jié)約了管理成本。利用BIM模型進行虛擬碰撞檢驗有助于提前發(fā)現設計問題，并可通過虛擬仿真技術進行預應力鋼筋排布模擬等諸多試驗，從而減少后期返工，避免延誤工期、施工成本增加。建筑工程未開始施工前應用BIM虛擬施工技術可對整個施工過程進行模擬，對工程中每個管道、構件的位置進行精確定位，確保實現工程施工的精細化管理;BIM虛擬施工技術通過與4D數據庫的關聯可更加精確、快速的獲得各類工程基礎數據并拆分實物量，可為采購計劃的制定與調整提供給確切數據支撐，為項目限額領料提供幫助與支持，有助于加強施工項目成本管控、進度管控與質量管控等。傳統(tǒng)施工中通常難以確切統(tǒng)計出項目支出費用、合同應支付款項、甲方已支付款項等雜且亂的施工費用，無法結合施工進度與施工要求臨時快速變更施工圖紙及獲取準確合同工程量及工程造價，BIM虛擬技術配合4D關聯數據庫可更加快速、精確的確定相關三維圖形區(qū)域并完成框圖出價，實現過程三算對比、產值核算及進度控制等，為施工提供有效指導依據。BIM虛擬施工技術在工程管理中應用可對設計模型方案進行優(yōu)化，準確捕捉施工重難點，借助3DMAX動畫渲染展現施工工藝流程并進行可視化交底，通過展現虛擬施工現象使得復雜的空間設計與標準變得更為準確直觀，方便施工管理人員及作業(yè)人員的理解與運用，有效解決了因施工理解不同造成的施工操作失誤。利用BIM虛擬施工技術可將整個工程建設過程及材料使用情況記錄在案，可隨時重現整個施工過程并作為工程改進、檢查、責任追溯的重要依據，有助于加強施工管理。利用虛擬仿真技術優(yōu)化施工設計方案可推動綠色施工理念與綠色施工技術的應用實踐，尤其是建筑工程中大型設備的安裝與吊裝，利用3D模型可更加直觀的再現設備吊裝的動態(tài)過程，可有效避免實際吊裝中出現碰撞事故，在出現吊裝意外時系統(tǒng)可及時自動告警，確保吊裝圓滿，并減少現場設備吊裝意外的發(fā)生。比如通過魯班iBan移動應用可實現現場施工畫面的實時拍攝與上傳，與BIM虛擬模型進行位置對應，實時反應各方施工參數并展現了控制計算機中，從而將現場的施工管理、質量控制、進度控制、安全控制施工情況與虛擬模型相關聯，極大的提升建筑工程管理效率。
3結束語
BIM具有可視化性、協(xié)調性、可模擬性、可優(yōu)化性和可出圖五大特點[2]。同時，隨著BIM技術不斷的被引入建筑領域，大大的提升了建筑信息化程度，具有縮短工期、減少工程中各方間的摩擦、降低成本、提高管理效率等優(yōu)勢，帶來巨大的經濟價值與社會價值。無疑，BIM是近年來對工程建設行業(yè)一次重大的技術革命[3]。當下BIM技術已成為國、外學者及建筑行業(yè)從業(yè)所關切的一個焦點。
1 國內外BIM的發(fā)展現狀
對于大多數學者及建筑行業(yè)從業(yè)者而言，BIM已經不再是一個陌生的概念，但是對于BIM的研究與運用任然屬于一個嶄新而前言的領域。但國內、外學者及建筑行業(yè)從業(yè)者也對BIM開展了相當的探索、研究和運用。
對BIM在實際工程運用的探索中，我國已經取得較為豐碩的成果。在一批具有代表性的建筑中，都可以看到BIM的身影，如北京奧運會水立方、南京青奧會議中心、上海中心大廈等。同時國家層面也對BIM有相當的興趣及關注，首先BIM已經成為“十一五”國家科技支撐計劃重點項目，而在《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中9次提到BIM技術[4]，明確將BIM技術列為未來中國建筑行業(yè)發(fā)展的方向，同時住建部編制的建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出要推進BIM協(xié)同工作等技術應用。
自2003年BIM概念提出以來，英美等發(fā)達國家便開始著手相關理論及應用的研究。近年還創(chuàng)立了相關的BIM標準，并強制所有大型項目必須具有BIM方案才能投標和建設，并以此作為政策向導推進BIM在建筑行業(yè)的發(fā)展。同時這些國家通過鼓勵將BIM應用到實際工程中去，完善BIM的應用方案，挖掘BIM的價值（如工程成本、時間減少，協(xié)同性增加，以及nD虛擬化和碰撞檢測來減少失誤等），從而獲得巨大的價值，并以此作為BIM的市場驅動力，使得BIM在這些國家的發(fā)展走上了良性循環(huán)。
盡管我國對BIM高度重視，同時擁有全球最大的建筑市場，但BIM的技術理論與實踐研究與歐美發(fā)達國家相比仍然處于落后位置，缺乏大量的應用反饋及相關的規(guī)范以。同時，國內外對于BIM的探索主要圍繞在房建領域，在公路行業(yè)的發(fā)展相對滯后，而針對信息化橋梁方面的認識則更加不足。
2 BIM的運用平臺
目前有一種對于BIM片面的認識，認為BIM只是最終只是一個或多個軟件的協(xié)同作業(yè)。這種理解有明顯是錯誤的，但BIM的核心是基于該技術的建筑工程應用軟件卻是不可否認的。
基于目前具有國際和行業(yè)影響力并應用與中國市場的BIM軟件共有三十余款，現在市場上主流的BIM平臺主要有Autodesk Revit，Bentley Architecture，ArchiCAD，Tekla BIMsight等。這些軟件大多能支持3D參數化、模塊化設計，協(xié)同工作和有效信息傳遞，并且通過軟件接口之間的兼容，BIM工具能夠跟其他軟件協(xié)同工作，例如Autodesk Revit能夠將模型導入ROBOT進行結構分析，也可以與Navisworks交互實現4D進程模擬和沖突檢測。
3 BIM在橋梁工程中的運用
橋梁作為一種特殊的結構，具有工程造價高和社會作用大的特點，需要高水平的設計、施工及維護，現代橋梁大跨、復雜，高強輕質等特征也對建筑和結構工程師提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。因此，將BIM技術引入到橋梁工程中，實現橋梁在整個生命周期的生產信息化極為迫切。通過信息化的工作平臺和生產模式，能有效提高橋梁設計施工效率和協(xié)作，降低沖突，實現精確的多維模擬。
目前，大多數橋梁的設計，建設和運營維護仍然是基于2D CAD系統(tǒng)[5]，每個生產流程都是幾乎分離的，無法有效交互共享的數據，導致大量時間和資源消耗。由于不同部門間缺乏有效的溝通，變更的幾率也會升高。而解決這些問題正是行業(yè)賦予BIM的使命。
近年來，不少先進的工程公司嘗試將BIM應用到橋梁工程中。例如，2003年，芬蘭工程師成功利用3D建模的方法設計了一座簡支板橋，并利用3D鐳射掃描技術控制橋梁的施工精度[6]；2011年，韓國的研究人員成功利用BIM對一座鋼橋進行了4D施工模擬和沖突檢測，通過對整體進程的智能化分析提出了更好的施工方案[7]。
4 總結與展望
由此可見，BIM技術將是今后建筑及制造行業(yè)發(fā)展的趨勢。無論是對現有橋梁的運營管理，還是對未來橋梁的規(guī)劃、設計、施工及運營的全生命周期管理，BIM技術都將產生巨大的經濟效應與社會價值。
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關鍵詞：BIM技術；建筑施工；安全管理
1引言
BIM施工技術現在被廣泛的利用，所涉及到的有結構工程師、開發(fā)商、水暖電工程師與施工承包商等等多個工作領域，BIM施工技術可以給這些工作領域帶來一個多方面的平臺，那就是可視化科學協(xié)作平臺。BIM施工技術之所以能夠做到這一點，主要是歸功它的可視化的多維數字建設模型以及三維數字設計。
2BIM技術在安全管理方面的優(yōu)勢
BIM施工技術有很多的優(yōu)點，這些優(yōu)點在建筑的項目管理中被一一的體現了出來，具體我們可以將它分為五點，那就是可出圖性、可視性、優(yōu)化性、協(xié)調性和模擬性。以下內容是對它們的介紹：什么是可視性？可視性簡單的來說會是BIM施工技術的可視化水平，不過這個可視化水平并不是一般的可視化水平，這主要是因為BIM施工技術自帶較高的可視化水平，所以我們這次要介紹的是更高程度的BIM施工技術的可視化水平。還有BIM施工技術自帶完善的物理和功能信息、項目幾何，在施工的時候只要有BIM模型就夠了，只要從它里面提取所需要的信息就可。什么是協(xié)調性？BIM施工技術的協(xié)調性簡的說就是幫助建筑工程處理事前事情更方便一些，項目參與方要想迅速的找到模型的碰撞點，就可以利用到碰撞檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以幫助項目參與方收集BIM模型的參數，并且快速的進入實驗，除此之外，它還能自動形成實驗的分析報告。分析報告極大的方便了項目參與人員的分析與溝通。什么是模擬性？它主要指的是建筑項目工程利用BIM施工技術做的模擬實驗，而模擬實驗主要包括緊急疏散、節(jié)能和導熱性等等。除此之外，在招標與施工使，BIM施工技術可以很好的幫助項目進行動態(tài)模擬，有利于工程項目更好的完成。什么是優(yōu)化性？它可以幫助項目工程完成設計圖紙的修改和優(yōu)化，這要主要是通過前面的碰撞試驗分析報告和各種的模擬實驗來完成的。什么是可出圖？它可以幫助設計建筑工程的施工圖，主要是通過BIM施工技術的軟件來完成的，甚至可以完成整個BIM出圖展示。
3建筑項目管理階段中應用BIM技術
3.1BIM的算量技術
BIM可以很好的構建運算信息，并且BIM還能更好的使用運算信息，運用它自動的來識別不同的構建，然后統(tǒng)計構建的具體數量，這主要依據的是不同性質信息。BIM模型有一個優(yōu)點，那就是能夠很直接的生成材料數量以及尺寸信息，并且很好的反映出更改過的信息，同時更改別的信息。
3.2BIM的三維碰撞檢查
在設計圖紙的時候，如果發(fā)現結構設計圖有不統(tǒng)一的問題，一般情況下是很難被解決的，這些問題還會給項目工程的施工進度和質量帶來較直接的影響。BIM施工技術的出現，給項目工程帶來了很大的幫助，因為BIM施工技術的可視性可以幫助建筑工程形成可視化，能夠幫助建筑工程更好的完成碰撞檢查實驗,幫助建筑工程更好的優(yōu)化項目設計，并且能夠幫助建筑工程減少錯誤率，極大的提高了整個建筑工程的質量。
3.3BIM的虛擬技術
BIM施工技術有很好的的虛擬技術，該虛擬技術能夠幫助建筑工程完成項目虛擬，幫助建筑工程全面的了解到筑的外形以及環(huán)境功能，使建筑人員更好的分析設計的合理以及科學性，極大的提升了建筑工程的辦事效率。BIM的虛擬技術可以很好的變現建筑模型的物理特征，幫助項目工程更好的完成該操作，使要求更好的完成。
3.4BIM技術中的4D施工模擬技術
在建筑進行施工的時候，有一點使非常重要的，那就是施工的模擬技術，因為施工的模擬技術所影響到方面非常廣，其中包括天氣狀況、技術水平、施工進度以及材料的質量等等，這些都會對建筑工程的施工造成很大的影響，除此之外，有些時候在施工時會發(fā)現一個問題，那就是設計的施工進度與實際的施工進度不一樣，并且差異非常的大，隨著施工的不斷深入，這個問題也會越來越嚴重，極大的影響了建筑工程的施工，更嚴重的是會給建筑工程的施工安全與質量帶來影響。如果建筑工程想要很好的解決這一問題，就可以利用BIM技術來完成了,BIM施工技術可以很好的模擬4D施工，因為它能夠很好地利用施工場地布置信息以及資源,構建一個較全面的4D施工模型,建筑工程可以利用這個模型更合理的進行分配工作與實施計劃，幫助建筑工程降低了一定的風險，極大的提升了建筑工程的施工質量。
3.5BIM技術中的項目數據管理
在工程中，通常會出現很多復雜的數據，這就使得建筑工程迎來了更大的挑戰(zhàn)。BIM技術就能很好的解決這一點，因為它可以構建一個信息交流平臺，在這個平臺中，可以進行信息共享，形成各單位的聯系，方便了管理以及溝通，使建筑工程變得更加的快捷與簡單，提高了建筑工程的質量和效率。除此之外BIM技術還可以將建筑的信息導出來，極大的減少了建筑工程的工作量，給建筑工程降低了不少的難度。
4結束語
根據以上內容我們可以知道，目前我國正處在一個經濟飛速發(fā)展的時期，建筑行業(yè)也同樣被帶動發(fā)展，所以為了更好的發(fā)展建筑行業(yè)必須要不斷提高監(jiān)視施工技術，這樣才能夠很好的解決施工中出現的安全和管理問題。BIM施工技術能夠幫助建筑工程解決安全管理問題，BIM施工技術的出現極大的幫助了建筑工程的發(fā)展。所以我認為建筑工程應該積極主動的去學習使用BIM技術，不斷的來提高自己的安全質量，以更好的迎接挑戰(zhàn)。
參考文獻：
[1]孫保磊,付海峰.建設方驅動模式的BIM實施全生命周期管理及目標評價方法研究[J].施工技術.2014(3)
[2]張成方,李超.BIM技術在地鐵施工安全方面的應用淺析[J].河南科技.2013(9)
Abstract： It exists obstacles for communication of information in the traditional production mode， resulting in low efficiency； and the separation of design and construction brought many problems. The integration of design and construction take combination， resolving part of the problems in the traditional pattern， but long separation of design and construction leads to problems in the integration of the current mode in China. From the aspect of information， this paper analyzes the development of BIM （Building Information Modeling）. And then it puts forward the technical flow of BIM application in engineering & construction integrated model， providing support for the effective combination of design and construction.
關鍵詞： BIM；設計施工一體化；信息交流障礙
Key words： building information modeling （BIM）；engineering & construction integrated；obstacles for communication of information
中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）32-0137-030 引言
在工程建設發(fā)展史上，古代建筑中的設計和建造是由不同工匠承擔。隨著社會生產力的發(fā)展，工程規(guī)模越來越大，技術復雜程度越來越高，設計和施工出現分工。我國建筑業(yè)是國民經濟重要物質生產部門，總體規(guī)模大，在在目前工程建設模式下，設計、施工有一定的結合，但大多數仍屬于不同的專業(yè)，由不同單位承擔。在這種傳統(tǒng)的模式下，帶來眾多問題，主要表現在：
①在長期設計、施工分開招標影響下，設計與施工單位進入時間、需求不同，設計、施工階段不能很好的搭接。一方面設計方案的可施工性存在問題，導致設計變更頻繁；另一方面設計缺陷和施工失誤帶來的責任權限劃分不清，引起糾紛。
②部門之間信息量增大，交流與傳遞頻繁。但各專業(yè)信息交流媒介存在局限，部門間的信息存在斷層，導致信息流失，難以集成與協(xié)同。
建筑業(yè)各環(huán)節(jié)存在重復作業(yè)；另外不同生產之間信息難以協(xié)同；這兩個問題使得生產效率低下，帶來資源、成本的浪費。眾多研究提出解決整個工程建設行業(yè)低效率的主要方案是把設計-施工-管理過程集成在一起，形成設計施工一體化，加強項目全生命周期中最重要的兩階段的聯系，減少設計變更，節(jié)約成本。
1 建設項目設計施工一體化的應用問題
設計施工一體化的概念要追溯到古美索不達米亞時代。20世紀80年中葉，眾多專家都印證了：采用設計施工總承包模式與其他模式相比，在工期、費用和質量等方面都有一定的優(yōu)勢。
設計施工一體化是將設計、施工的分工與合作進行平衡、交叉，達到互動、互補和優(yōu)化。設計施工一體化可以理解為：一是從企業(yè)角度看，是設計、施工單位縱向一體化戰(zhàn)略在項目的表現，二是從工程總承包商角度看，設計施工一體化是設計、施工單位實行設計施工總承包的一種方式。工程承包市場能更好的體現設計施工一體化，但目前建筑行業(yè)的企業(yè)更多的關注于企業(yè)縱向一體化，如向前期投資，后期維護等方面的發(fā)展。由于我國長期設計、施工的不同專業(yè)劃分，使得設計施工一體化建設困難重重。
1.1 總承包模式下設計施工一體化發(fā)展制約 在眾多研究中，傳統(tǒng)機制問題被認為是總承包模式中設計施工一體化發(fā)展的主要制約因素。我國建筑工程設計、施工分包的模式的弊端日益凸顯，要推進工程建設組織實施方式的改革，加快改變設計施工彼此分割的局面[1]。不管設計施工一體化采用何種模式，都要建立一個有效溝通協(xié)調機制，加強設計施工協(xié)作。
1.2 設計方案的可施工性問題 設計方案的可施工性是傳統(tǒng)模式下的重要問題，設計與施工分離是造成設計方案可施工性問題的直接原因。設計與施工的一體化才能從根本上解決建設項目的可施工性[2]。設計施工總承包中，設計的基礎性、先導性和決定性的主導地位，只有通過設計、施工的合理搭接，將施工經驗運用到項目得早起，才能落實設計的可施工性[3]。
1.3 設計施工一體化與信息化問題 建設生產過程的本質是面向物質和信息的協(xié)作過程，項目后期的實施和運行過程的質量直接依賴于項目前期信息的可用性、可獲得性及可靠性。隨著現代工程建設項目規(guī)模的擴大，施工技術的難度與要求不斷提高，各專業(yè)部門之間信息量擴大、信息的交流與傳遞更頻繁，但不能實現整個建設項目的信息共享。設計施工聯合體雙方要有充分的信息交流，建立信息網絡，才能充分利用聯合體資源優(yōu)勢[4]。
目前最大的問題是設計、施工兩個階段的工作不能真正的融合，集成優(yōu)勢不明顯，綜合效益難以體現。要實現設計與施工的有效融合，需要建立有效的溝通協(xié)調機制解決總承包模式下的制約，加強信息資源的支持與共享。
2 BIM技術在設計施工一體化的應用
建筑生產和信息處理是兩個不可分割的過程，推行設計施工一體化，實現的是建筑生產過程的集成；BIM技術促進的是項目信息處理過程的集成，基于BIM的設計施工一體化建設通過信息處理過程的集成實現生產過程的有效改進和重組，為不同參與方提供協(xié)作平臺，實現信息共享，能很好的為目前設計施工一體化的困境提供出路。
2.1 BIM技術的發(fā)展 BIM，是一種技術，也是一個過程，是利用三維數字技術，將建筑各構件的物理和功能性特性等信息以模型的形式，儲存到數據庫中，并嵌套各構件的相關聯系，提供“模擬和分析”的科學協(xié)作平臺，實現信息集成、共享，對項目進行管理。可從以下幾個方面理解其定義：
2.1.1 必要條件：BIM中B（Building）是輸入的客體，I（Information）是核心，M（Modeling）是過程，輸出的是三維或多維模型。
①Building：BIM的基礎是建筑物，建筑物是BIM的研究客體，也是信息的發(fā)出者，是BIM過程的輸入，也是各參與者的作用客體。建設項目過程中的信息都是通過對建筑物的基本屬性處理得到的，是對建筑的完整描述。
②Information：信息是BIM的本質，BIM收集、處理、共享的是信息，各參與者利用BIM獲取、更新、修改的也是信息，信息是將建筑物的屬性與多維模型，不同參與方之間聯系起來的樞紐。
③Model：模型是BIM輸出的結果，也是各參與方對建筑最接近直觀的感受，BIM集成了建筑工程項目各種相關信息的動態(tài)工程數據模型。
2.1.2 技術基礎：以三維數字技術為基礎，建立數據庫，實現信息的參數化儲存，解決數據之間的一致性和共享問題，能被建設項目各參與方普遍使用，支持建設項目中動態(tài)信息的創(chuàng)建、管理和共享。
2.1.3 其他方面
①目標：BIM要求將工具從二維轉變到三維，并在設計、施工階段貫徹協(xié)同、綠色和可持續(xù)的理念，在完成工期、質量、成本、安全目標的基礎上，實現與環(huán)境協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展等更高層次目標。
②工具：BIM軟件是實現BIM思想的工具，通過應用不同的軟件，將建筑項目全生命周期中的變化發(fā)展形成完成的脈絡。
建筑是2D的，也是3D的，建筑信息從設計師到施工人員的傳遞也經歷了多次2D、3D的轉換。建筑師要將頭腦中3D的建筑設計轉化為2D的設計圖，施工人員在理解、分析施工圖紙的時候又將這種2D的圖紙在腦中轉化為3D的模型，與實體建筑相對應。BIM的應用能讓設計師直接以3D模式展現建筑信息，施工人員以3D模型為理解基礎，與實體建筑相對應，減少了信息在2D、3D轉換中的信息流失，傳遞過程如圖2。
建筑信息模型也是多維的，將施工時間計劃和建筑信息模型集成可形成4D Model（四維模型），實現構件或部件按建造順序進行顯示，即施工模擬；將造價信息與進度計劃、建筑信息模型結合，就形成了5D Model（五維模型），可根據施工內容自動統(tǒng)計各個時間段需要的資金。
2.2 BIM技術在設計施工一體化中的應用 我國BIM發(fā)展是以20世紀80年代建筑業(yè)開始信息化進程為基礎的。 “十五”信息化工作國家科技攻關項目推動了施工領域企業(yè)的信息化發(fā)展，BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型技術引起了我國建筑業(yè)第。2002年BIM的方法和理念由歐特克公司率先提出后，國內興起了用信息技術實現變革的風潮?！笆濉逼陂g，國家明確提出要加快信息化新技術BIM在工程中的應用，降低信息傳遞過程中衰減。
但我國工程項目信息集成管理的起步較晚，其推進過程是緩慢而艱難。對BIM的概念研究僅限于BIM的概念、特征等基本性質，更多的關注的是BIM在設計應用后帶來的變革；施工階段將BIM應用到項目管理的具體實際中，更好的實現項目目標和效益，較少偏重于BIM信息處理方面的優(yōu)勢。
對于BIM技術應用的案例和應用軟件都以設計階段為主導，進行設計方案的優(yōu)化和選擇，像建筑朝向、日照、溫度濕度、風環(huán)境、聲學模擬等施工領域BIM還處于初級應用，主要是利用設計單位提供的設計圖紙，先利用其它軟件建立項目的BIM技術模型，并復核檢查，進行模擬分析優(yōu)化，成本預算部門進行三維算量、成本預算。其它應用比較多的是利用BIM的模擬、可視化進行質量安全控制、機電設備等的碰撞檢查，如浙江城建贛州中航項目、中天建設杭州奧體中心項目等，已出現的大量優(yōu)秀的設計及施工案例，相比國外的技術水平，仍有較大的差距。BIM在設計、施工階段主要應用如圖3。設計單位和施工企業(yè)的BIM應用技術路線分析如圖4。
隨后BIM的在設計、施工領域的不斷應用，人們逐漸意識到BIM的三維數字數據庫，可視化模擬等能更好的鏈接設計、施工的信息。同時借助BIM，建筑項目施工圖設計階段就需要施工方的介入，設計者與施工者在三維設計平臺上協(xié)同工作，共同商討施工圖是否符合施工工藝和施工流程的要求。目前建設工程領域設計、施工過程中協(xié)調性差、整體性不強等問題，都可通過設計、施工一體化來解決，而建筑信息模型BIM技術可為實現設計、施工一體化提供良好的技術平臺和解決思路[5]。設計施工一體化模式下BIM應用技術路線分析見圖5。
3 結語
通過對設計施工一體化建設研究可以發(fā)現，國內外都經歷了設計施工從整體到分工再一體化的過程，目前大多數研究者認為設計施工一體化的實現是由一個承包商負責，但具體是一個獨立實體還是聯合體形式尚無定論。
BIM在信息方面具有優(yōu)勢，將BIM應用到傳統(tǒng)模式下，只能改善項目信息的連續(xù)性，并不能從根本上解決設計施工階段的信息流失。只有選擇適合BIM信息共享路徑的建設模式才能更好的發(fā)揮信息技術的作用。
綜上所述，BIM改變了傳統(tǒng)模式下信息共享路徑，設計施工一體化建設轉換了傳統(tǒng)模式下設計、施工的分離狀態(tài)，將BIM應用到設計施工一體化建設中，能更好的輔助項目，減少信息流失，兩者相輔相成。
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關鍵詞：預制裝配式建筑；BIM；綠色施工；應用；實踐
1引言
預制裝配式建筑越來越受到歡迎，是因為這種建筑在建房的時候所采用的是工業(yè)化方法，即施工中使用的構件大部分在工廠內完成，對于需要使用的構建運到施工現場，經過技術人員按照設計圖紙拼接后可安裝在建筑結構上。需要注意的是，所有構件應牢固連接，以確保建筑物的可靠性。在預制裝配式建筑中應用BIM技術，可以在構件運到施工現場后按照三維設計圖拼裝，取代傳統(tǒng)的按照二維平面圖進行澆筑施工和現場拼裝的方式。這樣，建筑的外觀就與傳統(tǒng)方法建造的房子一樣，施工方法卻截然不同。預制裝配式建筑應用BIM技術，縮短了施工現場的工作時間，減少了用電、用水和人力資源，簡化了施工過程。此外，還可以減少各種污染物，減少了垃圾量，避免了施工環(huán)境的污染，對施工現場的管理非常有利。
2預制裝配式建筑的介紹
預制裝配式建筑的一個重要優(yōu)勢是，可以提高工程的施工質量，確保整個工程的施工進度加快。在預制裝配式建筑施工的過程中，由于某些施工采用裝配施工方式，在生產施工過程中，通常采用運行機械裝配線的方式，對于零件的生產不再采用人工操作方式，使得零件有更高的精度，確保每道工序符合有關的規(guī)定，建筑結構的各個部位得以改進，工程施工質量有所提高[1]。預制裝配式建筑的整個施工都采用裝配模式，施工管理模式也發(fā)生了變化。在裝配式建筑施工的過程中，整個施工過程按照一定的產業(yè)流程進行，部分結構零部件在工程中完成，實現了施工標準化操作，使大部分生產環(huán)節(jié)比傳統(tǒng)的施工模式更加完善，當然這對施工人員的專業(yè)素質有較高的要求，特別是施工中采用工業(yè)管理模式，結合現場施工管理，使施工項目既實現了現代化，又實現了自動化運行。預制裝配式建筑的施工特點是，采用預制模式，大大提高了管理效率。從裝配式建筑施工的現狀來看，已經實現了半自動作業(yè)模式。與手工生產操作相比，這種生產方式的速度更快，生產質量有所保證。所以，建筑施工中整體化操作，使得施工的進度加快，縮短了施工時間。預制裝配式建筑施工與傳統(tǒng)的建筑工程施工模式相比較，工期大大縮短，原材料的使用量明顯減少，由此降低了成本，提高了工作效率。
3預制裝配式建筑施工技術要點
3.1預制吊裝施工技術。預制裝配式建筑施工中，對于預制外墻板要使用車輛運輸到施工現場,施工管理人員將外墻板的數量清點正確，對編號都要核對好，外墻板使用專用的吊具，將其吊到建筑結構上，放置在指定的安裝位置。施工人員對外墻板初步就位之后，將臨時的支撐系統(tǒng)設置好，還要采取必要的固定限位措施[2]。外墻板與樓層面限位固定的時候要做好清點工作，對編號進行核對,防止產生錯誤。當預制樓梯運輸到施工現場并清點完畢，對編號予以核對，使用專用吊具將預制樓梯段運輸到預安裝樓的板位置,由施工人員安裝就位。3.2墻面施工技術。應用預制裝配式技術，主要的目的是實現綠色施工，對工程的整個建設環(huán)節(jié)實施一體化管理，如此形成一個科學化的管理模式，避免管理不當造成材料和資金的浪費。在預制裝配式施工的過程中，采用綜合化的管理模式能夠及時發(fā)現隱患，及時采取有效地措施處理，避免造成嚴重后果，導致資金投入量增加。在承重墻建設以及剪力墻建設中應用BIM技術設計和施工，流程簡化，工程建設效果更好，能夠實現預期的目標。在工程施工中采用預制裝配式建筑施工技術，可以從建筑結構整體的角度出發(fā)進行墻體建設，應用BIM技術規(guī)劃建筑結構，根據立體化、透視化的設計圖進行拼接，在加工部件的時候可以測試承重能力并對所獲得的數據精確分析，對于不當之處適當調整[3]。在墻面施工的過程中注重綠色化，將預制裝配式模式發(fā)優(yōu)勢發(fā)揮出來，結合使用BIM技術可以避免拆除重建，可以一次性成型，同時排除各種安全隱患，施工效果良好。
4應用BIM技術實現綠色施工
4.1應用BIM技術設計模型。工程項目部在施工的初期階段將BIM應用小組建立起來，應用BIM技術設計預制裝配式建筑模型。將BIM技術應用于施工實踐中，就是通過運行工作軟件進行設計，主要使用的軟件包括Autodesk、Navisworks、Revit、斯維爾二維算量和廣聯達場地布置等，所設計的模型惟妙惟肖，而且是立體化呈現，具有良好的透視效果，每個細節(jié)出現問題都能夠及時修改，方式施工中發(fā)現予以返工，由此節(jié)省了人力和物力，保證工期[4]。在預制裝配式建筑施工中應用BIM技術，考慮到建筑的主體結構所采用的是框架結構，以屋面護系統(tǒng)和墻面護系統(tǒng)為主，按照綠色理念，外覆雙曲造型所使用的鋁板幕墻和玻璃幕墻。按照BIM模型，就是將各種構件拼接起來，構成多種形式的實體[5]。節(jié)能與環(huán)保在預制裝配式建筑結構的中心筒部分施工中，工序復雜，難度大，對施工精度有較高的要求。對于這種情況，BIM小組運行BIM建立模型的時候，以樹權部位的二維模型為主，臨時支撐間距在設計的過程中計算出來，根據計算的結構排布支撐，還要與施工進度計劃相結合，對施工的工序進行四維施工模擬。應用BIM模型對施工技術進行交底，避免設計與現場施工存在不符之處，保證施工質量。4.2設置臨時支撐。在進行預制裝配式建筑結構施工的過程中，要保證屋面的結構安裝保持較高的穩(wěn)定性，將屋面的梁撓度減少，在進行樹權施工的過程中，需要將臨時支撐設置好。在確定臨時支撐型號的時候，需要根據受力計算所獲得的結果進行。對于整個建筑結構的整體受力，要保證其具有較高的穩(wěn)定性之后，按照設計圖紙將臨時支撐拆除，如此可以起到轉換受力體系的作用[6]。某建筑工程的上施工中，按照設計圖紙要求在屋架的下方所設置臨時支撐，所選用的材料為鋼管，規(guī)格為152mm×5.0mm，材質為Q235，鋼支撐的高度介于3.2m~5.5m之間，根據具體的需要進行選擇。鋼支撐之間的距離設定需要根據鋼梁跨度進行布置，介于3.5m~4.8m之間，在支撐的上部與屋架梁底部可以采用鋼接的方法，這種連接方式比較簡單。支撐的下部如果不在樹權部位，可以將型鋼連接到混凝土結構，型鋼的規(guī)格為H200mm×200mm×8mm×12mm，使用膨脹螺栓連接，支撐鋼管連接到型鋼件上，采用剛性連接的方法。與樹權部位交接的部位，可以直接在主桿件的頂面連接。由于螺栓在圓管的外側布置，整個結構更加簡潔，而且節(jié)省了材料[7]。4.3應用BIM技術模擬施工應用。BIM技術模擬施工是BIM技術的一個重要優(yōu)勢。在預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術進行模擬操作，對施工的現場情況都能夠模擬操作，發(fā)揮虛擬建造技術的作用，通過操作軟件構建模型，合理設置時間參數，在計算機中操作虛擬軟件就可以將頭腦中形成的思路用模型體現出來，然后進行虛擬操作，使用仿真軟件進行仿真操作。在工程項目建造的過程中會產生一些成本[8]。比如，當某工程沒有按期完成工程造成的損失，施工中存在材料浪費的問題等，使用BIM技術就可以實現虛擬軟件建造，對工程設計圖進行模擬操作，合理規(guī)劃施工的每個環(huán)節(jié)，將施工中所存在的難點以及需要重點關注的問題都能夠展示出來，從而對施工過程管理予以優(yōu)化。在進行異型樹權鋼結構施工之前，需要將BIM模型建立起來，還要進行模擬操作，對每個設計環(huán)節(jié)在施工中的效果都能夠體現出來，發(fā)現問題可以及時調整，避免施工中產生問題導致不良后果。工程施工中應用BIM技術可以實現數據協(xié)調，具體的實施中，就是應用三維信息模型實施管理。立體化的施工設計圖發(fā)揮指導作用，對于所存在的問題及時指導施工現場解決，避免施工中出現施工質量問題導致返工。展示三維信息模型的時候，就是將工程項目的各項指標綜合，使得工程施工現場的各項數據全面呈現，BIM軟件的運行中可以起到有效協(xié)調的作用[9]。同時，應用BIM技術還可以實現精細管理。在預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術，使得復雜性問題得到有效解決。預制裝配式建筑結構施工中，打破了原有的循序漸進的方式，而是從整體施工高度角度出發(fā)展開，如果存在問題，可以從整體的角度出發(fā)作出調整，由此可以加快施工進度，各個施工環(huán)節(jié)都能夠合作進行，相互配合良好。發(fā)揮BIM技術的作用，可以使得復雜的設計問題和施工問題及時發(fā)現，并準確定位，對于問題的處理簡單化，確保整個的施工中發(fā)揮設計圖的指導作用，各項工作更加有條理。具體的應用中，就是發(fā)揮BIM技術的作用，通過實施模擬對施工現場優(yōu)化管理，對施工現場的障礙快速解決，施工質量有所保證。
5結束語
通過上面的研究可以明確，預制裝配式建筑結構施工的過程中應用BIM技術可以發(fā)揮優(yōu)勢。中國走綠色發(fā)展道路，建筑施工的能耗大、資源消耗量也大，而且往往工期比較長，采用預制裝配式建筑施工方式，結合BIM技術，使傳統(tǒng)施工當中所存在的問題有效解決。如此，建筑工程更加完善，使建筑業(yè)的發(fā)展符合中國綠色戰(zhàn)略目標。
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【關鍵詞】：數字技術建筑信息模型（BIM） 建筑教育體系改革
中途分類號： G642文獻標識碼：A文章編號：
1.前言
一提到建筑數字技術教育，首先想到的可能是一系列的軟件，除了傳統(tǒng)的AutoCAD，3Dmax，Sketchup等，還有基于建筑信息模型BIM技術的Revit 等，另外擅長曲面造型的Rhino，誠然，這些軟件的教學能讓學生掌握更多表達建筑的方法或提供更好的建筑設計的思考途徑，但是由于在教學過程中大多側重軟件使用方面的講授，忽視了與設計課的結合，同時其他專業(yè)基礎課與設計課在數字技術的銜接方面也不成體系，因此很難達到預期的效果。在2007年全國高等學校建筑院系建筑數字技術教學研討會上提出的改革思路的一個重要方面就是將建筑數字技術課程與建筑設計教學結合起來，原本專業(yè)基礎課程的學習就應該服務于設計課，更好的將個專業(yè)基礎課與設計課達到無縫銜接的程度才是建筑學專業(yè)教學的目的。數字技術的應用是滲透到整個建筑行業(yè)中的，因此建筑學專業(yè)教學體系應抓住數字技術革新的契機，對各個課程的教學內容和教學方法做出相應的改革，建立更緊密圍繞設計課為主的教學體系，讓學生更加適應數字時代的到來！
2.建筑數字技術教學改革的現狀
隨著計算機、網絡、數字技術的發(fā)展，給建筑教學帶來了翻天覆地的變化。首先，網絡讓教學交流更容易。比如，班級一般都建有QQ群，任課老師經常被邀請加入群里，討論作業(yè)、設計等，在更輕松、平等的網絡氛圍下的師生交流更愉快，教學效果更好。此外，學生還把作業(yè)放到ABBS等建筑論壇上請求點評，在論壇上經常會碰到名師還有設計經驗豐富的建筑師，學生反映收獲很大。除了增進與老師的交流以外，學生與其他院校的同學交流也增多了，通過網絡他們了解了其他院校的同學都在學什么，怎么學，而且同齡人之間交流學習心得的效果比老師在課堂上反復強調要好。其次，實現了多媒體教學普及和精品課程資源共享。一般理論課教學都利用了多媒體教室，老師通過圖片、三維動畫、視頻資料輔助教學，學生更容易接收。更重要的是多媒體教學也讓精品課程庫的建立成為可能，讓不少一般院校的學生也能通過精品課程庫享受到優(yōu)質教學資源，對提高老師的教學質量也有很大的幫助。最后，三維軟件的學習，增強了學生的空間思維和創(chuàng)新能力。絕大多數院校在大一下學期安排Sketchup軟件的教學，然后在接下來的設計課中馬上利用Sketchup建模并推敲方案，學生普遍都表現出比用手工模型推敲方案更高的熱情，他們對方案中內部空間的布置和外部環(huán)境的營造以及對建筑的材質、顏色的推敲顯得更細致入微。此外，幾乎所有重點高校，如清華大學、重慶大學、同濟大學等，以及部分普通高校，如湖北工業(yè)大學、河南工業(yè)大學，他們進行了數字技術教育改革的腳步較早，除了Sketchup，他們更安排了Revit、Rhino等三維軟件的教學或專題講座，讓不少學生使用Grasshopper體驗了參數化設計這種全新的設計思維，大大開闊了空間設計的思路創(chuàng)新。
3.建筑數字技術教學改革中存在的問題
建筑數字教學改革中存在的最重要的問題就是與設計課結合的不緊密。主要表現在以下兩個方面，第一，雖然在建筑數字教學中增加了大量的課時，但是大多普通院校主要用于講授新的軟件的使用方法，對數字建筑本身的意義和重要性對學生交待的不清楚，最后學生把興趣放在軟件的學習上，激動于軟件帶來的感官刺激，比如用rhino創(chuàng)建的自由形體讓學生激動不已，導致過分強調外部造型而忽視了設計最本質的東西比如空間的組合。目前除了一少部分院校開始講授基于BIM技術的Revit 以外，大部分院校三維軟件教學以講授Sketchup和3DMax為主，其它軟件推薦學生自學，因此有的學生在草圖構思階段也會受到軟件的限制，比如草圖大師不擅長曲面，學生在構思階段有意避開曲線構圖，或有想法也堅持不到最后。其實數字技術對設計的影響之大遠遠超出我們現在可以想象到的。比如在2011年CAADRIA（亞洲計算機輔助建筑設計協(xié)會）年會上SASADA獎最佳論文獎的冠軍獎勵給一個使用彎曲傳感器和記憶合金實現現實中的織物曲面形態(tài)和計算機中的曲面模型之間互動的研究，它使得建筑師對曲面形態(tài)的創(chuàng)作可以脫離計算機圖形界面而在物理世界中進行。
第二，專業(yè)理論課的教育對數字技術的反應太慢。正如建筑業(yè)對科技的反應比其它專業(yè)如機械、航天、導彈等等專業(yè)都慢很多一樣，專業(yè)理論課對設計課的支持也總是慢一拍。三維建模出現后，特別是基于建筑信息模型的軟件出現后，還有不少學生甚至老師還認為那只是類似或比3DMax高級的三維軟件，并沒有意識到BIM模型可以應用于整個建筑周期，從方案設計到施工圖設計，并整合結構、機電等，再到施工、物業(yè)管理等階段都有用武之地。比如Revit和ArchiCAD等三維軟件建立的模型或組件可以用于建筑構造課程，從整體到局部到節(jié)點構造均有比較精細的組件模型，而且利用這些軟件進行理論課的教學讓學生倍感親切，和設計聯系的也愈加緊密。又如Ecotect軟件本來可以提供很好的對建筑物理環(huán)境聲、光、熱全面分析，但大多數學生面對大量的數據設定望而生畏，然而，如果在建筑物理理論課的教學中在聲、光、熱三方面分別以小例子來講解相應的使用方法和分析途徑，學生也會對建筑物理這門本來比較難又略顯枯燥的課程更感興趣。因此在理論課上及時利用或補充數字技術方面的相關知識并與設計結合講解可能是數字技術帶給建筑教育課程體系的一個契機。
。4.建筑數字技術教學改革的探討
建筑學教育本來就是一個完整的體系，被人為的分成若干課程，最終通過設計課程來實現知識的整合。數字技術的發(fā)展特別是BIM技術，為學科的整合方式帶來的新的契機，通過BIM技術構建一些歷史的、現代的、著名建筑模型，并建立一個基礎數據庫，這個庫可以提供給各個課程分別引用，并根據知識側重點不同增添新的信息，然后成為這門課程的模型數據庫。因此借助數字技術的手段推動建筑學教育體系中知識的整合度，讓學生將各課程所學融會貫通于設計課程應該成為數字計算教學改革的重點。具體來講數字技術與各門課程之間的整合構想如下。
4.1數字技術與計算機輔助設計課的整合
大多院校雖然開設計算機輔助設計課已經有十多年歷史了，但通常把計算機作為繪圖工具取代手工繪圖，充其量達到“無紙化設計”的程度。近幾年來受大量外來數字建筑作品的沖擊，國內建筑師開始從創(chuàng)作思維層面上利用數字技術，重點建筑院校也開始探討數字技術教學改革的新模式。而要從創(chuàng)作思維層次上利用數字技術必須有有計算機圖形學的基本知識，但對于建筑學專業(yè)學生來說，基本的圖形學算法已經令人望而生畏，更不用說參數化設計這類需要總結設計的生成規(guī)則并轉化成算法的，更是讓人舉步維艱。但清華大學已邁出了第一步，開設了計算機圖形學課程，在參數化設計課題上做出不少有益的探索。因此普通院校在開設計算機圖形學課有難度的情況下，在計算機輔助設計課中增加相關的計算機圖形學知識是可行的。
4.2數字技術與建筑歷史課的整合
建筑歷史課教學宜從古建筑制式的介紹和現代建筑的數字設計方法兩個層次來結合數字技術。第一，利用數字技術建立古建筑模型庫，特別是基于BIM技術的三維模型。比如我國古代木結構建筑都有嚴格的等級劃分，而劃分的規(guī)律多以柱徑尺寸或斗拱中斗口的尺寸來控制，通過參數化設計，整個古建筑木結構模型一目了然，而且模型中各個部件均可以添加名稱和細部尺寸信息，學生只需更改參數即可查詢各種等級不同制式的古建筑，而且構件名稱、尺寸以及安裝方法等信息均可查詢。雖然很多學校在這方面都做了不少有益的探索，但是，如果能夠在常用軟件中有準確的三維模型，那將對歷史教學和設計課程的有機結合有很大幫助。另一方面，將數字技術的發(fā)展現狀作為教學內容。如果在介紹現代建筑時，結合其使用的數字技術進行分析，將在提高建筑歷史課的學習熱情同時開拓學生創(chuàng)新思維能力。
4.3數字技術與建筑構造課的整合
建筑構造課教學宜從構造節(jié)點信息和建造方法兩方面結合數字技術。一方面，利用通過BIM技術建立的模型庫添加細部信息，比如樓板、復合墻體、防水層的構造信息。這樣學生可以方便查詢，畢竟學校不可能在構造實驗室把所有的構造節(jié)點收集齊全。但是模型庫可以通用，構造節(jié)點只需在原有數據庫的基礎上添加詳細的節(jié)點信息。另一方面，可嘗試整合相關的CAM知識作為教學內容。因為學生在感嘆獨特的空間曲面造型的同時往往會有疑問這樣的造型怎么做。CAM是計算機輔助建造的縮寫，在汽車和航空領域的應用廣闊，目前建筑業(yè)也有應用的實例。如ONL設計的IWEB項目，一個類似太空飛船的造型，從設計到構件生產建造到施工組裝完全用三維數字技術，建立了從三維設計到鋼材制造的直接聯系。如果學生對空間曲面造型的構造更清晰會增加他們利用數字技術設計的信心。
4.4數字技術與建筑物理課的整合
建筑物理課教學應該補充講授如何利用數字技術進行各種物理環(huán)境的分析。學生提到物理課往往比較頭疼的，因為目前的教育側重概念介紹和計算，真正能運用于設計中的一般就是一些定性的知識。但如果利用數字技術對物理環(huán)境做足分析，可以為方案提供強有力的數據支持。對于如草圖大師上的日照分析，學生都非常樂意運用，但對于如Ecotect等專業(yè)分析軟件，大多數院校的學生都苦于自學難度很大，面對大量物理數據的設定無從下手，而且對分析結果如何指導設計改進也充滿困惑。在這方面，重慶大學已經做了不少探索，而且在新編的建筑物理教材中增加了Ecotect應用部分，為教學提供很大的方便。因此，結合設計案例講解軟件的使用方法，以及通過分析結果改進設計方案的手段是有必要的。
4.5數字技術與建筑設計課的整合
建筑設計課教學既要鼓勵學生在設計中運用所學的新軟件，還要提醒他們不要被軟件左右設計思想。近幾年“非線性設計”、“建筑設計生成法”、“參數化設計”新的概念層出不窮，學生一邊向往這些新概念帶來的視覺沖擊，一邊又害怕困難，沒有把握去嘗試，往往放棄或半途而廢。設計課上老師應該鼓勵學生在大學設計課程中至少做一個非線性設計的方案，課堂上對于想法很好，但建模有困難的同學可以做一部分示范，幫助他建立一部分模型，正如建筑表現課上給學生做示范一樣。這方面，東南大學、清華大學、同濟大學都開始了教育改革實踐取得了相當喜人的成績。但對于有些軟件基礎好的學生，他們雖然能很快結合設計，但容易沉迷于軟件帶來的新奇造型，欲罷不能，反而忘記了設計的本質，對他們則應正確引導，提醒數字技術是工具，要為設計服務而不是成為它的奴隸。
5.結語
總之，無論對于走在改革前列的重點院校,還是正準備邁出改革步伐的普通院校,要實現各課程之間的整合工作量相當大，教師培訓、教材編寫都需要付出大量心血，但是，借助數字技術的改革推動建筑學教育體系的整合是必然趨勢，隨著數字技術的發(fā)展，建筑教育體系必將同步發(fā)展、與時俱進。
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