浅谈BIM技术在施工现场平面布置图教学中的应用

摘 要：建筑信息模型BIM技术不仅逐步推广和应用到土木工程的各个领域，而且逐步融入建筑类高校专业课程教学中。本文在施工现场平面布置图教学中运用BIM技术使学生对施工现场平面布置情况有了一个直观的认识，实现课堂教学与实际施工现场的互动，同时反复虚拟施工现场平面布置，让学生按照整个建筑的空间关系反复进行分析，会极大地提高布置的合理性。

关键词： BIM技术；施工现场；平面布置图

传统教学中教师通常用图片、施工视频以及理论知识来讲授施工平面图布置原则，要求学生绘制施工现场平面布置图的二维图纸，这对空间思维能力还不强，专业知识储备较少， 工程实践经验不多的大二学生来说很难在头脑中构建清晰的三维立体图形。通过BIM技术构建三维可视化动态仿真模型， 可以逼真还原施工现场，实现施工可视化仿真教学，可以将抽象的专业知识内容具体化，便于理解，起到了非常好的教学效果。这种教学方法优势是解决教学过程中施工现场整体规划、现场进场位置、材料区的位置、起重机械的位置及危险区等常见问题，确保建筑构件在起重机械安全有效范围作业；可以利用BIM技术结合施工现场实际尺寸，立体展现施工现场构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况、装货卸货情况，合理进行施工平面布置和施工交通组织，避免现场混乱；同时为高空安全吊装提供数据。

一、 运用BIM技术激发学生学习兴趣，创造意境

结合实际工程所处的具体环境，通过BIM技术漫游功能动态化演示工程施工现场整体布局、现场进场位置、材料区的位置、起重机械的位置、构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况、装货卸货情况、临时设施、水电管网等。让学生沉浸于施工现场的情境之中，全方位观察施工现场布置情况，加深对施工现场的认识，从而掌握施工现场平面图的布置内容。

二、 运用BIM技术解决教学重难点

通过对学生绘制的平面布置图的总结发现经常会出现以下问题：塔吊布置出现死角、塔吊与周边建筑物立面发生干涉、塔吊起升高度不足造成碰撞、塔身无法拆除，石灰仓库、宿舍布置在上风口，道路布置施工机械在整个进场环节中出现碰撞点导致交通不顺畅，材料出现二次运输，施工现场机械设备的布置与临时水电布置发生冲突，高压线与吊臂发生碰撞。

针对以上问题教学中引入BIM技术，施工现场虚拟三维全真模型可以直观、便利的分析现场的不合理因素，排查安全隐患，找出潜在的问题，优化布置方案。有利于提高效率、减少传统施工现场布置方法中存在漏洞的可能，及早发现施工方案的问题，提高施工现场的布图效率。下面就以上问题的应用具体来分析：

1 塔吊布置，借助BIM技术构建三维全真模型，将塔吊按照整个建筑的空間关系来进行布置和论证，准确确定起重机械的位置及危险区等，确保建筑构件在起重机械安全有效范围作业，让塔吊布置方案更合理，塔吊利用率更高。具体体现如下：

（1）三维可视化模拟可以从不同角度进行观察使塔吊的旋转半径覆盖施工楼层、材料堆场、装卸及部分加工场地，根据模拟展开实时调整和修改塔吊布置死角及塔吊臂过长问题。（2）三维可视化模拟帮助学生加深理解实际工程中塔吊位置与建筑物立面的相对关系，动态演示能够更加直观精确检查塔吊与周边建筑物立面是否干涉，特别是阳台、屋面造型、空间造型等部位，便于学生发现问题及时修改布置方案避开冲突。（3）三维可视化模拟可以展示塔吊起升高度不足造成吊臂、吊绳、吊钩碰撞，学生能够直观的发现安全隐患，对布置不合理情况及时进行修改，保证塔臂的安全性。（4）三维可视化模拟对塔吊在场安装进行三维模拟，从不同角度、方位进行观察，明确塔吊爬升架口的朝向，能避免塔吊前臂方向存在新建筑物的主体，导致塔身无法拆除错误。

2 临时设施，通常学生所做的施工现场平面布置方案会出现钢筋加工棚、木工棚布置在建筑物四周较近的地方，淋灰池、宿舍布置在上风等不合理现象，引入BIM技术通过建模表达临时设施的尺寸、重量、连接方式、布置形式，从而选择施工设备、机具、确定施工方法，配备人员。BIM技术的三维可视化模型可以准确界定临时设施之间的空间关系，从而避免布置不合理带来的作业冲突和安全隐患。

3 运输道路布置，在布置运输道路时不考虑施工现场挖掘机、土方车、混凝土车、桩基和钢筋运输车的会车过程，会出现交通拥挤现象。教学中通过引入BIM技术，进行环境漫游和场地漫游，模拟施工机械行进路线，材料运输车辆进出场和卸货位置以及不同车辆的会车过程，让学生从不同角度查看现场交通布置情况，提前分析交通规划找出施工机械在整个进场环节中碰撞点，再调整行进路线，保证场内交通流畅。

4 材料堆场布置，场地交通规划好之后，根据交通规划和塔吊的布置确定材料堆场。学生完成施工平面布置图中经常出现材料二次运输问题。教学中运用BIM技术构建施工场模型模拟各个施工阶段的现场环境，可以快速统计构件的材料用量，使材料一次堆放到位，减少材料二次运输。提高场地利用率，节约费用。

5 临时水电布置，学生完成平面布置图中常见问题有施工现场机械设备的布置与临时水电布置发生冲突，高压线与吊臂发生碰撞。应用BIM技术从空间立体角度对施工现场布置方式进行模拟分析可以及早发现碰撞，及时调整临时水电布置方案。

总之，在施工现场平面布置图教学中运用BIM技术构建三维全真模型，通过施工模拟学生可以直观找出布置方案中潜在的问题，熟练掌握施工现场平面布置图的布置原则，减少施工现场布置方法中存在漏洞的可能。

参考文献：

[1] 柳娟花，李艳妮.基于BIM的虚拟施工技术应用探究[J].电脑知识与技术，2011（29）：7266-7268.

[2] 孙煜.BIM三维动画演示技术在高职高专建筑专业课堂教学中的应用[J]. 课程教育研究， 2013（32）： 241.

[3] 田江永.BIM技术在建筑施工技术课程教学中的探索[J].科技资讯，2014（22）：172-174.

[4] 赵雪锋，李炎锋，王慧琛.建筑工程专业BIM技术人才培养模式研究[J].人才培养改革，2014（297）：53-54.

作者简介：

李科兴，陕西省渭南市，陕西铁路工程职业技术学院。endprint