BIM 技术在《建筑设备安装》课程教学中的应用实践

钱竹君

（上海市城市科技学校 上海 201600）

关键字：BIM 技术；建筑设备；中职教育

1 中职生理解给排水施工图困难

在中职学校建筑工程施工专业、建筑装饰专业的教学中，《建筑设备安装》课程属于专业核心课程，给排水施工图识读是本课程的核心内容之一。给排水施工图分类详细，图例符号繁多，系统图表达复杂，是本课程的教学难点。

1.1 平面施工图识读易混淆

给排水平面施工图模块分类多，线条表示类似，图例符号相近，中职学生识读容易混淆。常见的给排水平面施工图有给水，排水（污水，雨水，废水），消防（喷淋，消火栓），空调水等施工图。每种施工图都是以建筑施工图为基础加上各种线条和图例符号来表示管线管件和设备。线型、给排水管件符号和设备图例种类繁多且相似，管线交错，注释符号多，对中职学生而言难以精确识读和理解到位。

1.2 系统图识读难理解

给排水系统图属于三维立体图形，学生识读图纸需要良好的空间想象力，而中职学生的空间想象力比较薄弱。系统图属于正面斜轴测图，简称斜二测。斜二测和正等轴测一样有三维立体效果，但又有别于常见的正等轴测图，学生在建筑识图课程中没有学习过。由于轴间角和轴向伸缩系数的不同，学生难以完整地想象。并且给排水施工图的图例符号分为平面图部分和系统图部分，管线管件和设备的图例符号与平面施工图不同，所以造成学生对图纸内容的辨别和管线连接方式理解难度增加。

1.3 隐蔽工程难接触

给排水施工图中的内容大多都是隐蔽工程的内容。为了建筑物的美观性与实用性，装修施工时会将管线设备隐藏起来，管线管件和设备一般敷设在墙体与管道井内部、地面与楼面下部、顶棚内与屋顶上部。虽然学生能通过观察周边建筑物来帮助理解，但是由于无法直接观察到隐蔽部分，无法和图纸进行比对，故而难以对图纸理解透彻。

给排水识图能力不足会造成学生在本课程后续学习时学习动力不足，学生无法理解图纸，也就无法理解施工原理。这将给本课程的给排水安装实训和电气、暖通等内容的学习带来阻力。

2 BIM 技术在给排水课程中的优势

在给排水识图的教学中，利用BIM 模型将二维的图纸升级到三维模型，结合BIM 技术可视化与仿真模拟的优势，可以有效提高学生识读给排水施工图的能力，培养学生空间想象力，帮助学生理解给排水施工要点。

2.1 可视化优势

可视化是BIM 技术的优点之一。 BIM 技术的核心基础是三维模型，BIM 模型能全面、真实地反映出给排水内容在房屋建筑中的设计信息。运用BIM 软件的对象隐藏、隔离和剖面框等功能能将模型中繁杂的管线管件、设备按专业模块分别进行显示，又能展示隐蔽工程内容，学生能直观的看到平时难以接触和想象的内容。同时通过BIM 模型的平面出图功能和三维动态展示功能，结合平面施工图和系统图，把图纸和模型进行比对，让学生能更清晰地识读各个模块的内容，有助于学生对管线布置、构件样式、接头类型、连接方法及图例符号等有更深地认知，避免各管线系统的混淆。从而提高学生识读给排水平面施工图和系统图的能力，了解管线的走向，掌握隐蔽工程的内部节点，解决了给排水平面施工图内容繁杂及系统图理解困难的教学难点。

2.2 仿真模拟优势

BIM 模型精确，能将图纸内容和施工内容1:1展示在计算机上，用三维模型的创建过程来模拟施工过程，具有仿真模拟的效果。对比教材中的BIM 模型和实体建筑，相似度几乎一致。在教学中利用BIM 模型动态观察功能，配合施工图纸、实体建筑影像资料和现场参观考察进行综合讲解，学生能更好地理解图纸，了解各种管线系统在三维空间中的位置关系和连接方式，以及管线的材质要求、坡度设置、接头类型和施工质量验收标准等，帮助学生进一步正确地识读图纸、理解图纸，并在熟悉有关规范要求的基础上应用图纸，加强对建筑给排水施工内容及规范要求的认知。

3 利用BIM 技术辅助给排水课程教学

3.1 针对给排水教学内容建立BIM 模型库

在BIM 模型库的创建中，给排水模型要按专业模块进行分开建模，目的是能更精确地表达各模块的内容，方便学生学习和掌握各模块的难点与重点，如排水是属于重力管道，有坡度要求；给水是压力管道，接头和材质要求不同；管线交错时的避让原则等。最终形成一个完整的BIM 模型系统，能进行综合展示。学生通过模型理解各专业模块之间的关联，又了解它们的不同之处。并且BIM 模型库中的给水、排水、消防、空调等系统必须分模块、分功能、分区域用不同颜色表示， BIM 模型的颜色线型与国家规范或施工图要求一致，以便教学中学生分专业浏览模型，方便教师讲解各专业的施工工艺和技术特点。

3.2 配套给排水实训内容创建模拟动画

结合给排水实训教材，参与制作给水系统和排水系统的施工动画和水流动画。模拟动画能更好的让学生理解给水系统和排水系统的施工工艺及其运转方式，能起到举一反三的效果。配合施工图纸与BIM 模型，能让学生进一步理解给排水管线与设备、管件的连接方法，理解不同专业的管道材质、接头类型、施工要点与技术特点，能对给排水施工图与给排水施工有更深层次的理解。

3.3 结合BIM 技术拓展综合实训课程

目前的研究只针对本课程的给排水内容，但显然BIM 技术不只适用于此。将建筑设备安装与土建专业、结构专业综合运用到第五学期的《建筑工艺施工综合实训》课程中，学生可以结合BIM 技术的智能布线功能了解各种施工方案的优缺点，优化施工方案；且各施工方案之间有成本差异，BIM技术的统计构件信息功能就能运用于工程量的计量计价上，对比差异，从而节约造价成本；也能利用BIM 技术的模拟施工布线功能，寻找施工图纸中问题，配合制图课程模拟图纸变更；还可以运用BIM技术的碰撞检测功能，了解容易发生碰撞的节点，注意施工难点，避免重复施工，积累实践经验。学生不仅能在BIM 模型中理解给排水的施工工艺和技术特点，也能通过对比观察BIM 模型和实体模型得到进一步的理解和消化，将“所听”、“所见”、“所画”、“所做”的内容综合运用起来，虚实结合，增加学习印象，达到更好的学习效果。

4 结语

总之，BIM 技术可以丰富《建筑设备安装》课程的教学资源，可以改善给排水识图与给排水实训课程的教学手段，提高学生学习效率，提升教学效果，解决教学难点。显然，BIM 技术不等于三维模型，BIM 技术也不只是针对给排水的教学内容，它同样适用于本课程的电气、燃气、采暖、通风、空调等内容的教学。如今已有更多使用BIM 技术的教学资源添加到《建筑设备安装》在线开放课程中，得到了很好的推广应用。BIM技术也将为中职建筑专业其他课程服务，为更多课程的学习做铺垫，助力课堂教学，推动中职教育的信息化发展。