BIM技术在成人高校建筑教育中的应用与价值

［摘           要］  通过对BIM技术在建筑教育教学改革、设计能力提升、施工管理加强以及运维与管理助力四方面应用进行研究，揭示了BIM技术对成人高校建筑教育的积极影响。研究结果表明，BIM技术为成人高校建筑教育提供了实践环境和学习资源，培养了学生的实践能力，促进了团队协作和沟通。同时，BIM技术提升了学生的设计能力，通过三维模拟、数据分析和优化设计以及设计决策的迭代和改进，提升了建筑教育的设计水平。此外，BIM技术还提升了建筑教育的施工管理水平，实现了施工过程的模拟和协调，支持工程进度和成本控制，并提供了施工安全管理的辅助工具。

［关    键   词］  BIM技术；成人高校；建筑教育；教学改革；设计能力

［中图分类号］  G642                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2023）24-0173-04

BIM（Building Information Modeling）技术是一种基于数字模型的建筑设计与管理方法，通过集成各种信息和数据，实现对建筑全生命周期的全面管理。随着信息技术的快速发展，BIM技术在建筑行业得到了广泛应用，也逐渐渗透到成人高校的建筑教育领域。成人高校建筑教育作为培养建筑专业人才的重要环节，对于学生的实践能力培养、设计水平提升以及施工和运维管理能力的培养有着重要的影响。而BIM技术的引入为成人高校建筑教育带来了许多机遇和挑战。本文将重点探讨BIM技术在成人高校建筑教育中的应用与价值，揭示BIM技术在该领域的潜力和影响。

一、BIM技術促进建筑教育教学改革

（一）BIM技术提供实践环境和学习资源

BIM技术在成人高校建筑教育中的应用为学生提供了更加真实的实践环境和丰富的学习资源，为他们的专业学习提供了更多的机会和平台。传统的建筑教育主要依靠课堂教学和理论知识的传授，而BIM技术的应用能够将学生从抽象的理论中解放出来，让他们直接参与到建筑项目的实践中。

BIM技术通过建模和仿真的功能，为学生提供了实践环境。学生可以通过BIM软件创建建筑模型，并在模型中进行设计、构建和模拟。这种实践环境使学生能够亲身体验建筑项目的各个阶段，理解设计决策的影响以及工程施工的过程。通过实践，学生能够加深对建筑行业的理解并培养实践技能。BIM技术还提供了丰富的学习资源。BIM软件不仅可以用于建模和设计，还可以用于数据分析、协作和沟通等。学生可以通过使用BIM软件进行数据分析，了解建筑项目的各个方面，包括材料成本、能源效率等。此外，BIM技术还可以支持团队协作和沟通，学生可以与其他团队成员共同参与建模和设计过程，提高团队合作能力和沟通技巧。

（二） BIM技术培养学生的实践能力

BIM技术在成人高校建筑教育中的应用不仅提供了实践环境，还能够有效地培养学生的实践能力。传统的建筑教育注重理论知识的传授，而BIM技术的引入使学生能够通过实际操作来应用所学知识，提高他们的实践能力。

首先，BIM技术通过建模和设计的过程，让学生能够将抽象的概念转化为具体的建筑模型。学生可以使用BIM软件进行建筑设计，从平面布局到立体结构，从材料选择到施工工艺，全方位地考虑各个方面的因素。通过这样的实践，学生能够将课堂上学到的知识应用到实际项目中，提升设计能力和创造力。

其次，BIM技术在建筑教育中培养学生的实践能力还体现在与其他专业之间的协作。在真实的建筑项目中，建筑师需要与结构工程师、机电工程师等其他专业人员进行合作和沟通。BIM技术提供了一个集成化的平台，不同专业的学生可以共同参与建模和设计过程，相互协作，解决问题。这种跨学科的实践让学生能够了解其他专业的需求和要求，培养团队合作能力和沟通能力[1]。

（三）BIM技术促进团队协作和沟通

BIM技术在成人高校建筑教育中的应用不仅提供了实践环境和培养学生实践能力的机会，还有效促进了团队协作和沟通。在建筑项目中，团队协作和沟通是非常重要的，而BIM技术通过提供共享平台和协同工具，加强了学生之间以及学生与教师之间的合作与交流。

BIM技术提供了一个共享平台，使多个学生可以同时参与到建模和设计的过程中。通过共享模型和数据，学生之间可以实时协作，共同完成建筑项目的设计。例如，一个学生可以负责建筑的结构设计，而另一个学生可以负责机电系统的设计，他们可以在同一个BIM模型中进行协作、相互交流并进行设计的调整和优化，这种实时协作的方式大大提高了团队的工作效率和质量。BIM技术还通过提供协同工具，促进了学生之间以及学生与教师之间的沟通和交流。在BIM软件中，学生可以通过注释、标记、批注等功能，向其他成员传达设计意图和需求，这样的沟通方式比传统的纸质文档更直观、明了，减少了信息传递的误差。同时，教师也可以对学生的设计进行实时的评价和反馈，指导学生改进和完善设计，这种即时的反馈和交流促使学生不断优化设计，提升自己的能力。

二、BIM技术提升建筑教育的设计能力

（一）BIM技术支持建筑设计的三维模拟

BIM技术在成人高校建筑教育中的应用对于提升学生的设计能力具有重要意义，其中，BIM技术支持建筑设计的三维模拟是一个关键方面。传统的设计方法主要依靠手绘或二维CAD软件，限制了学生对建筑形态、空间关系和材料效果的全面理解。而BIM技术的引入使得学生能够进行更真实、更直观的三维模拟设计。

通过BIM软件，学生可以将建筑设计转化为三维模型，展示建筑的立体形态、布局和空间关系。这种模拟设计的方式使学生能够更好地理解建筑设计的复杂性，并能够在虚拟环境中进行实时的可视化演示和调整。学生可以自由地浏览建筑模型，观察各个角度和视角，深入理解建筑的空间组织和流线设计。同时，学生还可以模拟不同光照条件下的效果，预测日照、遮阳和通风等影响因素对建筑的影响，从而优化设计方案。此外，BIM技术还支持学生对建筑材料和构件的真实模拟。学生可以在BIM软件中选择不同的材料和构件进行应用，实时观察它们在建筑模型中的表现。通过调整材料的属性和参数，学生可以模拟不同材料的外观、质感和性能，从而在设计中做出更准确的决策。这种材料模拟的功能帮助学生了解材料的特性和使用方法，提高他们材料选择的准确性和创造性。

（二）BIM技术提供数据分析和优化设计

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用不仅限于三维模拟设计，还能通过数据分析和优化设计进一步提升学生的设计能力。BIM技术提供了丰富的建筑信息和数据资源，为学生提供了更深入的设计分析和决策支持。

BIM技术能够收集并整合建筑设计过程中产生的各种数据，包括结构分析、能耗模拟、材料成本、施工工期等。通过将这些数据与建筑模型关联，学生可以进行全面的数据分析。例如，学生可以进行结构力学分析，评估建筑结构的强度和稳定性，并根据分析结果对结构进行优化。这种基于数据的分析和优化设计方法有助于加深学生对建筑设计技术性和科学性的理解。BIM技术还支持学生进行可持续性分析和设计优化。通过在BIM软件中输入建筑参数和设计约束条件，学生可以进行能耗模拟和碳排放分析，评估建筑的环境性能。学生可以根据分析结果调整设计，采用更节能、更环保的设计策略，实现可持续发展的目标。BIM技术还可以进行太阳能利用和自然通风等方面的模拟，帮助学生优化建筑的能源效率和舒适性。

此外，BIM技术还支持学生进行成本分析和预算控制。学生可以在BIM软件中输入材料价格、工程量和施工工艺等信息，进行成本估算和预算分析。通过这种数据驱动的设计方法，学生能够更好地理解建筑设计与成本之间的关系，优化设计方案，以实现经济效益和质量要求的平衡。

（三）BIM技术促进设计决策的迭代和改进

BIM技术在成人高校建筑教育中的另一个重要应用是促进设计决策的迭代和改进。传统的设计过程通常是线性的，设计师需要完成一份最终的设计方案，再对其进行修改。然而这种线性设计过程存在信息传递不畅、决策不准确等问题，导致设计质量和效率难以得到提升。

借助BIM技术，学生可以通过建模和模拟功能进行设计决策的迭代和改进，从而提高设计的效果和品质。首先，BIM技术能够实现设计方案的可视化和交互性，使学生能够更清晰地了解设计的各个方面。学生可以在BIM软件中创建多个设计方案，并通过可视化的方式比较和评估它们之间的差异。这种实时的反馈和交互性使得学生能够更快速地做出决策，选择最佳的设计方案。

其次，BIM技術支持设计的参数化和自动化。学生可以通过设定不同的参数和约束条件，在BIM模型中生成多个设计方案。通过对这些方案进行评估和比较，学生可以找到最优的设计解决方案。同时，BIM技术还可以自动调整设计模型的细节和构造，以满足不同的设计需求。这种参数化和自动化的设计方法使得学生能够更灵活地探索设计空间，快速生成多个设计方案，并在其基础上进行改进和优化。

三、 BIM技术加强建筑教育的施工管理

（一）BIM技术实现施工过程的模拟和协调

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用对于提升施工管理能力有着重要的作用。其中，BIM技术实现施工过程的模拟和协调是一项关键应用，可以帮助学生更好地理解和掌握建筑施工的复杂性，并培养他们在实践中解决问题的能力和协调团队的能力。

通过BIM技术，学生可以在虚拟环境中模拟建筑施工的全过程，从施工计划到实际操作的每个步骤。他们可以创建建筑模型并添加施工相关的信息，如施工序列、设备和材料安排、施工工艺等。通过模拟施工过程，学生可以预测潜在的冲突和问题，并采取相应的措施进行调整和优化。这种模拟和可视化的方法使学生能够更好地理解施工过程中的各种因素和影响，提前解决潜在的问题，从而提高施工质量和效率。

BIM技术还支持施工过程的协调和协作。在传统的施工管理中，不同专业的施工团队通常独立工作，很难有效地协调各自的工作。然而，借助BIM技术，学生可以将不同专业的信息整合到一个模型中，并进行碰撞检测和冲突解决。通过BIM模型的协调，学生可以及时发现并解决不同专业之间的冲突，确保施工过程的顺利进行。此外，BIM技术还提供了实时的协作平台，使不同专业的学生能够共同参与模型的更新和修改，促进团队之间的沟通和合作[2]。

（二）BIM技术支持工程进度和成本控制

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用可以有效提升工程进度和成本控制。通过BIM技术，学生可以更好地理解和管理建筑项目的进度和成本，培养他们在实践中进行项目管理和控制的能力。

BIM技术能够帮助学生进行工程进度管理。通过在BIM模型中添加施工计划、工序和任务，学生可以模拟和可视化项目的进度安排。他们可以进行任务的分配和调整，识别关键路径和瓶颈以及进行进度的跟踪和更新。这样的模拟和可视化功能使学生能够更好地理解工程进度的影响因素，并采取相应的措施来优化进度计划，提高项目的执行效率。BIM技术对于成本控制也具有重要意义，学生可以在BIM模型中添加材料、设备和人力资源的成本信息，进行预算和成本估算。通过与实际的供应商和承包商进行数据交互，学生可以获得准确的材料价格和施工成本信息。这样的成本模拟和分析功能使学生更好地进行成本控制和优化，识别潜在的成本风险和节约的机会，并制订相应的措施来确保项目在预算范围内完成[3]。

BIM技术还支持工程进度和成本之间的关联分析。通过将进度和成本信息整合到一个BIM模型中，学生可以进行进度与成本之间的比较和分析，找出可能存在的冲突和风险，并采取相应的调整措施。例如，当进度延迟时，学生可以通过模拟和分析来评估成本的影响，并制订合理的调整方案。这种综合分析和决策的能力培养了学生在实践中进行工程进度管理和成本控制的能力，为他们日后的职业发展奠定了基础。

（三）BIM技术提供施工安全管理的辅助工具

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用可以为施工安全管理提供强大的辅助工具。建筑施工过程中存在一些安全风险和隐患，学生需要掌握相关的安全管理知识和技能，通过BIM技术，他们可以更好地理解和应对施工安全问题，培养在实践中进行安全管理和预防的能力。

首先，BIM技术能够模拟和可视化施工场景，帮助学生识别潜在的安全风险和危险点。通过在BIM模型中添加安全相关的信息，如临时设施、脚手架、起重机械等，学生可以实时查看和分析施工现场的安全状况。他们可以通过碰撞检测和冲突解决功能，发现不安全的设计和施工冲突，并及时采取措施进行调整和改进。这种模拟和可视化的能力使学生能够更好地理解施工安全管理的重要性，并采取相应的预防和控制措施[4]。

其次，BIM技术支持安全计划和培训的实施。学生可以在BIM模型中创建安全计划和操作指南，并将其与相关人员共享和协作。通过模型的可视化和交互性，学生可以更好地传达安全管理的要求和措施，培训团队成员的安全意识和操作技能。此外，BIM技术还可以为学生提供安全培训和模拟训练的环境，使他们能够在虚拟场景中进行安全操作和应急响应的训练，增强他们在实际施工中的安全意识和应对能力。

四、BIM技术助力建筑教育的运维与管理

（一）BIM技术支持建筑设备的维护和管理

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用对于建筑设备的维护和管理有着重要的作用。建筑设备的运行和维护对于建筑的正常运行和功能发挥至关重要。通过BIM技术，学生可以更好地理解和管理建筑设备的运维需求，培养在实践中进行设备维护和管理的能力。

BIM技术可以将建筑设备的信息整合到建筑模型中，包括设备的位置、规格、技术参数、维护记录等。通过BIM模型，学生可以实时查看设备的状态和性能，了解设备的维护需求和计划。同时，学生还可以利用BIM技术进行设备的故障模拟和诊断，通过模型的可视化和分析功能，及时发现设备的问题并采取相应的维修措施。这种基于BIM的设备管理方法使学生能够更加高效和准确地进行设备维护和故障处理，提高建筑设备的可靠性和运行效率。

BIM技术还可以提供建筑设备的实时监测和预测分析。学生可以通过BIM模型与传感器和监测系统进行数据交互，实时获取设备的工作状态和性能指标。通过数据的收集和分析，学生可以预测设备的维护需求和故障风险，并制订相应的维护计划和预防措施。这种预测性维护的方法使学生能够更加有效地进行设备管理，避免设备故障对建筑运行和功能造成的影响，提高设备的可靠性和寿命[5]。

（二）BIM技术提供建筑信息的可视化和查询

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用可以通过建筑信息的可视化和查询功能，为学生提供丰富的学习资源和实践工具。BIM模型作为一个综合的建筑信息平台，可以将建筑的各项信息整合到一个统一的模型中，并通过可视化和查询的方式进行展示和访问。

BIM技术通过模型的可视化功能，将建筑的各个方面以图形化的方式呈现给学生。学生可以通过BIM模型深入了解建筑的空间布局、结构构件、装饰元素等，加深对建筑设计和施工过程的理解。通过旋转、放大、缩小等操作，学生可以自由地浏览和观察建筑模型，从不同的角度和尺度进行学习和分析。这种可视化的学习方式使学生能够更加直观地理解建筑的复杂性和细节，提高他们的空间感知能力和设计能力。BIM技术也提供了丰富的查询功能，使学生能够方便地获取建筑信息和数据。学生可以通過BIM模型进行属性查询，了解建筑构件的规格、材料、施工工艺等详细信息。他们还可以查询施工图纸、技术规范和安全标准等文档，深入了解建筑设计和施工的要求、规范。此外，BIM技术还可以与建筑管理系统和设备监控系统进行数据交互，实时获取建筑的运行数据和性能指标。通过这些查询功能，学生可以深入了解建筑的特性和运行状态，为他们的学习和实践提供准确的参考和支持。

BIM技术还支持学生在模型中进行注释和标记，将他们的思考和观点记录下来。学生可以在模型中添加文字、图标、标签等注释，对建筑设计和施工过程进行说明和评价。这样的注释和标记功能有助于学生进行思考和讨论，促进他们的创造性思维和批判性分析能力的发展。

（三）BIM技术优化建筑运维的效率和可持续性

在成人高校建筑教育中，BIM技术的应用对于建筑的运维和管理有着关键的作用。通过BIM技术，学生可以优化建筑运维的效率和可持续性，提高建筑的维护质量和可靠性。

BIM技术可以提供建筑设备的运行和维护数据，支持建筑的预防性维护。学生可以通过BIM模型与设备监测系统进行数据交互，实时获取建筑设备的工作状态和性能指标。通过分析这些数据，学生可以预测设备的维护需求和故障风险，制订相应的维护计划和预防措施。这种预防性维护的方法可以减少设备的突发故障和停机时间，提高建筑的可靠性和运行效率[6]。

BIM技术也可以支持建筑维修和维护的过程管理。学生可以在BIM模型中记录和跟踪维修工作的进展和结果，包括维修任务、工作时间、人力资源等信息。通过对维修过程的管理和监控，学生可以提高维修工作的协调性和执行效率。此外，BIM技术还可以与维修记录和维护手册进行关联，使学生能够快速查找和获取相关的维修资料和指南。这种过程化的维护管理方法有助于学生更加系统和有序地进行建筑的维修和保养，延长建筑的使用寿命和性能。

BIM技术还可以支持建筑的能源管理和可持续性评估。学生可以在BIM模型中添加能源消耗数据和环境影响参数，对建筑的能源利用和环境性能进行评估和优化。通过模型的分析功能，学生可以识别能源浪费和环境污染的问题，并制订相应的改进措施和策略。这种能源管理和可持续性评估的方法使学生能够更加全面地考虑建筑的环境影响和可持续发展要求，推动建筑行业朝着更加节能、环保的方向发展。

五、结束语

BIM技术在成人高校建筑教育中具有广泛的应用与重要的价值。它不仅丰富了教学资源和提升了学生的能力，还促进了教学方法和管理模式的创新。随着BIM技术的不断发展和普及，相信它将在建筑教育中发挥更大的作用，培养出更多具有创新思维和实践能力的建筑专业人才。

参考文献：

［1］李文盛.基于BIM土木专业毕业设计改革的研究与实践［J］.轻工科技，2022，38（6）：181-183.

［2］陈莉，宋娅芬.建筑工业化背景下《BIM结构设计》课程教学改革与实践［J］.房地产世界，2022（7）：83-85.

［3］张天龙，路平，赵劲松，等.基于OBE-CDIO的装配式建筑BIM一体化实践教学改革［J］.土木建筑工程信息技术，2022，14（2）：28-33.

［4］陈绍楠.BIM技术在建筑结构设计中的运用［J］.科技资讯，2023，21（7）：86-89.

［5］陈晶晶，崔蓬勃.BIM技术在建筑工程施工管理中的应用［J］.佳木斯职业学院学报，2023，39（4）：151-153.

［6］潘琦.以BIM技术创新高校建筑人才培养模式的策略探究［J］.山西经济管理干部学院学报，2023，31（1）：13-17.

◎编辑 栗国花

作者简介：刘畅（1995—），女，回族，天津人，本科，研究方向：建筑学。