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《建筑力學》是應用型本科高校建筑工程技術等專業一門重要的學科基礎課,該課程由理論力學、材料力學、結構力學三部分組成,不僅包括靜力學的基本知識,也涵蓋了基本桿件的強度、剛度、穩定性的計算,同時涉及到平面靜定和超靜定結構體系在各種條件下的近似分析方法等。
一課程中存在的問題簡述
1.教材現狀。目前大部分《建筑力學》教材章節篇幅較多,跨越三大力學,知識面廣,難度也大,一般采用高等教育學科體系編寫,重視考試結果,對學生的理論分析和計算能力要求較高,同時弱化了理論知識與實際運用的結合,教材要求的最佳學時一般為100學時左右,而多數應用型本科高校基于教學計劃和培養目標的考慮,授課學時一般安排在50學時左右,學時分配嚴重不足。
2.教師授課現狀。現在高校教師趨于年輕化,一些剛畢業的年輕教師缺乏實際的工程經驗,自己理解也不夠深刻,不能將理論知識和實際工程案例進行有效結合,課堂既不夠生動,也缺乏說服力;而不少教師在實踐知識匱乏的情況下,往往采用填鴨式教學,花大量的時間給學生演示理論公式的推導過程,學生學習起來不僅乏味也很吃力。
3.學生學習現狀。應用型本科院校的學生基礎普遍較差,個別學生中學階段學的是文科,力學基礎很薄弱,而且建筑力學的概念比較抽象,計算較多,學生邏輯思維能力不強,很多同學一旦某堂課跟不上節奏,在后續的學習中就會越落越遠,從而導致厭學情緒加重,課后作業往往不能獨立完成。
二.提高課堂吸引力措施
1.合理取舍教學內容。根據應用型本科高校人才培養目標,制定適合本校實際的人才培養模式和教學大綱,使其更具有針對性和實用性。教師應本著“必須、夠用”的原則合理取舍教材中存在的交叉和重復內容;去掉相對較難而學生后續學習和工作很少會用到的知識點,如“平面體系的幾何組成分析”、“組合變形”等;針對不同專業,不同基礎的人群應分層次教學,比如建筑相關專業,扭轉問題工程實際遇到較少,可以不講。
2.適當利用多媒體課件。傳統的黑板板書模式,學生一般可以跟上進度和思路,做好筆記,但是板書過程往往會影響到課程進度,特別是在例題的抄寫和畫圖的過程中浪費了很多時間,課堂也缺乏生動性。多媒體課件利用動畫、聲音和視頻等功能,給課堂帶來豐富的表現力,在增強學生注意力的同時還會給學生帶來身臨其境的感覺,而且多媒體課件通過電腦排版,文字、公式書寫更加工整和規范,充分體現了治學的嚴謹性,也給任課教師節約了不少板書時間。
3.采用啟發性教學。教師不僅要注重理論與實際的結合,去掉一些不必要的繁瑣的推導過程,也應該在教學過程中積極貫徹啟發式教學方法,要善于整理問題、提出問題,并引導學生進行思考和作答,如學習材料的力學性能之前,可以從出土的戰國時期的越王勾踐劍講起,概述其鋒利程度,然后轉到東漢時期劉備所持的由海外寒鐵精英鑄就的雙股劍,提出問題:如果越王勾踐劍與雙股劍交鋒,誰會取勝?激發了學生們的學習興趣,同時也加深了學生們對不同材料的力學性能認識。
4.增強課堂互動性。課程上要抓住學生的注意力,提問環節必不可少,怎么避免提問的冷場和學生的反感呢,靈活的處理課堂互動,將會有效化解教師與學生之間的尷尬。如學生被點起來直言不會做,你可以給他場內求助的機會,該生可以選擇認為能夠回答的同學求助,直到回答正確為止;對于一些重要的習題演練,可以在課堂上先分小組討論,討論完畢之后各組推薦學生到黑板板書,之后該生還必須參照教師標準跟同學們講解解題思路和過程,一來不會因為學生沒有準備好而尷尬,二來也給了學生上臺表現的機會,同時也增強了課堂的趣味性。
改變錯位藝術觀,樹立整體的建筑觀
如前所述,學生普遍存在輕結構的觀念,針對這一點,在“建筑結構與選型”課程的緒論中應在強調結構方面做足功課,可先引入幾個重大的因輕視結構而導致的事故。例如,2004年5月23日,巴黎戴高樂機場剛剛投入使用不久的2E終端樓部分坍塌,造成4人死亡。調查結果顯示該建筑在追求外觀以及功能的同時,對新型結構的認識不夠,安全系數偏低,是事故發生的原因之一。再引入著名建筑師重視結構的名言,例如,密斯曾指出:“結構體系是建筑的基本要素,它的工藝比個人天才、比房屋的功能更能決定建筑的形式。”[1]奈爾維說:“我的所見表明了:無論何時何地,一個建筑物的普遍規律,它所必須滿足功能要求、建筑技術、建筑結構和決定建筑細部的藝術處理,所有這一切,都構成了一個統一的整體。”[2]因此,學生要改變以往輕結構重感性藝術的觀念,樹立建筑創作中的整體概念。最后給學生提出明確的學習目標與目的:建筑學專業學生必須要學習結構技術方面的課程,并不是要達到像結構專業那樣進行精確的力學分析和計算,學習這些課程的最終目的是掌握各種各樣的結構概念,以便在處理工程技術問題時有科學的分析能力,對典型的結構體系有較好的理解,能正確地認識建筑物設計中的全局性問題,掌握一些近似的估算方法,了解一些宏觀的估計,以便具有定性解決各種技術問題的能力。
行之有效的多種教學方法
1.教學內容重組和優化
教學中依靠教材但不拘泥于教材。如上面提到的,“建筑結構與選型”教材內容中要講到的結構類型就有十幾種,如果僅僅依靠教材內容來學習如此多的內容,對教師授課,學生學習都是很困難的。要做到有效率地授課和學習,教師在授課過程中應結合專業特點精選內容,重點講概述性內容,讓學生對各種建筑結構型式有總體的認識,而不只拘泥于對公式的講解。讓學生較好地了解每種結構型式的受力特點、掌握它們的優缺點及其適用范圍,緊貼工程實際,優化教學內容,適時適量補充現今建筑行業產生的新技術、新結構和新材料等,充分體現教學內容的適應性和時效性。結合結構體系的總體概念重組教學內容,同時還要結合注冊建筑師考試的相關內容,尤其是和實際工程結合緊密的問題,培養學生工程能力。
2“.沙龍式”課堂
以往在課堂上,主要以教師講解為主,學生聽講做筆記,不懂的問題一般都是下課之后或是通過發電子郵件向老師請教,這無疑使大部分學生特別被動,而且上課、課下復習的積極性都不高,不能提高學生的專業興趣,教學效果不好。通過“沙龍式”課堂,學生在上課前預習要學習的內容,把不懂的內容找出來,課堂上再認真聽教師分析講解,這樣還能提高自學能力。教師在課堂上不僅僅講解理論性的知識點,還要快速把理論性的內容講解完,專門安排時間和學生進行討論,教師向學生提出問題,學生也把不懂的地方及時提出來,從而形成教師與學生互動的課堂,同時也提高了學生學習的主動性和積極性。另外在課程進行期間適當抽出幾個學時作為專題討論時間,題目由教師和學生討論來決定,比如說大部分學生普遍對高層建筑結構類型及特點章節內容不甚理解,教師可在專題討論中系統地將這一部分內容重新講解,然后和學生針對具體的問題進行討論,在專題討論中請有工作經驗的建筑師、工程師從實際工程建造的角度跟學生交流,使學生從實際建造的角度理解理論性的內容,同時也使遺留的問題得到很好的解決。
3.多媒體動態演示建筑的結構邏輯
“建筑結構與選型”的理論性強,各種結構體系的特點僅僅用文字和書上圖片難以引起學生興趣。多媒體教學圖文聲像并茂,能給學生以直觀的視覺和聽覺感受,留下鮮明的印象。這門課程中需要有大量的工程實例來體現結構體系,教材中的圖片不能將它們的特點清晰展示出來,采用多媒體教學可以大量地穿插工程實例建成后的圖片、結構施工過程中的照片或視頻等,把以前用傳統教學中難以講清楚的問題在課堂上清楚地講解出來。多媒體輔助教學不僅明顯地增大了上課時段的知識信息量,還有助于學生形象、直觀地了解抽象難懂的內容。巧妙精心地編織教學課件是改善教學效果的重要途徑。(1)根據結構邏輯逐一演示(見圖1)。例如薄殼結構的受力特點,可按圖示順序演示其受力計算簡圖到受力分析圖再到不同類型的特點,使抽象的理論變得看得見摸得著,同時也使學生能清晰理解薄殼結構的特點。(2)以造型—空間—結構的順序演示(見圖2)。意大利千禧教堂的禮拜堂呈桶形平面,采用了彎柱斜梁的剛架結構,這一過程可以按照從造型到室內空間再到結構的順序演示。
4.注重實踐能力培養
“建筑結構與選型”課程的內容與實踐相結合才能發揮它應有的作用。建議教完典型的結構后安排學生到對應的建筑項目施工現場或已建成工程進行專門的實地調研或播放相關視頻,讓學生帶著一些預留問題去參觀調研學過的結構概念和相應的類型特點,這樣可以提高教學效率。并且根據課堂上所學結構選型的原則評價施工項目結構體系的優缺點,真正做到理論聯系實際,理論應用于實際,這個過程可邀請企業專業人員講解。讓學生把之前建筑設計課程已完成的作業重新設計,對之前沒有細致考慮結構概念的方案認真地配置結構類型,這勢必會與以前的方案發生矛盾,以此強化結構意識。這種方法讓學生發現結構概念學習對于建筑方案創作的價值,能夠提高他們對于建筑創作的整體性認識,同時也讓他們認識到目前有些建筑設計院項目流水線式作業過程的弊端,促使他們在學生階段培養從整體考慮建筑創作的思維方式,同時也打下扎實的專業基本功。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1009-0118(2012)-06-00-02
建筑力學是市政工程施工專業一門重要的專業基礎課,是學生職業能力發展和職業素養養成的重要支撐課程。該課程不僅涉及較多數學、物理等綜合知識,而且與生活和工程實際聯系密切,對于文化基礎素質相對較差、缺乏生活常識和工程實際感性知識的職業院校學生而言,學習難度很大。因此要求教師在教學中注意發揮他們思維活躍、活潑好動、愿意發表見解和喜歡親自動手體驗的優勢,調動其學習積極性。結合教學改革,我在期末考核中摒棄了傳統的試卷法,采用了任務驅動下的項目法考核,取得了較好的效果。
一、名詞釋義
(一)任務驅動
任務驅動源自任務驅動教學法。任務驅動教學法是指在教學過程中,貫徹以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念,圍繞若干個具體任務進行探究,通過完成任務的過程,介紹和學習基本知識和技能。將任務驅動引入考核,要求教師根據教學要求提出工作任務(考核項目),學生接受任務后以小組為單位,在問題動機的驅動下,團結協作,自主探索應用學習資源,最終完成既定任務。
(二)項目法考核
項目法考核源自項目教學法。項目教學法是指師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動。《現代漢語辭典》對“項目”的解釋是“對事物分成的門類”。一般認為,項目是計劃好的在規定時間內完成的一件事情或一項任務。教學中的項目可以是設計、制作一件產品或者提供一項服務,學生運用已有的知識和經驗,在具體的情境中解決實際問題。因此,教師給出的考核題目應該是一個密切聯系生產、生活實際的具體的工作項目,要求學生以小組為單位自主進行問題提煉、情境設置,實際結構到力學模型的簡化以及查找資料等全部過程,最終完成項目任務。
二、實施過程簡述
(一)項目設計
課程考核共設計了十個小項目,全部取材于學生學習、生活中熟悉的內容,分別圍繞課桌、椅子、單杠和以固定端形式安裝于墻上的拖布桿設計工作任務,涉及的知識、能力包括靜力學、彎曲和軸向拉壓等所學習的大部分內容,要求學生在預設情境下完成構件的截面設計、荷載確定或安全校核中的某一項內容。如一個圍繞單杠的工作任務為“某體育課的自由活動時間,如10名同學欲同時均勻排列在單杠上做引體向上練習,每位同學的體重可近似看作60kg,請幫助體育教師判斷這樣做可以嗎?(提示:因同學數量較多且均勻排列,可視為均布荷載)”看似簡單有趣的題目包含了將實際受力的單杠簡化為計算簡圖(支座、荷載簡化等)、結構實際尺寸測量、判斷構件材料并查找材料許可應力(立柱、橫杠)、計算支座反力、軸向拉壓桿強度校核、彎曲強度校核等多項內容,要求團隊具有較強的實際動手能力、知識綜合能力和學習與應用能力等等。
(二)組織過程
考核以小組為單位進行。要求每組5人,由學生自愿結成若干個小組,自主確定項目負責人——組長。教師組織組長抽簽確定選題順序,組長組織小組成員對教師預先擬定的十個項目進行初步分析,然后從中選取本組同學感興趣的項目。項目完成時間為一周,首次安排2學時集中輔導討論時間,其余為課余時間由項目支持人組織完成,教師可根據學生要求隨時予以答疑。
(三)答辯與成績評定
考核成績通過答辯評定。答辯采用組長主述,一名同學補充敘述,其他同學答辯的方式進行。全部同學的考核成績均由三部分構成,包括小組加分、個人加分和小組基礎分三個部分。其中,小組加分為10—2分(各組自主選擇答辯順序,按答辯順序依次加分)。個人加分分別為完成主要敘述的組長加15—5分,補充敘述的同學加15—2分,答辯同學加15—0分。小組基礎分為80—0分,待答辯結束后教師對任務完成情況進行分析和點評,教師和學生共同討論后得出基礎分。
三、考核效果分析
上述考核方式目前只在一個班級實行了一個學期,尚需進一步完善,但從目前的效果看,教學雙方均反映良好。
(一)變“要我學”為“我要學”,激發了學生的學習動力
十個備選的考核題目全部取材于學生熟悉的生活實際,考核題目的唯一性、趣味性,沒有試卷以及組成團隊方能參加考試等不同于以往考試的要求,讓孩子們充滿好奇和新鮮感,從一開始就吸引了他們。隨著問題的展開,他們很受到考核題目完全不同于教材中的習題,原本應該是已知的荷載、許用應力、甚至約束類型和計算簡圖都要他們自己計算、查找、判斷和簡化,要想完成任務必須自己打開層層問號。而每完成一個步驟都讓他們感受到成功的喜悅,激發學習的強烈愿望,從而以更大的學習熱情和興趣投入到下一部分的工作。尤其對于平時學習較為抵觸和對自己缺乏信心的同學作用更為明顯。前者懶于學習,老師喂的知識聽進去就不錯了,“左耳聽右耳冒”是常態,甚至還會搗搗亂影響別人學習,而在問題引領下找到“出口”的唯一辦法是學習和研討,一旦找到出口,本門課程即告輕松通過,并且題目很小,完成的難度并不大,所以痛苦的“要我學”在這里轉變成了愉快的“我要學”。后者由于缺乏自信害怕失敗,不愿意參與課堂教學互動,項目考核大部分需要課下時間一組同學在研究中完成,大家都是參與者,沒有觀眾,而且完全可以通過咨詢教師克服學習的不足,并且前所未有地可以和小組同學一起分享成功的喜悅共同獲得高分,所以沉重的“要我學”轉變成了相對輕松的“我要學”。考核中幾處細節令我非常意外,但充分證明了同學們的積極性和自信心,一是同學們很快就自由組合成了小組并把桌椅搬到一塊展開了熱烈的討論,二是答辯環節為先答辯幾個組長都高高舉手互不相讓,三是很多同學不但完成了自己的題目,還悄悄嘗試解答其他組的題目,甚至提出解題思路和我探討。
(二)考核需要多項能力支撐,促進了學生綜合素質的提高
考核以小組共同完成項目為載體,圍繞著完成項目這一中心,同學們一起討論、交流、協商解決各種問題,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗工作的苦與樂,使學生群體的思維與智慧為每個學生所共享,從而達到全組學生共同的進步與提高。這一過程需要組織領導能力、團隊合作能力、溝通能力、分析解決問題能力、動手能力(實地測量、查閱資料)、語言表達能力等多項能力提供支撐,促進了學生綜合素質的提高,而這些素質也正是企業的用人需求。有幾個有趣的小例子可以充分說明同學們綜合能力的不斷提高。一是某小組算不出課桌腿的面積,原因是課桌腿為正方形薄壁鋼管,學生覺得實在測不出空心部分的邊長,爭論之后才明白可以先量壁厚再計算;二是某小組測量得到的單杠直徑太大明顯不符常規,換兩位同學再測,發現測的是周長,忘記了換算;三是某小組中途更換了組長,因為他們發現在小組進行的模擬答辯中一位同學陳述的更好。
(三)融“學”于“做”,提升了總體教學效果
考核的項目都很小,甚至可以用微項目來形容,但麻雀雖小五臟俱全,項目穿起的知識能力鏈條哪一環斷掉都進行不下去,因此同學們要不斷地通過向教師咨詢、翻閱教材和筆記自學或者同學間開展討論來尋求解決問題的辦法,很好地實現了教與學的互動和做與學的統一。在完成項目的動手與實踐過程中,學生的技能逐步強化,對知識的理解也不斷深化,尤其是將書本知識用于實際項目的直接體驗,讓他們真實感受到了理論與實踐的關系,課堂教學從抽象、單調變得具體、豐富,從而進一步夯實了所學知識,進而實現學懂、會做的教學目標,提升了課程的教學效果。
另外,為完成工作任務而學習歸納的理論知識基本上是“缺什么補什么、要什么找什么”,在這種模式下,“學”與“做”即理論知識與實踐應用并沒有很明顯的界限,而是把基礎知識融和到實踐技能中去,客觀上讓學生體驗了一種終身學習的好方法。
參加考試的同學中,90分以上的同學占30%,80—90分的同學占53.3%。除一名同學外,其他同學均獲得了個人答辯加分,學生對知識和技能的掌握程度普遍較考核之前得到明顯提升。
四、幾點思考
(一)任務驅動下的項目法考核豐富了考試的功能
傳統考試的功能是對一學期教學效果的評估和總結,新的考核方式將復習和考試有機地融進了項目,不僅是對學習效果的評估,同時促進了學生對所學知識和技能進行綜合和進一步理解與掌握,促進了綜合素質的提升,更符合職業教育的需求。
(二)項目教學可以是有趣的、平易近人的
項目教學法的目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機結合起來,充分發掘每個學生的創造潛能,提高學生解決實際問題的綜合能力。項目法考核的實踐證明,能夠實現上述效果的工作任務都可以成為項目教學法的載體,不必追求項目的完整性和職業性,尤其是專業基礎課,可以選取學生身邊的生活實例,讓項目教學變得有趣和平易近人。
參考文獻:
[1]李萍.淺談項目教學法[J].企業導報,2011,(10):235.
中圖分類號:TU723 文章編號:1009-2374(2017)11-0222-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.112
國家在“十三五”發展規劃中明確要大力推廣BIM技術在建筑行業的全面應用,建筑行業BIM化的趨勢已然勢不可當,并且愈演愈烈。2015年6月16日,住房城鄉建設部《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》,提出“各級住房城鄉建設主管部門要結合實際,制定BIM應用配套激勵政策和措施,扶持和推進相關單位開展BIM的研發和集成應用”的工作重點。在建筑行業BIM化進程成為社會發展無可爭議的歷史潮流時,安裝工程造價在算量時依然使用二維CAD圖紙計算工程量,甚至使用原始的手工計算工程量,成為與時展明顯不符合的現象。
筆者擁有十年安裝工程造價專業教學和管理經驗,十五年建筑工程一線工作和管理經驗,目前在教學之余,被聘為北京綠色建筑產業聯盟特聘專家和廣聯達公司特聘專家,擔任全國BIM工程師(造價)考試與培訓指定教材主編等工作,可以說積累了比較豐富的建筑安裝工程算量BIM化經驗。下面筆者基于理論和實踐相結合,談談安裝工程算量BIM化進程的相關研究。
1 安裝算量BIM化的可行性和必要性、重點和難點
1.1 BIM化的可行性與必要性
安裝工程預算的確定主要由兩階段工作構成:第一階段就是根據工程項目施工圖和工程量計算規則進行安裝工程計量;第二階段就是根據行業、企業定額和國家地區相關文件進行安裝工程計價。第二個階段在實際工程工作和教學過程中,均已全面采用軟件計價方式。但是對于第一個階段,基于BIM化思路開發的安裝算量軟件使用還遠遠不夠,雖然大家已經在嘗試使用軟件進行安裝工程量計算,但是各級考試仍然在采用手工算量考核,連實際工作和教學工作中也有相當比例在采用手工算量。
1.1.1 硬件的可行性。按照市場占有率和使用度來說,比較有代表性的安裝算量軟件有廣聯達、魯班、E算量、易表、鴻葉、算王、金格等安裝算量軟件。目前安裝BIM算量軟件對于硬件的需求比較低,以市場占有率較大的廣聯達GQI計量軟件為例:奔四2.0處理器、2G內存、512M獨顯、10G硬盤空間以上配置(由于筆者學校統一購買的是廣聯達公司的GQI安裝算量軟件,筆者在工程一線也經常使用廣聯達公司的系列產品,所以本文研究安裝算量軟件多以廣聯達公司產品為例,其特性實為大部分安裝BIM算量軟件所共有)。在能夠運行BIM系列軟件的電腦配置中,本軟件的要求屬于中低要求。不管是實訓教室與辦公室的臺式機,還是學生和從業者的筆記本電腦,均可以輕松達到硬件要求。
就教學而言,學校安裝了Revit和MegiCAD建模軟件的電腦,完全可以滿足安裝BIM算量軟件的運行要求;就實際項目而言,如果為高層項目或者需要對做好的水、電、氣進行多專業碰撞檢查和可視化渲染,則需要更高配置。
1.1.2 軟件的可行性。以前不少從業者認為安裝工程復雜、繁瑣,使用安裝BIM算量軟件進行工程量計算想法是美好的,但現實是殘酷的,需要面對“模型轉化復雜、定位偏移、工程量計算不準確、工程量規則在三維實體中無法體現、軟件操作難度大”等一系列
問題。
建筑行業從數年前就開始認識到安裝行業的廣闊前景,給排水專業、強電弱電專業、通風空調專業、電梯及大型設備安裝專業、樓宇智能化專業等,這些安裝行業的主要專業都是綠色建筑、智能建筑的設計與施工關鍵所在,尤其是建筑高標準、嚴要求的當下,安裝行業技術迫待更新。
這幾年軟件技術發展日新月異,可以說安裝BIM算量軟件的技術問題已經得到了根本解決。廣聯達、魯班等一系列軟件開發企業投入了大量的人力物力進行開發,現在的安裝BIM算量軟件已經具備模型易轉化、算量準確、操作界面簡單等特點,完全符合工程預算的國家標準。
1.1.3 BIM化的必要性。安裝手工算量最大的弊端,就是對于數量的統計依靠人工數數耗時較多。以1萬m2的普通高層商品房項目為例,按25層計算,每層400m2建筑面積,每層至少10個房間。在電氣工程手工計量中,每個房間都有不同的燈具和開關、插座,僅暗裝五孔插座就有750個(按1個房間3個五孔插座)。這樣的手工數量實在是耗費造價員大量的時間精力,還容易出錯。
同時對于長度的統計需要在紙質圖紙上量取,然后按比例尺轉化。以電氣工程中干線的配管計算為例,我們的做法是對比系統圖,用尺子在圖紙平面圖上量取橫向長度,乘以相應比例尺,加上豎向高度,才是我們要的配管計算長度(配線時還要計算根數和考慮預留線長度)。且不說在手工計算過程中容易出現錯誤,單單是用尺子量取每一段走線就非常耗費眼力。按照1個房間1個戶配電箱,每個配電箱5個回路,一個回路4段橫縱方向變換(復雜的房間遠遠不止),上面1萬m2普通高層商品房項目的例子就需要至少用尺子量取5000段不同的
長度。
當然,上面的舉例是基于房間設計多樣化,設備、開關、布線的位置各不相同的角度出發,實際項目中絕大多數還是有標準層存在,會減少部分工作量。可即便如此,安裝工程手工計算工程量耗時費力也成為大家的共識。安裝BIM算量軟件,對于數量統計可以做到圖例識別,即同一設備一次性全樓層識別統計數量;也可以做到一鍵識別,即一次性識別全樓層所有點式圖元;同時在長度統計上也可以通過回路識別(電)、繪制直線等方式自動計算管線長度;更可以基于BIM模型基礎上做到模型導入一鍵出量。所以從提高效率和正確率的角度而言,手工算量向BIM軟件算量轉變成為必然。
從發展趨勢看,目前國家大力推廣BIM技術,要求從設計部門開始使用三維建模軟件直接設計,以后工程量將從設計階段被直接統計出,手工計算工程量將逐漸被替代,更多的是用來作為對算量規則的理解、對小變更的需要和考試的一種手段。
1.2 安裝算量BIM化的重點與難點
1.2.1 安裝算量方式、功能和思維的改變是重點。近些年安裝造價大部分開始使用二維算量軟件。工程量計算規則由后臺實時更新導入,對于設備元件數量的統計和長度高差的計算,主要依據對CAD圖紙的點擊和重繪識別,最大的好處在于同類型設備元件的自動統計、線路識別后的長度自動出量和標準層的總量自動加倍,減少了造價人員不必要的精力和時間消耗。
二維算量軟件和BIM算量軟件是有區別的,二維算量軟件的基礎是CAD圖紙,BIM算量軟件的基礎是三維模型。BIM技術的發展,要求從設計階段直接出三維模型,不再翻模,這導致了安裝算量的根本改變。
首先,BIM技術的引入引起了安裝造價算量方式的變革。基于BIM思維開發的軟件算量基礎已向安裝三維模型轉化,同時兼顧多元化。比如說廣聯達GQI軟件,在接口上可以直接導入MagiCAD三維設計模型和天正安裝三維設計模型,導入的模型可以做到一鍵出量。可以說,設計階段三維模型建立得越規范、越詳細,導入BIM算量軟件后得到的工程量就越迅速、越完整。同時接口還可以實現對CAD二維設計圖紙、PDF圖紙、圖片格式圖紙等多種算量基礎的導入,在走向全面BIM化的同時,兼顧發展過程中的滯后性和多元化。
其次,BIM技術的引入,引發了安裝造價算量功能的改變。基于BIM思維開發的軟件算量識別的可視化程度更強,功能更加多樣。以廣聯達GQI軟件為例,對圖元和管線的識別,即相當于同步建立三維模型,造價人員可直觀的實時查看已識別工程量,避免傳統算量中出現的“重項、錯項和漏項”;在電氣工程算量中,回路識別后使用“回路檢查”功能,可以點亮回路,方便查看任何一條回路是否已識別完整和每一小段工程量。
最后,BIM技術的引入引發了安裝造價工作思維的改變。過去所有安裝造價工作人員都認同算量計價是造價工作的基本組成,其工作量為整個造價工作的80%,剩下的20%才是造價管理。隨著BIM技術引入工程行業,設計階段可以直接設計安裝三維模型,在搭建模型的同時,工程量已經得到準確的體現,設計完通過安裝BIM算量軟件,可以實現一鍵出量。目前,大家已經意識到將來造價工作中算量計價就成了那20%,而更多的80%精力會放在對成本的管理和控制上,真正實現造價管理人員的技術價值。
1.2.2 安裝BIM模型標準的通用性、模型的深度和模型的協同使用是難點。在安裝造價全過程BIM化中,算量和計價的前提和重點都是安裝BIM模型的建立和使用。一旦模型正確建立和規范使用,算量和計價從軟件技術上講沒有任何難點。所以與其說安裝算量BIM化的難點,更確切的說,應該是安裝BIM模型建立和使用的難點。
從安裝BIM模型的標準上講:目前國際通用BIM模型俗際GFC格式文件。但是,由于國內建模軟件開發平臺不一致,有的以CAD為平臺,有的以Revit MEP為平臺,有的以MagiCAD為平臺開發等,導致模型不能做到完全互認互導,需要開發大量的插件進行彌補,但仍容易發生在互導過程中模型損壞和丟失的情況。為此,目前在解決實際項目在建模時,首先需要確立模型標準,比如很多大型項目設計前就制定《BIM建模基礎環境的設置標準》(包含坐標系設置、模型原點統一、樣板文件格式等)。
從安裝BIM模型的深度上講:目前BIM模型隨著設計深度的加深,人員、時間和金錢的投入呈現幾何上漲。模型做得過于粗略則失去了使用價值,無法實現碰撞檢測、工程量計算等具體功能,變成了招投標時展示的噱頭;模型做得過于細致則需要耗費大量資源,實際施工和管理中有些模型細節根本使用不到,造成浪費。為此,目前需要解決實際項目在建模時對于深度的統一認識,如制定《BIM模型建模相關規范》(包括模型建立的廣度與深度、建模的方法等)。
從安裝BIM模型的協同上講:目前BIM模型的使用不僅是設計方使用,而且是從設計階段開始,模型逐步建立和完善,設計方、建設方、監理方、施工方、監管方、運維方、造價管理服務方、勞務方等多方共同使用BIM模型,做到真正的數據協同,管理協同。為此,目前需要解決實際項目在建模時對于模型建立和使用的任務權限分配,如制定《BIM建模分配及協同規范》(包括模型的共享及管理、模型的拆分與合成、協同工作守則等),制定《BIM數據存儲與管理規范》(包括數據調用權限規范、數據存儲規范、模型版本管理規范等),制定《BIM模型信息填寫與管理規范》(包括關鍵屬性信息填寫、關鍵參數分類及定義、模型的分類及命名、構件的編碼等)。
2 相關建議
2.1 對于高職建筑工程造價專業(或安裝工程造價方向)
2.1.1 高校教師必須意識到房建市場對于BIM技術的緊迫需求,對于使用基于BIM技術開發的安裝算量軟件使用的渴求程度。摒棄手工算量和二維CAD算量的優越感,迎頭趕上,并努力進行校企合作,軟件二次開發,想辦法培養市場緊缺的安裝BIM人才,盡力實現高校引領行業的目標。
2.1.2 建筑工程造價專業(或安裝工程造價方向)從課程設置上要以BIM技術為基礎開發體系課程,從設計階段的安裝建模課程,到造價階段的安裝軟件算量計價課程和安裝成本管控課程,到施工階段的5D、漫游、碰撞課程,到運維階段的管理課程都要相應開設。
2.1.3 教學過程中借助BIM技術采用先進教學手段。可以使用三維模型,加深學生對建筑力學、建筑結構、安裝水電布管等內容的直觀認識;可以使用管線碰撞,實現對安裝施工工藝和水電設計的思路講解;可以使用漫游功能,實現提高學生對施工圖紙的認知和房建工作的興趣;可以借助塔吊云直播的手機APP端同步直播功能,配合教學知識點,對正在建的工程項目進行點評等。
2.2 對于安裝工程造價行業從業人員
手工算量仍舊是造價人員的基本功,不僅會加深對造價原理的認知,加強基本技能的提高,同時也是目前造價師考試的主要形式,是解決復雜細部安裝工程必不可少的補充手段,所以手工算量仍舊要熟練。
當然在BIM技術普及的今天,安裝造價人員要學會建立基本的安裝BIM模型,實時修改設計好的安裝BIM
模型。
基于安裝BIM模型的各種常規應用也應該熟練掌握,比如常用的安裝BIM算量軟件、安裝BIM成本管控件、安裝BIM5D軟件等。
2.3 對于軟件開發企業
安裝BIM算量軟件應時代而生,后發而先至,其智能化程度已經在同類專業算量軟件中遙遙領先。軟件開發企業應該不懈研發改進,繼續針對教學、施工、運維等多方提供更加細致和專業化的服務。比如目前筆者和廣聯達正在積極開發安裝識圖軟件,目的就是借助三維模型,實現分步驟、分教學點、分水電氣等專業方向的安裝工程識圖教學功能,為學生后期掌握安裝BIM建模和安裝BIM算量打下良好基礎。
同時軟件開發企業眼光要更加超前,比如著眼于成本管控即將成為造價工作的主旋律,開發成本管控軟件。筆者目前正受廣聯達公司邀請在合作開發《BIM工程造價管理與控制實訓課程》和P5造價管理軟件。
2.4 對于市場各級管理部門
BIM技術是新興技術,帶來的是建筑行業的二次技術革命。安裝工程本身材料和設備多樣,更新換代快,施工技術和圖紙復雜,包含的專業方向眾多,水電氣等專業都各自獨立又相互融合,正因如此BIM技術在安裝工程中更顯出重要的作用。
在時代的變革期,安裝BIM算量過程更需要加強監管,教育部門可以加強技能抽測,規范算量標準;執業資格考試主管部門可以增加軟件考試,提高考試實用性,促進行業信息化程度提升;市場監管部門可以加強BIM行業考試與水平測試,進一步加強從業人員的
技能。
3 結語
綜上所述,安裝工程由手工算量向軟件算量轉變已是現實,進而由二維軟件算量發展到基于BIM技術的三維軟件算量是必然和趨勢所在。在建筑工程行業整體BIM化發展的進程中,面對安裝BIM軟件算量的重點和難點,需要高校、企業、行業等多方積極研究和實踐,繼續推動BIM技術在安裝工程中落地應用。順應時代,到引領時代,是我們安裝從業技術人員的不懈追求。
參考文獻
[1] 住房城鄉建設部.關于推進建筑信息模型應用的指導意見[S].2015.
[2] 曹祥軍.BIM技術在工程造價算量軟件中的應用[J].湖北科技學院學報,2014,(9).
[3] 秦凱凱.BIM技術在大型建筑安裝工程中的應用[J].建筑施工,2014,(2).
[4] 清華大學BIM課題組和互聯立方isBIM公司BIM課題組.設計企業BIM實施標準指南[M].北京:中國建筑工業出版社,2013.
[5] 鄭小俠,徐志超,尹貽林.BIM對高等院校工程造價專業人才培養的沖擊及對策研究[J].建筑經濟,2016,(5).
[6] 姜軼.應用BIM模型加強建筑工程造價管理研究[J].中國高新技術企業,2016,(4).