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标题

BIM在供热工程教学中的应用

范文

张鹏　岑康

摘? 要：供热工程是建筑环境与能源应用工程的专业课，采用传统的课堂讲授法，一直存在教学效果不够理想的问题。BIM技术是应用于工程设计建造管理的数据化工具，具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点，在土木工程与建筑行业设计中应用广泛。文章在对BIM技术与供热工程课堂教学的融合引入进行分析的基础上，通过对教学平台建设、教学手段研究及教改过程总结，对供热工程与BIM技术结合的课堂教学模式进行了探讨。

关键词：供热工程;教学改革;BIM技术

中图分类号：G642? ?? 文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2020）23-0093-03

Abstract： Heating Engineering is a major course of building environment and energy application engineering. The traditional classroom teaching method has always been the problem of unsatisfactory teaching effect. BIM Technology is a data-based tool used in engineering design and construction management. It has the characteristics of visualization， coordination， simulation， optimization and drawing-out. Based on the analysis of the integration of BIM technology and heating engineering classroom teaching， this paper summarizes the construction of teaching platform， the research of teaching methods and the process of teaching reform. The paper probes into the classroom teaching mode of combining heat supply engineering with BIM technology.

Keywords： heating engineering; teaching reform; BIM technology

一、供热工程引入BIM的必要性

供热工程是建环专业的一门专业课，当前教学方式主要为传统的课堂讲授，虽然这种教学方法效率相对较高，但也存在学生依赖性强、学习缺乏主动性和积极性等明显的不足之處，影响教学效果。[1-3]而在传统教学的的基础上，在教学过程中引入BIM技术将会有效解决此类问题。BIM技术作为建筑行业一次技术革命，其可视性、数字性、仿真性会彻底改变供热工程的教学方式，在丰富和完善教学方式的同时，使得教学效果明显提高，使得学生能够适应未来行业的要求和社会的需要。

二、BIM技术在教学中的应用

在供热工程设计中，BIM技术主要应用在供暖热负荷计算、供暖系统布置及碰撞检查、供暖系统水力计算、机房布置与设计中。在教学中，教师应采取多种方式将BIM技术与课程内容进行有机融合，提高学生的BIM技术应用能力，培养适应产业发展需要的高质量人才。

（一）BIM教学内容分析[4-6]

1. 供暖热负荷的确定

专业的BIM暖通空调设计软件，可以将建筑模型数据直接传递到负荷计算软件中，对空间进行提取计算，结果可标注在图面上，也可为后续选型、技术提供数据支持，并根据负荷分析结果调整外围护结构参数，使之符合节能要求。在教学中引导学生注意传统负荷计算软件与BIM设计软件的区别与联系，充分合理利用专业的BIM暖通空调设计软件在负荷计算上的优势。

2. 供暖系统布置及碰撞检查

设计软件可提供供暖系统建模设计中的散热设备布置、水管连接、水管升降、设备连接、阀件布置连接，系统计算、统计、标注等建模工具，大大提高建模效率。利用软件的开洞检测等功能可以检查管道与墙体、管道与管道的碰撞情况，并在墙体自动开洞。

3. 供暖系统水力计算

设计软件将碰撞检查过的管道模型数据直接传递到水力计算软件中，经过计算确定管径、管长、沿程阻力和局部阻力，对并联回路进行阻力平衡分析及调整。水力计算完成后可出供暖系统计算原理图、平面图及系统图等。

4. 机房布置与设计

传统机房设计成果用安装图表示，安装图是直观展示工艺设备、管道及相关附件具体安装位置的方式。安装图中应给出各个管道、设备的型号尺寸以及定位尺寸。平面安装图不能完全表明、清晰定位的部分需要绘制剖面图。剖面图应当给出各个设备、管道及附件的标高及定位尺寸。将机房三维建模的成果制作漫游视频，可生动形象地反映出机房空间关系，并能够对机房内外供热管道进行碰撞检查，使机房设计与实际情况更加贴合。

《供热工程》课程教学引入BIM思路及过程见图1[3]。

（二）教学手段及方法改革

1. 教学手段改革

在满足教学计划的前提下，调整课程教学大纲，在课堂授课中增加上述几部分BIM教学内容，并布置相应的课后大作业。通过大作业的练习，学生有针对性地学习、加深对BIM技术的应用能力，既可提高学生学习兴趣和课堂教学效果，又可提高学生动手操作能力，能够更好地培养学生独立工作及解决实际工程问题的能力。

2. 考核方式改革

供热工程课程采用多元化的考核制度，除了传统的考试、平时成绩外，增加了课后大作业的考核项目。考核制度的具体评分比重为：考勤及平时作业成绩占总分的20%，期末考试成绩占总分的50%，大作业成绩占总分的30%。

3. 教学平台建设

为积极响应教育部高等教育司发布的《教育部高等教育司关于征集2018年产学合作协同育人项目的函》号召，贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》文件精神，推进产学合作协同育人及建筑信息模型（BIM）应用，创新高校人才培养机制，采薇君华公司设立专项资金和资源，开展产学合作协同育人项目，为校企双方搭建桥梁，着力培养适应产业发展需要的高质量人才，为企业发展提供良好的人才支撑。我校和采薇君华公司采用合作，利用采薇公司教学平台建设《供热工程》网络课程并进行教学班级管理，为学生进行线上学习提供了新的资源。

4. 学科竞赛促进教学

建环专业学生从大二开始，参加多项国家级BIM比赛，如“BIM毕业设计创新大赛”“全国高等院校绿色建筑设计技能大赛”“全国大学生绿色校园概念设计大赛”“中国制冷空调行业大学生科技竞赛”“MDV中央空调设计应用大赛”等。学生自由组队，教师利用业余时间指导。这些比赛，激励学生主动学习、拓展知识面，提高大学生的实践能力和创新能力，培养学生的专业能力和综合素质。

三、教改实施过程

《供热工程》安排在大三上学期，大四下学期有相应课程设计。学生在大二、大三上学期已在其他课程中接触并学习过BIM相关知识，能比较熟练应用REVIT软件进行建筑建模、应用DEST软件进行建筑能耗分析。在《供热工程》行课期间，任课教师根据课程内容，结合BIM技术，给学生布置课外大作业，主要是建筑建模、负荷计算、供暖系统布置及碰撞检查、机房布置等。学生利用课余时间，通过各种资源，如采薇君华的“BIM会员”公众号、教学平台等进行线上学习，完成每次大作业。大作业目的是进一步熟悉BIM相关软件操作，为完整进行课程设计做准备。大四下学期进行《供热工程》课程设计，題目为某办公楼供暖系统设计。学生根据自己课堂学到的知识，结合BIM 技术，独立完成课程设计。

四、结束语

供热工程设计的几个关键环节如热负荷计算、管网布置、水力计算、机房设计等借助BIM技术改变了学生掌握知识的方式，使得设计过程相对传统方式更加简洁，计算结果更加准确，极大地激发了学生独立思考和主动思考的能力，既提高了学生的创新创造能力，又使枯燥难懂的课堂知识变得容易理解接受。学生通过大作业、课程设计、毕业设计等多个实践环节反复练习、不断提高BIM技术应用技巧，成为行业亟需的BIM专业人才，有利于改善学生的就业前景，促进学校发展。[7]将BIM技术与供热工程课堂教学有机结合，对教学内容和教学形式进行变换，将书本上的知识以实物模型直观形象的展示给学生，使得课堂内容丰富具体，生动有趣，能够激发学生兴趣，有效提高课堂教学质量。

参考文献：

[1]任晓耕，王浩宇，杨志成，等.BIM技术在建筑环境与能源应用专业中的应用研究[J].高教学刊，2019（3）：127-129，132.

[2]张圆圆.BIM教学在建筑环境专业中的教学方案探讨[J].产业与科技论坛，2019，18（18）：147-148.

[3]武斌，张颂娟，温俊生.基于BIM的高职建筑力学课程教学改革研究[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2018，20（6）：72-76.

[4]张特.基于BIM技术在暖通空调设计中的应用刍议[J].淮南职业技术学院学报，2019，4（19）：7-8.

[5]胡琼宇，李国华，王治全，等.BIM技术在铁路站房机电管线综合中的应用[J].机电工程技术，2019，48（10）：183-185.

[6]王坤.探讨BIM技术在暖通工程设计中的应用[J].中国住宅设施，2019（9）：53-54，56.

[7]张静晓，赵陈影，李慧，等.工程管理专业BIM毕业设计学习效果测评[J].实验技术与管理，2018，35（1）：172-176，183.

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