BIM技术下的建筑设计课程教学变革

孙晓波

[摘 要] 建筑设计专业的核心课程建筑设计课程的教学在建筑信息技术快速发展的时代，不能墨守成规。将BIM技术引入建筑设计创作中去，脱离固有的教学模式，培养学生整体的建筑设计思维能力，掌握新时代建筑设计技术，提高建筑设计能力，是高等职业技术院校人才培养的目标。

[关 键 词] BIM技术；建筑设计；教学变革

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）28-0084-02

一、研究背景

建筑设计课程是高职院校建筑设计专业中的一门专业核心课程，是培养设计师岗位的一门具有决定性作用的课程。它需要综合该专业所涉及的其他基础课程，如：建筑材料、建筑力学与结构、建筑美术基础、建筑制图、建筑设计基础、造型设计基础、建筑构造、住宅建筑设计原理及公共建筑设计原理等课程的理论知识，将其运用到建筑设计课程的教学中。此课程的教学过程和教学方法在传统的教学实践中已然形成一套固有的教学模式，课题项目的设置由浅入深、循序渐进，培养学生的创新能力和扎实的基本功底。

幼儿园建筑设计项目是由低年级阶段向高年级阶段转折的一项小型建筑设计课题。之所以选择幼儿园建筑项目为教学课题，一是因为幼儿园建筑一般规模不大，从内部功能上看，分为生活用房、服务管理用房和供应用房三大部分，清晰明了；从外部造型上看，幼儿园应反映“新、奇、趣、美”的幼儿个性，具有童话般的“形”和“色”，可识别性极强[1]。二是因为中华人民共和国行业标准规定，托幼建筑的服务半径宜为300～500m，所以托幼建筑虽然规模不大，但是建设数量很多，工作岗位中接受幼儿园建筑设计项目的几率就很高。

传统的建筑设计课程教学程序遵循的是从任务解析、场地分析入手，通过平面图、立面图、剖面图到三维建模渲染的过程，完成任务。在整个设计任务完成和指导过程中，教师和学生的交流以二维图样为主，因此需要教师和学生都具备很强的空间思维能力和绘图识图能力。在教学过程中难免由于空间想象能力的局限，造成二维图样之间的对应关系出错。当前通常运用AutoCAD（计算机辅助设计软件）绘制二维图样、Sketchup（草图大师软件）或者3DMAX（三维动画渲染和制作软件）制作三维模型。

二、信息化时代的产物——BIM技术

近年来信息化建筑设计越来越为人们所关注，基于建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技术的三维建筑设计、三维数字化建造领域已然成为一个热点发展领域。BIM技术的出现，宣告了建筑行业的数字信息时代的来临[2]。BIM技术是以三维模型为载体将一系列设计工作整合起来，让设计者可以在三维空间中动态地进行观察、推敲和交流，打破了传统的基于二维图纸传递设计师思想的局限性。基于BIM技术的建筑创作是从三维模型入手，从根本上颠覆了传统的建筑设计的方法和理念，高效地通过数据对比與模拟分析进行建筑创作。对设计师来说，通过BIM来评估所设计的空间，可获得较高的互动效应。

传统的建筑设计过程，是团队成员运用CAD软件绘制各种二维图样，如平面图、立面图、剖面图，然后根据各种二维图样的信息再运用三维建模软件，如Sketchup、3DMAX等，绘制三维模型。BIM技术是直接用三维的方式来获取实体建筑的信息，其工作流程更依赖设计团队的协作。基于BIM技术的建筑设计创作过程，是团队成员共同创造建筑三维模型，通过三维模型自动生成所需要的各层平面图、立面图、剖面图甚至各种明细表和详图。

三、幼儿园建筑设计创作实例

（一）传统的幼儿园建筑设计过程

传统的建筑创作是从二维构思入手，使用CAD绘制建筑的平面图、立面图、剖面图以及建筑详图，建筑内部的平面功能布局和竖向空间分布被拆分为若干二维图样表达，缺少立体直观性和可识读性，不便于设计师推敲与分析，在教学指导过程中更难以进行师生之间和生生之间的交流。立面造型的设计是脱离了内部空间功能需求的建筑外表皮设计，是建筑使用功能与建筑

造型的脱节设计，有时会造成建筑使用功能的缺陷。如下图为夏热冬冷地区一座教学建筑在天气晴朗、温度适宜的中午一点左右的室外与室内照片，由于过度追求外部造型的形式感，而造成内部使用空间的亮度达不到自然采光要求，违背建筑设计节约能源的宗旨。

Sketchup是现阶段流行的一款能够将二维图样快速转化为具象直观的三维模型的软件，它辅助设计师结合平面图进行立面

造型设计、建筑体型分析，但是很难达到建筑实体的精度要求，仅仅作为一种三维分析和直观参考。众所周知，建筑设计创作是一个反复推敲、不断修改的过程，如果在Sketchup软件进行建筑造型设计时局部修改了模型，还需要在CAD软件中进行二维图样的相应修改，反之亦然。设计创作过程就是运用这两个软件进行反复修改的过程，如此不仅影响了设计效率，而且在规模比较大或功能和体型比较复杂的项目中，绘制的图样还容易出现错画或漏画的现象。

上图所示是运用CAD和Sketchup以及Photoshop（图像后期处理软件）完成的幼儿园建筑设计初步方案。CAD绘制建筑平面图、立面图、剖面图，Sketchup绘制三维模型，Photoshop进行图像的文本处理。各种二维图样和三维模型所反映的建筑空间及造型的信息需要设计师进行自行复核，要求设计师具备扎实的识图和绘图能力以及很强的空间思维能力。

（二）基于BIM技术的幼儿园建筑设计过程

BIM技术提出以建模为核心的工作方式，基于BIM技术的建筑创作过程是以模型为核心，直接由建成的模型生成平面图、立面图、剖面图以及详图等二维图形。BIM技术的出现，颠覆了传统的建筑设计领域的创作流程，设计师可以按照自己的构思去模拟三维空间，对建筑单体的平面功能、体型设计细节以及剖面设计等方面，借助BIM提供三维环境下的不同方案的推敲对比，促进方案的形成，使建筑创作的过程变得直观、高效。无论从空间布局还是建筑环境来讲，都将更形象地表达设计师的构思目标，更容易提供直观的交流模型，在教学中，使师生交流和生生交流变得易于执行。

Revit系列软件是为建筑信息模型（BIM）构建的，是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一，用Revit创建的建筑设计方案是信息整体化、可视化的建筑模型。

上图所示是运用基于BIM技术的Revit软件，先从幼儿园建筑的三维模型入手，通过三维模型自动生成所需要的幼儿园建筑的平面图、立面图、剖面图等二维图样。各种图样之间资源共享、信息同步更新，是BIM技术的一大优势。在建筑设计创作过程中可以用BIM技术基于三维模型的特征和一处更改、处处更新的特点来细化设计中的每一个细节[3]。

四、结语

BIM技术的介入并不是简单的软件替代，它在建筑设计创作中是一个工作方法和工作流程的改变，它更需要团队成员之间的沟通、讨论、决策，需要团队成员共同完成一个项目的三维模型。通过BIM连贯的信息传递或追溯，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，大大减少以后详图设计阶段发现不合格需要修改设计的巨大浪费。

BIM技术的优势已然很明朗，然而短时间内将CAD代替，完全改变传统的建筑创作程序，不是一件很容易的事情。将学生培养成新时代所需要的高技能型专门人才是高等职业技术院校的人才培养目标。因此，顺应时代的发展，将BIM技术引进建筑设计专业教学中，打破常规，是新时期教学改革的方向。

参考文献：

[1]王芬，陈吉义.浅谈幼儿园建筑设计的几点体会[J].科技风，2012（4）.

[2]胡煜超.数字信息时代下建筑设计课程的改革与探索[J].艺术教育，2015（3）.

[3]罗彬.实例探析BIM在建筑方案设计阶段的应用要点[J].建材与装饰，2017（31）.