土木工程專業(yè)BIM技術(shù)的知識體系分析
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摘要：土木工程中的BIM技術(shù)學(xué)習(xí)不能止步于理論，文章將其知識體系分為理論與實(shí)踐兩大模塊，理論知識體系分為四大模塊，即基礎(chǔ)概念以及背景、信息數(shù)據(jù)模型、協(xié)同工作技術(shù)、數(shù)據(jù)信息集成，這四大模塊基本闡述了BIM技術(shù)的理論知識，而實(shí)踐知識體系主要是側(cè)重于土木工程各個階段對于BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，例如結(jié)構(gòu)策劃設(shè)計、施工以及節(jié)能、減支等。
【關(guān)鍵詞】BIM；土木工程；知識體系
近年來，BIM技術(shù)引發(fā)熱烈的研究和討論，取得了較大成果，也存在一定不足，文章整理土木工程學(xué)習(xí)這一技術(shù)的理論體系，以此使得BIM技術(shù)的知識框架更為清晰，一方面有助于土木工程專業(yè)的教學(xué)活動開展，另一方面，也是為了學(xué)生能夠從中發(fā)現(xiàn)知識體系的漏洞并能夠深入研究，更好的應(yīng)用該技術(shù)，并能夠有所完善。
二十世紀(jì)九十年代，CAD技術(shù)開始逐漸廣泛地應(yīng)用于工程規(guī)劃設(shè)計和施工之中，但是隨著信息的復(fù)雜化和信息交流的一體化趨勢的發(fā)展，CAD技術(shù)的弊端逐漸顯現(xiàn)，建立在幾何圖形交流上的數(shù)據(jù)交流方式已經(jīng)無法適應(yīng)時代需求，于是BIM技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。BIM技術(shù)就是通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫來為工程各項流程提供數(shù)據(jù)支持的信息共享資源，相對于CAD技術(shù)而言，BIM的統(tǒng)一化知識庫能夠容納幾何信息和非幾何信息，數(shù)據(jù)更加全面，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交流，貫穿于工程規(guī)劃到實(shí)施完成的所有過程。并且，BIM知識庫中的數(shù)據(jù)具備即時性和連續(xù)性，即數(shù)據(jù)快速更新的同時能夠?qū)崿F(xiàn)前后數(shù)據(jù)的連接，數(shù)據(jù)具有參考價值且具有一致性。數(shù)據(jù)庫中資料以IFC格式為基礎(chǔ)，為不同階段的工作人員創(chuàng)設(shè)了一定的協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)，使得交流更加便捷，而信息的修改以及綜整合等都能更加快捷而且便利地實(shí)現(xiàn)。
2BIM技術(shù)的理論知識體系
2.1BIM信息數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)信息模型的學(xué)習(xí)中，首先需要了解的是IFC格式的基本概念以及其空間架構(gòu)，其次是學(xué)習(xí)STEP的基礎(chǔ)知識，融會貫通之后，能夠以STEP的語言規(guī)范來講解IFC使用的語言，對二者的表達(dá)格式進(jìn)行比較，并解析IFC的空間層次，總結(jié)其表達(dá)規(guī)則及符號意義?？偠灾瑪?shù)據(jù)信息模型中，主要是IFC格式的學(xué)習(xí)，以STEP的語言來學(xué)習(xí)IFC的語言，而后是空間層次，最后總結(jié)表達(dá)規(guī)則及符號意義，IFC的學(xué)習(xí)分為這三大板塊。IFC是BIM技術(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)交流體系中最為基礎(chǔ)的語言輸入和輸出形式，如果不能掌握，則土木工程專業(yè)便無法融會貫通地使用BIM技術(shù)，可以說，IFC是BIM的語言。
2.2協(xié)同工作技術(shù)
協(xié)同工作模塊的主要內(nèi)容是其概念、目標(biāo)以及現(xiàn)今的發(fā)展情況，具體而言，首先學(xué)習(xí)協(xié)同技術(shù)的三個模式，初級、中級和高級，結(jié)合圖標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)，其次，介紹協(xié)同技術(shù)的多種類型，主要包括:狹義協(xié)同和廣義協(xié)同，前者指企業(yè)自身的協(xié)同工作，后者還包括企業(yè)外的協(xié)同工作，都需要做一定了解及區(qū)分，類型的學(xué)習(xí)中，主要的知識點(diǎn)是各類協(xié)同技術(shù)的概念、相同點(diǎn)以及區(qū)別都需要認(rèn)真學(xué)習(xí)并熟練掌握。協(xié)同工作技術(shù)中的重點(diǎn)對象，或者是重點(diǎn)章節(jié)是協(xié)同工作技術(shù)在BIM技術(shù)中的應(yīng)用，即BIM技術(shù)如何應(yīng)用協(xié)同工作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是應(yīng)用的方法，支持的原理以及存在的問題，這部分內(nèi)容較為復(fù)雜，與現(xiàn)實(shí)對接性強(qiáng)，需要大量圖示的理解，同時，也需要結(jié)合具體的案例進(jìn)行細(xì)致的分析。
2.3數(shù)據(jù)信息集成
土木工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)BIM技術(shù)時，首先需要了解的是其背景及內(nèi)涵，也相當(dāng)于BIM的理論概述，其次是具體的技術(shù)應(yīng)用，即數(shù)據(jù)模型、協(xié)同工作及信息集成。信息集成技術(shù)需要掌握的知識點(diǎn)包括概念、發(fā)展過程、集成方法以及模式。具體學(xué)習(xí)而言，首先對于數(shù)據(jù)信息集成是什么以及其在BIM技術(shù)中所起的作用展開，然后學(xué)習(xí)其發(fā)展過程，對于其具體的模式以及應(yīng)用方法和利弊衡量進(jìn)行了解掌握，通過過程集成以及組織集成模式的細(xì)致分析系統(tǒng)學(xué)習(xí)信息集成模式的運(yùn)行，聯(lián)系BIM技術(shù)的發(fā)展過程，詳述其信息累計過程。信息集成是BIM技術(shù)能夠創(chuàng)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的重要技術(shù)支撐，是容納大量數(shù)據(jù)并進(jìn)行有效整合的關(guān)鍵，也是BIM技術(shù)能夠突破CID技術(shù)弊病的重要原因。
3土木工程中BIM的實(shí)踐知識體系
從實(shí)踐知識體系而言，可以從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑節(jié)能效果、建筑成本控制等多方面進(jìn)行實(shí)例研究，使得理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐接軌。BIM的知識體系從理論與實(shí)踐出發(fā)，將技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致的分析講解，使得土木工程的學(xué)生對于該技術(shù)有了全方位細(xì)致而深入的了解。建筑結(jié)構(gòu)作用可以以水立方工程或者墨爾本的Eureka作為講解案例，BIM技術(shù)在這兩座建筑的設(shè)計中起到了至關(guān)重要的作用。施工管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用可以以AR公司為例，同時，以此為例還能夠?qū)τ贐IM技術(shù)的節(jié)能、成本控制等進(jìn)行分析，經(jīng)典的應(yīng)用案例在現(xiàn)今的世界各地已經(jīng)不少，其中既有效果突出的地方，也不乏缺陷漏洞，土木工程學(xué)生對該技術(shù)的學(xué)習(xí)不能止步于了解已有的知識更是要從實(shí)際中的不足出發(fā)進(jìn)行探討，力求完善這一技術(shù)，這也是筆者將實(shí)踐納入知識體系中的原因。
4總結(jié)
希望筆者的研究能夠?qū)ν聊竟こ虒I(yè)的BIM教學(xué)活動有所幫助，促進(jìn)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)深度，更為系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
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作者：唐瓊 單位：曲靖師范學(xué)院城市學(xué)院
