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摘 要:为了满足行业变革需求,顺应信息化发展潮流及“新工科”培养要求,西南石油大学土木工程与测绘学院进行了结合数字建造、基于BIM技术的土木类跨专业联合毕业的探索与实践。文章介绍了联合毕业设计的基本安排,详细说明了建筑给水排水工程在联合毕业设计中的分工与多专业协作的内容和方法,如何利用BIM技术更高效优质地完成建筑给水排水设计等,是四年联合毕业设计的总结与经验分享。
关键词:建筑给水排水;BIM;联合毕业设计;多专业协作
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2020)21-0102-04
Abstract: in order to meet the needs of industry transformation, conform to the development trend of information technology and the requirements of "new engineering" training, the School of civil engineering and Geomatics of Southwest Petroleum University has carried out the exploration and practice of the combination of digital construction and BIM technology-based civil engineering interdisciplinary joint graduation. This paper introduces the basic arrangement of the joint graduation design, explains in detail the contents and methods of division of labor and multi-disciplinary cooperation in the joint graduation design of building water supply and drainage engineering, and how to use BIM Technology to complete the water supply and drainage design of building more efficiently and with high quality, which is the summary and experience sharing of the four-year joint graduation design.
Keywords: building water supply and drainage; BIM; joint graduation design; multi professional collaboration
本科畢业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性实践教学环节[1]。要求学生就某一课题进行深入系统的设计或研究,需要综合应用本专业的各种理论知识和技能,锻炼综合运用专业知识解决实际问题的能力。
传统的土木工程大类的毕业设计采用一人一题,通常由同学自愿选择导师并就本专业领域内的某一课题进行设计的形式完成。对比于之前进行的课程设计,设计深度更深,一般要求达到施工图设计的深度,耗时长,需要同学考虑的问题更加全面具体,同时对独立完成课题研究的能力要求较高,但并没有实质性的差异。全程由指导老师负责,学生独立完成包括调研、开题、设计、整理文件、出图等工作,最后参加毕业答辩。这样的模式便于指导教师全程掌握学生的完成进度及质量,以对学生进行各阶段的考核管理,按照教学大纲的要求保证毕业设计的质量[2]。
但在建筑行业数字化变革,以及国家推行“新工科”教育的大背景下,传统的毕业设计模式存在明显的问题:1. 学生对指导教师依赖大,当教师指导人数较多时,学生容易懒散,进度滞后或企图蒙混过关;2. 学生的设计内容只涉及到一个专业,不熟悉行业内的其它专业,对专业间的配合也一无所知,缺乏整体考虑和系统思维;3. 即使学生顺应建筑行业数字化变革的需求,采用了新的设计手段和方法,但这种应用也仅仅局限在自己的专业内,比如进行三维建模设计,并不能深刻理解建筑信息管理给建筑行业带来的变革和影响。
因此,自2017年起,西南石油大学土木工程与测绘学院就联合土木工程、建筑环境与能源应用工程、工程管理、测绘工程等专业的师生开始了面向行业变革、顺应信息化发展潮流、结合数字建造、基于BIM的跨专业联合毕业设计的探索与实践。
一、联合毕业设计模式简述
国外,联合毕业设计的历史已经长达几十年,其中二十世纪中期麻省理工学院办学能力持续增长,成长为世界一流大学,其成长的关键在于高度重视跨专业合作教育。联合设计要求多学科、多专业融合与交叉,积极构建项目化过程的教学模式,强化学生团队协作能力,进而逐渐增强学生解决复杂工程问题的能力,积极转变职业角色。在联合毕业设计中,应该从真实项目出发,在研究中要求学生加强配合,共同完成项目,让学生参与土地审批、方案设计等流程。此外,要培养更多专门的联合毕业设计指导教师,为学生提供有效指导,保证获得相应学习成果,并进行联合毕业设计答辩[1]。这样有利于将教学资源充分整合起来,学生接受专业教师指导毕业设计,让学生掌握知识,提升英语能力,学习更多的职业技能,达到拓宽学生知识面的目的,也为学生今后就业创造有利条件。在高校联合毕业设计的过程中,教师应该具备一定的专业能力,引导学生之间进行有效协作,保证作品设计的质量。站在理论角度来说,也能让学生获得更好的职业体验;然而,从实践操作分析,不足之处依然存在,值得我们深入探究与分析。 二、建筑行业联合毕业设计
建筑行业毕业设计是高校教学最后、最关键的实践性教学环节,指导学生使用四年所学知识,对于具体工程任务开展设计综合工程的实战性环节。这样,毕业设计的重大价值可想而知,其具有承上启下的功效,以具体工程项目开展模拟实战训练活动,进一步巩固工程问题步骤、思路与方法,掌握有关工程软件使用技巧,为接下来就业奠定良好的基础。然而,在这一环节中,大多数学生需要面对考公务员、考研、就业等一系列的复杂事情,常常无心投入毕业设计中,毕业设计进程中前松后紧的现象比较严重,进度不断滞后,最后无奈只得抄袭,甚至出现在网上购买毕业设计等恶劣行为,再加上指导教师设计题目往往千篇一律,毫无新意,对学生而言没有任何挑战度和吸引力。对于以上各种普遍存在的问题,各高校已经充分认识到,积极尝试改革,如有的学校采取校企联合毕业设计、高校间联合毕业设计等方式,收获了显著的教学效果。对此,本研究积极创新了多专业联合毕业设计方法,以土木类专业为例:
(一)联合毕业设计选题和要求
联合毕业设计要求几个专业的学生共同完成同一个项目,因此,选择的建设项目必须满足土木工程、建筑环节与能源应用、工程管理和测绘等多个专业毕业设计的难度及工作量要求。各专业协调之后,以高层公共建筑为选题的基本要求。为了帮助学生更直观的理解设计对象,将工程与实际更好地结合,开展联合毕业设计的四年来,有三次都选择校园内已建成的教学楼作为设计题目。
为了顺应时代的发展,要求各个专业都采用BIM技术完成毕业设计,将建筑信息管理的理念贯穿毕业设计全程。
(二)聯合毕业设计组织分工
毕业设计分为结构组、给排水组、暖通空调组、施工组、造价组、测绘组,由工程管理专业的学生进行统筹协调,先建好建筑的Revit模型,结构组、给排水组和暖通空调组的同学在模型上进行各专业的正向设计,施工组和造价组进行施工组织设计和造价预算,测绘组完成施工现场的场景还原等工作[2]。下面主要介绍是如何采用BIM技术完成建筑给水排水工程设计的,以及与其它专业的协作。
三、基于BIM技术的建筑给水排水工程设计
(一)正向设计
传统的建筑给排水设计中,主要采用CAD二维设计[3]。通过查看建筑平面图、立面图、大样图等图纸信息进行设计。对设计人员的空间分析能力要求很高,同时设计过程容易出现信息交流错误,造成后期设计出现问题。
联合毕业设计采用RevitMEP完成给排水系统的三维设计[4]。直接在建筑模型上进行管道布置和管件、附
件、阀门及设备的配置和选型。再利用MEP模块提供的多种分析检查功能,检查器具和设备连接件之间的逻辑连接和物理连接,核查系统的流量、当量等信息。最后,对给排水模型进行分析,包括生成明细表、检查管道系统、系统浏览器等,辅助设计者检查和查看建筑给排水的设计内容。
这样,给排水系统的所有数据都进入数据库,方便施工组和造价组的同学能够得到最准确的数据,不会存在人为统计漏项、错项的问题。
(二)协同合作
联合毕业设计中,包括结构、建筑给排水、暖通三个专业设计任务,三个专业必须协同合作[5]。给排水和暖通设计的管线众多,错综复杂,如果采用传统设计方式很难实现对管线的综合设计,同时在各专业间交流信息过程中也会出现很多问题。使用BIM技术,能够极大的提升项目设计的协同设计性。BIM模型的三维可视化功能,能够直观的进行建筑物内部结构的展示和定位,并且将设计的各种信息参数直观的呈现给所有设计人员。
BIM协同工作方式有两大类,一类是中心文件协同模式,另一类是链接共享模式[6]。采用中心文件协同模式,在运用BIM技术进行设计时,跨专业的数据将可以被直接读取,修改任意电量或穿梁的位置时都可以实时更新到模型当中。而且,模型中的一方设计人员修改的内容,设计中任何一方都清晰直观地看到其修改情况,让协同设计的深度得到了提升。设计过程中给排水专业的提资,如水泵的参数,穿梁尺寸等,都能很方便的传递给结构专业。而通过BIM的三维碰撞检查功能,也能很有效的避免在设计过程中出现的问题。
(三)资料处理
在对建筑给排水设计的模型进行分析时,包括生成明细表、检查管道系统、系统浏览器等,能很好的辅助设计者检查和查看建筑给排水的设计内容[7]。可使用相机功能生成卫生间效果图,更加生动的展示建筑内管道综合布置,便于直观的指导施工过程。
四、建筑给排水工程设计与其他专业的配合
在实际工程中,几个专业有先后顺序,但高校的毕业设计,几个专业的时间是相同的,如何保证所有的工作都能完成呢?在四年的探索过程中,几个专业进行了磨合和取舍。比如造价组无法等给排水和暖通空调组完成了所有设计后提供详细的管材及设备数据,只能舍弃等。给排水与结构暖通空调专业的协调配合主要体现在以下方面:
与结构专业的配合:1. 在设计初期,向结构专业提供设备用房中各种设备、和水池等设施的荷载,尤其要注意水泵等设备在运行过程中荷载大于静荷载,在具体设计过程中,必须严格区分;2. 及时提供楼顶以及地下室的排水沟、集水坑布置;3. 检查管道穿越、预留洞口等是否与结构配筋冲突[8]。
与暖通专业的配合:1. 在设计初期协商管道综合的基本原则以及设备间位置;2. 管道布置完成后,与暖通专业的管道进行碰撞检查,并及时协商调整。
在设计过程中,各专业同学进行了多次的协同设计与交流。结构、建筑给排水、空调等专业通过专业建模将模型信息同步到BIM平台,及时调整设计,并在组长组织下各专业开展设计讨论,解决遇到的各种问题。
在四年的联合毕业设计实践中,同学们在设计前期通过方案设计讨论,对各专业间的方案比较熟悉,加上多次联合指导,设计过程进展顺利。但在协同设计过程中也出现很多问题,最突出的问题就是进行碰撞检查和模型纠错,经常出现管线碰撞、净高不足、构件位置不正确等问题。由于BIM技术可视化的特点,可以实时发现模型中出现的的问题,尽快解决容易发现的问题,为同学的设计提供了有力的帮助。 五、多专业联合毕业设计实践过程中遇到的问题
因联合毕业设计属于一种新型模式,实践过程中依然存在各种问题:
(一)不同专业之间衔接问题
虽然专业有差异,但是在毕业设计时间上相同,都安排在学期末进行,而联合毕业设计却不同,有相应的顺序。对建筑学专业来说,要将建筑方案确定下来,而对建筑给排水专业来说,在设计时要结合建筑施工图。由于专业设计衔接要求较高,因此联合毕业设计也更难,开学前四周必须设计出科学合理的方案图。建筑给排水专业学生拿到建筑图纸后,再开展设计,设计任务比较艰巨,也要求适当调整建筑图设计方案。因此联合毕业设计中必须加强沟通和协调,满足毕业设计进度方面的要求。
(二)多专业联合毕業设计的选题
当前在联合毕业设计选题方面,主要考虑模拟项目或实际工程项目。对实际工程项目来说,通常有着丰富资料,相关要求较为清晰,但学生考察和调研存在一定难度。而模拟项目通常缺少完整的资料,要求也不够明确,但是设计上比较简单。考虑到学生接受程度,一般以实际工程项目为主[9]。但是实际工程项目并不多,很多时候则选择模拟项目。
(三)多专业联合毕业设计目前覆盖面较小
分析联合毕业设计实践可知,对学生要求较高,存在一定的难度,然而只要认真实施,不仅可掌握大量专业知识,而且还能够了解更多的专业外的知识,拓展眼界。在联合毕业设计过程中,有利于学生综合实力提升,获得较好的能力发展效果。但是受到师资方面的限制,联合毕业设计在实施中有较大难度,很难面向所有学生。
六、针对多专业联合毕业设计的改进措施
分析联合毕业设计后发现,其取得的效果较好,能够提升人才培养质量,有力推动社会经济发展。然而,基于存在的问题,还需针对性改进:
(一)多管齐下,多种形式开展
目前,联合毕业设计中师资力量是重要的限制因素,无法在全部毕业生中推行[10]。积极借鉴其他高校创新毕业设计的理念与方法,例如校企联合毕业设计、多校联合毕业设计等方法已经比较成熟,可将其纳入到毕业设计环节中。采用多管齐下、多种形式大联合的方式开展毕业设计。大联合形式,不仅可有效解决上述问题中所提到的覆盖面窄的问题,而且还可提高毕业设计选题的实用性与广泛性。搞好校企联合毕业设计,邀请行业内高级工程师、总工程师和大师把先进设计理念、先进施工技术带进校园、带进课堂。同时,学院教师积极深入企业,联合企业共同开放,不仅可强化教师实践水平,而且还有利于增强科研能力[11]。另外,可尝试采用高校联合毕业设计,对于保送读研学生,或者是部分学生希望进入导师团队,则为他们实行联合毕业设计模式,达到丰富学生阅历、增长见识的目的,为高校教师加强配合与协作奠定良好基础。
(二)群策群力,解决不同专业之间衔接问题
针对联合毕业设计过程中时间衔接问题,其解决方法为:其一,指导教师应积极督导,尤其是建筑学专业学生要关注设计方案为之后介入专业带来的影响,避免出现前松后紧的现象。要选择例会、毕业中期答辩等方式,对毕业进展情况进行全面督促与监管;其二,在毕业设计选题方面,主要考虑实际工程项目,教师要结合课题开展情况,为建筑学专业学生介入设计过程创造有利条件。在联合毕业设计过程中,应该将各专业的时间衔接好,保证毕业设计取得更好的效果,要求师生一起应对所遇到的各种困难。
(三)改革评价办法,健全毕业设计的评价体系
几十年来,毕业设计环节评价标准往往是一成不变,指导教师基于过程中学生的表现及勤奋程度进行评价,相比于设计成果,更注重态度,然而往往忽略了设计过程中的协作与挑战性。这一种评价方式不利于培养出复合型人才[12]。完善毕业设计评价体系,可邀请企业专业人士与学校教师共同担当评委,并对评分规则进行优化,适当增加项目协作性、高效性评价的权重。坚持目标导向与问题导向相结合,完善毕业设计评价体系,进一步增加人才培养质量。
七、结束语
四年的实践证明了联合毕业设计模式的实践教学价值,培养了一大批优秀的具有综合素质的毕业生。
1. 联合毕业设计中的多学科的交叉协作,要求各专业之间彼此融合,相辅相成,在一个总的目标下既独立又合作地开展工作,更真实地还原了实际工作情景,规避了专业教育中专业课程设置的局限性所造成的弊端与短板,提升了毕业设计创新性和综合的程度。
2. 各专业学生的紧密协同合作,锻炼了学生们团队合作能力、组织能力、沟通与表达能力。
3. 参加联合毕业设计的同学,除了参加在线直播的联合毕业设计答辩外,还会代表学校参加各种比赛。对于他们来说,压力是不言可喻的,而压力一旦转换成动力,形成了积极向上的氛围,那么他们也将成长更多,为以后进入工作岗位做好了铺垫。
总之,对于土木类联合毕业设计模式的改革与创新,各专业互相配合,积极拓展了各学科知识,促使毕业设计更加科学化,进而提高了成果可利用率。同时,通过联合毕业设计模式,可强化学生团队协作意识,增强行业对接水平,值得广泛推广运用。然而,联合毕业设计教学模式目前正处于探索阶段,还需进一步完善。
参考文献:
[1]张伟杰,孙辉辉,张玉洁.把握毕业设计节奏提高学生综合素养[J].教育教学论坛,2016(36):46-47.
[2]石圆圆.建筑类高校多专业联合毕业设计教学模式的反思[J].中国现代教育装备,2020(01):101-102+113.
[3]陈瑞罡,李佐龙,高伟.OBE理念下的建筑类多专业联合毕业设计教学探索与实践[J].教育现代化,2019,6(95):52-54.
[4]李翔宇,乔壬路,胡惠琴.基于“研究素质”培养的多校联合毕业设计教学模式初探[J].中国建筑教育,2018(02):49-56.
[5]周庆华.多元与跨越——建筑学专业联合毕业设计教学模式初探[J].教育教学论坛,2018(50):71-73.
[6]张振国,吕全贵,朱兴亮,等.新工科背景下校企联合指导毕业设计实施过程的探索——以农业机械化及其自动化专业卓越班为例[J].新疆农机化,2018(04):44-47.
[7]范正妍,夏进军.综合性大学工业设计专业开展交叉学科PBL教学的研究——以交叉学科联合毕业设计为例[J].机械设计,2018,35(S2):409-412.
[8]涂劲松,李瑞霞.基于BIM技术协同平台的建筑类专业联合毕业设计研究与实践——以皖西学院为例[J].黄冈师范学院学报,2018,38(03):94-98.
[9]张伟杰,孙辉辉,张玉洁.把握毕业设计节奏提高学生综合素养[J].教育教学论坛,2016(36):46-47.
[10]李骏,韩利红,董萍.基于BIM技术的多专业联合毕业设计模式的探索、研究与实践[J].中国管理信息化,2020,23(03):233-236.
[11]王磊,余深海.基于Revit的BIM协同设计模式探讨[C].天津大学、天津市钢结构协会.第十四届全国现代结构工程学术研讨会论文集.天津大学、天津市钢结构协会:全国现代结构工程学术研讨会学术委员会,2014:1756-1759.
[12]刘胜荣,杨世忠,崔明辉.建筑电气与智能化专业多校联合毕业设计模式研究与实践——以全国北方区六院校联合毕业设计为例[J].课程教育研究,2017(39):238-239.
关键词:建筑给水排水;BIM;联合毕业设计;多专业协作
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2020)21-0102-04
Abstract: in order to meet the needs of industry transformation, conform to the development trend of information technology and the requirements of "new engineering" training, the School of civil engineering and Geomatics of Southwest Petroleum University has carried out the exploration and practice of the combination of digital construction and BIM technology-based civil engineering interdisciplinary joint graduation. This paper introduces the basic arrangement of the joint graduation design, explains in detail the contents and methods of division of labor and multi-disciplinary cooperation in the joint graduation design of building water supply and drainage engineering, and how to use BIM Technology to complete the water supply and drainage design of building more efficiently and with high quality, which is the summary and experience sharing of the four-year joint graduation design.
Keywords: building water supply and drainage; BIM; joint graduation design; multi professional collaboration
本科畢业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性实践教学环节[1]。要求学生就某一课题进行深入系统的设计或研究,需要综合应用本专业的各种理论知识和技能,锻炼综合运用专业知识解决实际问题的能力。
传统的土木工程大类的毕业设计采用一人一题,通常由同学自愿选择导师并就本专业领域内的某一课题进行设计的形式完成。对比于之前进行的课程设计,设计深度更深,一般要求达到施工图设计的深度,耗时长,需要同学考虑的问题更加全面具体,同时对独立完成课题研究的能力要求较高,但并没有实质性的差异。全程由指导老师负责,学生独立完成包括调研、开题、设计、整理文件、出图等工作,最后参加毕业答辩。这样的模式便于指导教师全程掌握学生的完成进度及质量,以对学生进行各阶段的考核管理,按照教学大纲的要求保证毕业设计的质量[2]。
但在建筑行业数字化变革,以及国家推行“新工科”教育的大背景下,传统的毕业设计模式存在明显的问题:1. 学生对指导教师依赖大,当教师指导人数较多时,学生容易懒散,进度滞后或企图蒙混过关;2. 学生的设计内容只涉及到一个专业,不熟悉行业内的其它专业,对专业间的配合也一无所知,缺乏整体考虑和系统思维;3. 即使学生顺应建筑行业数字化变革的需求,采用了新的设计手段和方法,但这种应用也仅仅局限在自己的专业内,比如进行三维建模设计,并不能深刻理解建筑信息管理给建筑行业带来的变革和影响。
因此,自2017年起,西南石油大学土木工程与测绘学院就联合土木工程、建筑环境与能源应用工程、工程管理、测绘工程等专业的师生开始了面向行业变革、顺应信息化发展潮流、结合数字建造、基于BIM的跨专业联合毕业设计的探索与实践。
一、联合毕业设计模式简述
国外,联合毕业设计的历史已经长达几十年,其中二十世纪中期麻省理工学院办学能力持续增长,成长为世界一流大学,其成长的关键在于高度重视跨专业合作教育。联合设计要求多学科、多专业融合与交叉,积极构建项目化过程的教学模式,强化学生团队协作能力,进而逐渐增强学生解决复杂工程问题的能力,积极转变职业角色。在联合毕业设计中,应该从真实项目出发,在研究中要求学生加强配合,共同完成项目,让学生参与土地审批、方案设计等流程。此外,要培养更多专门的联合毕业设计指导教师,为学生提供有效指导,保证获得相应学习成果,并进行联合毕业设计答辩[1]。这样有利于将教学资源充分整合起来,学生接受专业教师指导毕业设计,让学生掌握知识,提升英语能力,学习更多的职业技能,达到拓宽学生知识面的目的,也为学生今后就业创造有利条件。在高校联合毕业设计的过程中,教师应该具备一定的专业能力,引导学生之间进行有效协作,保证作品设计的质量。站在理论角度来说,也能让学生获得更好的职业体验;然而,从实践操作分析,不足之处依然存在,值得我们深入探究与分析。 二、建筑行业联合毕业设计
建筑行业毕业设计是高校教学最后、最关键的实践性教学环节,指导学生使用四年所学知识,对于具体工程任务开展设计综合工程的实战性环节。这样,毕业设计的重大价值可想而知,其具有承上启下的功效,以具体工程项目开展模拟实战训练活动,进一步巩固工程问题步骤、思路与方法,掌握有关工程软件使用技巧,为接下来就业奠定良好的基础。然而,在这一环节中,大多数学生需要面对考公务员、考研、就业等一系列的复杂事情,常常无心投入毕业设计中,毕业设计进程中前松后紧的现象比较严重,进度不断滞后,最后无奈只得抄袭,甚至出现在网上购买毕业设计等恶劣行为,再加上指导教师设计题目往往千篇一律,毫无新意,对学生而言没有任何挑战度和吸引力。对于以上各种普遍存在的问题,各高校已经充分认识到,积极尝试改革,如有的学校采取校企联合毕业设计、高校间联合毕业设计等方式,收获了显著的教学效果。对此,本研究积极创新了多专业联合毕业设计方法,以土木类专业为例:
(一)联合毕业设计选题和要求
联合毕业设计要求几个专业的学生共同完成同一个项目,因此,选择的建设项目必须满足土木工程、建筑环节与能源应用、工程管理和测绘等多个专业毕业设计的难度及工作量要求。各专业协调之后,以高层公共建筑为选题的基本要求。为了帮助学生更直观的理解设计对象,将工程与实际更好地结合,开展联合毕业设计的四年来,有三次都选择校园内已建成的教学楼作为设计题目。
为了顺应时代的发展,要求各个专业都采用BIM技术完成毕业设计,将建筑信息管理的理念贯穿毕业设计全程。
(二)聯合毕业设计组织分工
毕业设计分为结构组、给排水组、暖通空调组、施工组、造价组、测绘组,由工程管理专业的学生进行统筹协调,先建好建筑的Revit模型,结构组、给排水组和暖通空调组的同学在模型上进行各专业的正向设计,施工组和造价组进行施工组织设计和造价预算,测绘组完成施工现场的场景还原等工作[2]。下面主要介绍是如何采用BIM技术完成建筑给水排水工程设计的,以及与其它专业的协作。
三、基于BIM技术的建筑给水排水工程设计
(一)正向设计
传统的建筑给排水设计中,主要采用CAD二维设计[3]。通过查看建筑平面图、立面图、大样图等图纸信息进行设计。对设计人员的空间分析能力要求很高,同时设计过程容易出现信息交流错误,造成后期设计出现问题。
联合毕业设计采用RevitMEP完成给排水系统的三维设计[4]。直接在建筑模型上进行管道布置和管件、附
件、阀门及设备的配置和选型。再利用MEP模块提供的多种分析检查功能,检查器具和设备连接件之间的逻辑连接和物理连接,核查系统的流量、当量等信息。最后,对给排水模型进行分析,包括生成明细表、检查管道系统、系统浏览器等,辅助设计者检查和查看建筑给排水的设计内容。
这样,给排水系统的所有数据都进入数据库,方便施工组和造价组的同学能够得到最准确的数据,不会存在人为统计漏项、错项的问题。
(二)协同合作
联合毕业设计中,包括结构、建筑给排水、暖通三个专业设计任务,三个专业必须协同合作[5]。给排水和暖通设计的管线众多,错综复杂,如果采用传统设计方式很难实现对管线的综合设计,同时在各专业间交流信息过程中也会出现很多问题。使用BIM技术,能够极大的提升项目设计的协同设计性。BIM模型的三维可视化功能,能够直观的进行建筑物内部结构的展示和定位,并且将设计的各种信息参数直观的呈现给所有设计人员。
BIM协同工作方式有两大类,一类是中心文件协同模式,另一类是链接共享模式[6]。采用中心文件协同模式,在运用BIM技术进行设计时,跨专业的数据将可以被直接读取,修改任意电量或穿梁的位置时都可以实时更新到模型当中。而且,模型中的一方设计人员修改的内容,设计中任何一方都清晰直观地看到其修改情况,让协同设计的深度得到了提升。设计过程中给排水专业的提资,如水泵的参数,穿梁尺寸等,都能很方便的传递给结构专业。而通过BIM的三维碰撞检查功能,也能很有效的避免在设计过程中出现的问题。
(三)资料处理
在对建筑给排水设计的模型进行分析时,包括生成明细表、检查管道系统、系统浏览器等,能很好的辅助设计者检查和查看建筑给排水的设计内容[7]。可使用相机功能生成卫生间效果图,更加生动的展示建筑内管道综合布置,便于直观的指导施工过程。
四、建筑给排水工程设计与其他专业的配合
在实际工程中,几个专业有先后顺序,但高校的毕业设计,几个专业的时间是相同的,如何保证所有的工作都能完成呢?在四年的探索过程中,几个专业进行了磨合和取舍。比如造价组无法等给排水和暖通空调组完成了所有设计后提供详细的管材及设备数据,只能舍弃等。给排水与结构暖通空调专业的协调配合主要体现在以下方面:
与结构专业的配合:1. 在设计初期,向结构专业提供设备用房中各种设备、和水池等设施的荷载,尤其要注意水泵等设备在运行过程中荷载大于静荷载,在具体设计过程中,必须严格区分;2. 及时提供楼顶以及地下室的排水沟、集水坑布置;3. 检查管道穿越、预留洞口等是否与结构配筋冲突[8]。
与暖通专业的配合:1. 在设计初期协商管道综合的基本原则以及设备间位置;2. 管道布置完成后,与暖通专业的管道进行碰撞检查,并及时协商调整。
在设计过程中,各专业同学进行了多次的协同设计与交流。结构、建筑给排水、空调等专业通过专业建模将模型信息同步到BIM平台,及时调整设计,并在组长组织下各专业开展设计讨论,解决遇到的各种问题。
在四年的联合毕业设计实践中,同学们在设计前期通过方案设计讨论,对各专业间的方案比较熟悉,加上多次联合指导,设计过程进展顺利。但在协同设计过程中也出现很多问题,最突出的问题就是进行碰撞检查和模型纠错,经常出现管线碰撞、净高不足、构件位置不正确等问题。由于BIM技术可视化的特点,可以实时发现模型中出现的的问题,尽快解决容易发现的问题,为同学的设计提供了有力的帮助。 五、多专业联合毕业设计实践过程中遇到的问题
因联合毕业设计属于一种新型模式,实践过程中依然存在各种问题:
(一)不同专业之间衔接问题
虽然专业有差异,但是在毕业设计时间上相同,都安排在学期末进行,而联合毕业设计却不同,有相应的顺序。对建筑学专业来说,要将建筑方案确定下来,而对建筑给排水专业来说,在设计时要结合建筑施工图。由于专业设计衔接要求较高,因此联合毕业设计也更难,开学前四周必须设计出科学合理的方案图。建筑给排水专业学生拿到建筑图纸后,再开展设计,设计任务比较艰巨,也要求适当调整建筑图设计方案。因此联合毕业设计中必须加强沟通和协调,满足毕业设计进度方面的要求。
(二)多专业联合毕業设计的选题
当前在联合毕业设计选题方面,主要考虑模拟项目或实际工程项目。对实际工程项目来说,通常有着丰富资料,相关要求较为清晰,但学生考察和调研存在一定难度。而模拟项目通常缺少完整的资料,要求也不够明确,但是设计上比较简单。考虑到学生接受程度,一般以实际工程项目为主[9]。但是实际工程项目并不多,很多时候则选择模拟项目。
(三)多专业联合毕业设计目前覆盖面较小
分析联合毕业设计实践可知,对学生要求较高,存在一定的难度,然而只要认真实施,不仅可掌握大量专业知识,而且还能够了解更多的专业外的知识,拓展眼界。在联合毕业设计过程中,有利于学生综合实力提升,获得较好的能力发展效果。但是受到师资方面的限制,联合毕业设计在实施中有较大难度,很难面向所有学生。
六、针对多专业联合毕业设计的改进措施
分析联合毕业设计后发现,其取得的效果较好,能够提升人才培养质量,有力推动社会经济发展。然而,基于存在的问题,还需针对性改进:
(一)多管齐下,多种形式开展
目前,联合毕业设计中师资力量是重要的限制因素,无法在全部毕业生中推行[10]。积极借鉴其他高校创新毕业设计的理念与方法,例如校企联合毕业设计、多校联合毕业设计等方法已经比较成熟,可将其纳入到毕业设计环节中。采用多管齐下、多种形式大联合的方式开展毕业设计。大联合形式,不仅可有效解决上述问题中所提到的覆盖面窄的问题,而且还可提高毕业设计选题的实用性与广泛性。搞好校企联合毕业设计,邀请行业内高级工程师、总工程师和大师把先进设计理念、先进施工技术带进校园、带进课堂。同时,学院教师积极深入企业,联合企业共同开放,不仅可强化教师实践水平,而且还有利于增强科研能力[11]。另外,可尝试采用高校联合毕业设计,对于保送读研学生,或者是部分学生希望进入导师团队,则为他们实行联合毕业设计模式,达到丰富学生阅历、增长见识的目的,为高校教师加强配合与协作奠定良好基础。
(二)群策群力,解决不同专业之间衔接问题
针对联合毕业设计过程中时间衔接问题,其解决方法为:其一,指导教师应积极督导,尤其是建筑学专业学生要关注设计方案为之后介入专业带来的影响,避免出现前松后紧的现象。要选择例会、毕业中期答辩等方式,对毕业进展情况进行全面督促与监管;其二,在毕业设计选题方面,主要考虑实际工程项目,教师要结合课题开展情况,为建筑学专业学生介入设计过程创造有利条件。在联合毕业设计过程中,应该将各专业的时间衔接好,保证毕业设计取得更好的效果,要求师生一起应对所遇到的各种困难。
(三)改革评价办法,健全毕业设计的评价体系
几十年来,毕业设计环节评价标准往往是一成不变,指导教师基于过程中学生的表现及勤奋程度进行评价,相比于设计成果,更注重态度,然而往往忽略了设计过程中的协作与挑战性。这一种评价方式不利于培养出复合型人才[12]。完善毕业设计评价体系,可邀请企业专业人士与学校教师共同担当评委,并对评分规则进行优化,适当增加项目协作性、高效性评价的权重。坚持目标导向与问题导向相结合,完善毕业设计评价体系,进一步增加人才培养质量。
七、结束语
四年的实践证明了联合毕业设计模式的实践教学价值,培养了一大批优秀的具有综合素质的毕业生。
1. 联合毕业设计中的多学科的交叉协作,要求各专业之间彼此融合,相辅相成,在一个总的目标下既独立又合作地开展工作,更真实地还原了实际工作情景,规避了专业教育中专业课程设置的局限性所造成的弊端与短板,提升了毕业设计创新性和综合的程度。
2. 各专业学生的紧密协同合作,锻炼了学生们团队合作能力、组织能力、沟通与表达能力。
3. 参加联合毕业设计的同学,除了参加在线直播的联合毕业设计答辩外,还会代表学校参加各种比赛。对于他们来说,压力是不言可喻的,而压力一旦转换成动力,形成了积极向上的氛围,那么他们也将成长更多,为以后进入工作岗位做好了铺垫。
总之,对于土木类联合毕业设计模式的改革与创新,各专业互相配合,积极拓展了各学科知识,促使毕业设计更加科学化,进而提高了成果可利用率。同时,通过联合毕业设计模式,可强化学生团队协作意识,增强行业对接水平,值得广泛推广运用。然而,联合毕业设计教学模式目前正处于探索阶段,还需进一步完善。
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