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摘要：
《计算机辅助设计》是环境设计专业非常重要的专业课程之一。随着技术的发展，传统以CAD软件为核心的计算机辅助设计技术已经不能满足环境设计专业的发展需要。本文从环境设计专业《计算机辅助设计》课程现状出发，对该课程中应用BIM技术进行了可行性分析，指出BIM技术具有整合信息能力更强、拓展领域更宽、施工指导更科学的特点，且对于环境设计专业来说更有其独特优势。同时，还对BIM技术在课程中应用可能遇到的问题进行了探讨，并提出了解决方法。
关键词：
BIM技术；环境设计专业；计算机辅助设计；可行性研究
引言
计算机辅助技术自诞生之日起，就一直受到人们的广泛关注。通过计算机辅助，设计师设计意图的表现方式更加直观且易于理解。21世纪初，几乎所有的高等院校都将《计算机辅助设计》课程纳入了设计类专业课程的范畴；目前，该课程已成为继素描、色彩、三大构成之后的第四大类基础课程。尤其是在环境设计专业中，计算机辅助设计技术的学习不仅是专业知识的积累与课程作业的基础，也是从事环境设计相关工作必备的技能，其重要性更是不言而喻。BIM技术全称为“建筑信息模型技术”（BuildingInformationModeling）是一种新型的计算机辅助设计技术，它以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性的特点。作为专门培养室内外空间设计人才的环境设计专业，传统的计算机辅助技术设计在应用中其系统性、协调性显的有些不足，而BIM技术的出现恰好为环境设计专业计算机辅助设计技术的改革找到了新的突破点。
一、环境设计专业《计算机辅助设计》课程现状
《计算机辅助设计》课程一般作为专业基础课开设于第一学年的下学期或第二学年的上学期，课程名称一般为“计算机辅助设计（一）”和“计算机辅助设计（二）”，授课学时从24至64不等，课程性质多为考查课。目前，在环境设计专业中其授课内容以AutoCAD、3Dsmax、SketchUp、PhotoShop等软件学习为主。由美国Autodesk公司出品的主要用于二维图纸绘制的AutoCAD，与基于PC系统的三维动画渲染和制作软件3Dsmax以及由AdobeSystems开发的图像处理软件PhotoShop共同构成了环境设计专业中计算机辅助技术“平面图——三维效果图——后期处理”三大模块。不可否认，这三大设计模块软件的形成与发展对于高校环境设计专业知识的教学与实践带来了巨大的便利；但同时，也面临着一些问题：
1.传统软件模块存在于项目设计阶段的2D图纸较为冗繁、错误率高、变更频繁、协作沟通困难等缺点。以室内设计方向为例，一套完整的设计图纸一般需要先画出二维的图纸，再将图纸内容导入到三维软件中进行效果图的绘制，效果图完成后再进行后期美化处理。三个环节当中，由于软件间转换与操作都是独立进行，若设计项目出现变更与调整，上述三个环节均要进行重新操作。毫无疑问，这给设计工作者增加了较多且不必要的工作量。
2.绘制的设计图纸通常缺乏一定的实际可施工性。由于专业化程度的提高及国内绝大多数建设工程所采用的设计与施工分别承发包模式的局限性，设计与施工人员之间的交流甚少，加之很多设计人员缺乏施工经验，极易导致施工人员难以甚至无法按照设计图纸进行施工，最终形成与设计内容大相径庭的实际效果。
3.工程量计算易出现较大偏差。虽然在设计的初期，传统计算机辅助技术可以按照定额计价模式给出工程的总概算；但随着初步设计的深化，项目各个方面如建设规模、结构性质、设备类型等均会发生变动与修改；容易导致前后的设计概算出现差别，为项目各参与方提供决策参考造成一定的困扰。基于应用型人才培养的需求，目前各高校的《计算机辅助设计》课程采用的是与市面上绝大部分公司一致的三大设计软件模块教学模式；但是，随着环境设计项目的专业化分工越来越深入，将对于现有的计算机辅助设计技术提出越来越高的要求；逐步引进或试行更为科学、更具有协调性的辅助设计技术已经刻不容缓。高校作为环境设计人材培养的主要基地，进行计算机辅助设计技术的改革，将先进的、系统的辅助设计技术引进课堂显的很有必要。
二、“BIM技术”在《计算机辅助设计》课程中应用的可行性分析
（一）BIM技术
BIM概念最早出现在建筑设计领域。美国MeGraw-Hill建筑公司认为：“BIM是创建并且利用数字化模型对项目进行设计、施工和运营维护的过程。”数字化的模型是BIM的核心内容，其兼具建设项目的物理特性与功能特性，是一种从建设项目的最初概念设计开始的、贯穿整个生命周期的可靠共享信息资源。目前，BIM技术在我国主要应用在建筑设计、结构设计领域；如北京奥运会水立方、上海中心大厦等国内大型工程的建设。从BIM技术的构成来看，这种计算机辅助技术涵盖了几乎所有数字模型信息的参与方与工作类型，所涉及的软件包括：核心建模软件、方案设计软件、几何造型软件、可视化软件以及造价管理软件等。环境设计专业具有较强的实用性，许多高校都以加强学生创新实践能力的培养为前提鼓励进行教学改革，引进先进的教学方法、更新教学内容；BIM技术的引入正好符合未来环境设计专业发展的大方向；同时大多设有环境设计专业的高校中基本上都配备了配置优越的专业机房，为新技术的应用提供了必备的硬件条件。另外，BIM软件与CAD软件间的相互转化与通用也正逐步实现。可以说，BIM技术在高校环境设计专业《计算机辅助设计》课程中应用已经具备了一定的基础。
（二）BIM技术与传统计算机辅助设计技术的对比
BIM技术作为一种整合性非常高的辅助设计技术，与传统计算机辅助设计技术相比有着较为明显的区别。
1.整合信息能力更强。传统计算机辅助设计技术“三大模块”中，设计项目内容如平面图、立面图、大样图以及节点详图等均以二维设计图纸的形式呈现，进行三维效果图制作及后期处理均需要将文件进行单独导出。众所周知，即使是一个普通的家装工程中，也极易出现设计的变更、空间碰撞等情况，修改图纸繁琐费时且整体协调性较差；而BIM技术中，BIM整体参数模型由各部分的BIM模型整合而来，作为统筹信息的平台消除了空间碰撞等情况，对于设计变更全局更新的特性更是方便了设计项目的整体协调运作。
2.拓展领域更宽。目前，环境设计专业课程中所应用的传统计算机辅助设计所涉及的软件数量并不多，除AutoCAD、3Dsmax、PhotoShop三大基础软件外，也有一些其它的辅助软件，但所有的这些都是围绕在“平面图——三维效果图——后期处理”三大模块的基础之上，涉及领域较为狭窄。而BIM技术需要的并不仅仅是一个或几个软件，由于其更加智能化的功能所需，其软件种类较传统计算机辅助模式拓展到了许多新的领域，如施工4D模拟（Navisworks等）、工程造（VisualEstimating等）、施工进度计划（Innovaya）等软件，且与其具有互用性软件的范围更广。
3.施工指导更科学。施工阶段，传统的计算机辅助技术主要以二维图纸作为施工指导，其间因场地、材料、工艺等原因需要设计师多次与施工人员进行沟通或是对图纸进行相关修改；所涉及的其它细节处理均视现场施工情况而定。这意味着项目施工的进度与安排几乎完全参照施工者的经验，图纸在后期能起到的作用十分薄弱。而BIM技术则可以将与BIM模型具有互用性的4D软件、项目施工进度计划与BIM模型连接起来，以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，能及时发现潜在问题和优化施工方案，如场地、人员、材料、工艺、安全问题等。同时，4D施工模拟还可以包含木工机械设备等的进出场时间，能有效节约成本、优化项目整体进度安排。
（三）环境设计专业中“BIM技术”具备的独特优势
BIM技术作为一种先进的计算机辅助设计技术，对于环境设计专业还具备一些独特的优势。项目方案概念设计阶段，设计人员往往需对设计项目的造型、结构形式、耗能与可持续发展问题、施工与运营概算等问题做出决策，BIM技术可以对各种不同的设计方案进行模拟与分析，为集合更多的参与方投入该阶段提供平台，促使做出的分析决策在早期便可以得到反馈，在一定程度上保证了决策的正确性与可操作性。同样，BIM技术可以直接在3D平台上绘制3D模型，并且项目施工所需的任何平面视图都可由该3D模型直接生成。这与传统计算机辅助设计技术下3D模型需要由多个2D平面图作为信息支撑来共同创建的方法有着较大区别，其准确性更高且直观快捷，可为业主、施工方、预制方、设备供应方等项目参与人的沟通协调提供更为直观的平台。更为重要的是，BIM整体参数模型自动更新的法则可以让项目参与方灵活应对设计变更，减少施工人员与设计人员所持图纸不一致的情况。以常用的Revit软件为例，施工平面图上的一个细节变动，Revit软件都会自动在立面图、截面图、3D界面、图纸信息列表、工期、预算等所有相关联的地方做出更新修改；这不仅大大缩短了图纸修改的时间与工作量，也可减少设计的错误与漏洞。这对于设计师、施工方以及业主来说都将是一个令人兴奋的巨大进步。
三、“BIM技术”应用中可能遇到的问题及解决方法
相对于传统计算机辅助技术，BIM技术带来的变革是巨大的，所配套的技术条件、硬件设施、工作模式等等都需要彻底的革新。因此，高校环境设计专业中BIM技术的应用与普及并非一朝一夕可以实现，仍然面临巨大的挑战。
（一）可能遇到的问题
1.专业师资缺乏。BIM技术所涉及的软件数量较多，涉及的专业领域较广，对教学人员提出了更高的要求。由多种类型的多组软件共同构成的BIM技术，涉及方案的概念设计、深化设计、施工4D模拟、工程造价、施工进度计划、施工组织与管理等多方面的内容。若要将其作为环境设计专业的计算机辅助设计技术，需要高校教师不仅具备全面的软件操作与设计理论知识，对于工程施工、材料组织、现场管理都必须具备丰富的经验，才有可能较好的完成教学任务。目前，大部分的设计院校的环境设计专业教师对于设计理论知识的掌握较好，对于工程施工与管理也有一定的认识与经验，但远远达不到与其它各专业融会贯通的程度；因此，在BIM技术的教学工作难免出现专业师资缺乏的尴尬情况。
2.课程学时与软件内容所需学时的矛盾。《计算机辅助设计》作为一门环境设计专业的基础课，其课堂上的学时十分有限；纵观各高校对于《计算机辅助设计》的学时安排，绝对大部分都是48学时左右，最长的时间也不会超过72个学时，部分高校还有逐渐压缩的趋势。如何在有限的教学时间里，让学生认识到BIM技术的整体性与系统性，同时学会相关的软件操作，这也是BIM技术教学时不得不面对的问题。
3.专业教材不足。目前针对BIM技术的书籍主要集中在建筑设计、土木工程领域，如李恒、孔娟编著的《Revit2015中文版基础教程》，杨文生、王全杰主编的《建筑识图与BIM建模实训教程》；葛清主编的《BIM第一维度——项目不同阶段的BIM应用》等等；其中有以软件操作为主的教材，也有以项目施工为主要内容的教材。但是，这些教材中均没有明确的环境设计专业室内、景观方向使用所需的相关功能，这无疑为BIM技术的教学工作带来了一定的困难。
（二）解决方法
1.增加培训、交流以改善专业师资缺乏情况。目前土建行业当中已有BIM技术的相关培训与交流活动，各高校可以将环境设计的专业教师分批次进行派出学习；同时与以相关的政策支持，鼓励年轻教师自主学习，相信通过长期的实践再加上专业交流与探索，熟练的掌握环境设计专业所需的BIM技术将不再是难事。另外，也可聘请相关行业的BIM技术设计师来高校进行教学指导与教学辅助，与环境设计的师生一起，为BIM技术的教学实践创造条件。
2.通过课程作业将BIM技术的学习与应用贯穿整个专业学习过程，缓和学时不足的矛盾。为了让环境设计专业的学生能够快速的掌握BIM技术，教学过程中可将其与其它的课程联系起来，作为完成课程作业必须的工具，如《工程概预算》《装饰材料与施工工艺》等专业课程，调动学生的主观能动性，在课后、课外自主完成其它BIM技术相关软件的学习，以达到教学目的。
3.借鉴现有书籍，研发针对性较强的教材。目前，市面上出现的一些参考书籍已经具备部分环境设计专业所需的知识，例如，《Revit2015中文版基础教程》一书中以最新版本的Revit2015中文版为操作平台，介绍了包括Revit建筑设计基本操作、标高和轴网的绘制、墙体和幕墙的创建、柱、梁和结构构件的添加等，覆盖了使用Revit进行建筑建模设计的全过程，包含了使用该软件进行建模设计的方法和技巧。环境设计专业本身与建筑设计就有着较多的相通之处，传统计算机辅助设计技术中使用的CAD软件、天正建筑插件等也均是由建筑设计领域应用转变而来。因此，这些书籍对于BIM技术教学可以起到一定的辅助作用。同时，随着BIM技术应用的越来越广泛，相信针对环境设计专业有所侧重的相关书籍也会在不久的将来出现。除此之外，让BIM技术更贴合环境设计工作的实际需要也十分重要。新的软件技术其表达方式往往又和以往的习惯存在一定的差异，BIM技术也是如此，其表达方式与传统计算机辅助技术有着一定区别。如BIM技术利用Revit二维图输出时，想到达到施工图的深度就必须对层、文字样式、颜色、线型等进行一些详细的输出设置；而对于V8i来说，对于三维和二维输出文件有严格的标准，因此其模型输出到二维文件后，即基本达到施工图要求，且由于V8i也采用了图层的概念，在输出到二维文件时，基本不需要做任何的调整或修改。就BIM技术本身来说，也需要相关软件研发人员从环境设计的专业特点出发对软件进行适当调整与改进。
四、小结
BIM技术作为一种新的计算机辅助技术，它的出现与应用不仅从根本上改变了当前设计的方式和手段，更是改变了设计的理念，设计过程不再是割裂成一个个的阶段，而是贯穿于整个设计项目的生命周期。高校环境设计专业《计算机辅助设计》课程中应用BIM技术，是从设计人材培养的初期就将多信息、多领域的计算机辅助技术引进，具有较高的实用价值与可行性；其实施不仅可以从根本上改变传统计算机辅助技术的生产方式与生产内容，也必将会对整个环境设计产业链产生巨大影响。
作者：李萍 吴义强 左迎峰 单位：湘南学院美术与设计学院 中南林业科技大学材料科学与工程学院
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