“双高”背景下土建类 智能建造实验 实训基地建设与研究

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覃凤阳

广西水利电力职业技术学院,邮编530023

摘要

智慧建筑数字化建造虚拟仿真实训基地着重于建设高效、创新学习环境,目的在于培养高素质技术技能人才。实验室分为虚拟仿真、数字化建造操作区、创新研究以及学习交流区。配置前沿科技VR、AR、BIM等。课程设计涵盖智慧建筑、数字化建造全过程仿真等。实训基地利用虚拟仿真技术模拟真实工作环境,提高教育效果和安全性。


关键词

“双高”;土建类;智能建造实验;实训基地

正文


智能建造作为建筑业发展的新兴方向,正逐步成为推动建筑行业转型升级的关键力量。随着技术的进步和社会需求的变化,智能建造不仅提升了建筑业的生产效率和管理水平,还对促进经济社会的高质量发展具有重要意义。本文从智能建造学科的发展角度,探讨其发展背景、实践应用和未来趋势。

一、智能建造学科发展

智能建造学科的兴起,是建筑业响应数字化转型浪潮的必然结果。传统的建筑施工过程中存在着设计与施工脱节、资源利用率低下、工程安全风险高等问题。而智能建造通过集成BIM技术、物联网、人工智能等先进技术手段,实现了从设计、施工到运营管理的全过程数字化,显著提高了建筑项目的质量、效率和安全性。智能建造的实践应用主要体现在以下几个方面:第一,是数字化设计与建造。通过采用BIM技术,实现了建筑设计的数字化,不仅提高了设计效率,还能在设计阶段就预见施工过程中可能遇到的问题,从而优化设计方案。第二,虚拟仿真实训基地建设。通过构建虚拟仿真实训基地,模拟智慧工地的运行场景,让学生能够在校园内体验到真实工作环境,提前掌握必要的职业技能。第三,是智慧工地。利用物联网、大数据等技术实现工地上人员、设备、材料等资源的智能管理,通过数据分析优化工程进度和资源配置,提升工程项目的管理水平和施工效率。智能建造学科的未来发展将更加注重技术的融合与创新,以及跨学科人才的培养。一方面,随着技术的不断进步,未来的智能建造将更加依赖于人工智能、大数据分析等前沿技术,以实现更加精细化、智能化的建筑生产管理。另一方面,为适应智能时代的需求,智能建造学科将加强与计算机科学、材料科学等其他学科的交叉融合,培养具备跨学科知识和创新能力的高端技术技能人才。

二、职业教育智慧建筑数字化建造示范性虚拟仿真实训基地建设

(一)实验室建设

广西自治区职业教育智慧建筑数字化建造示范性虚拟仿真实训基地的实验室建设设计,旨在营造一个高效、互动、创新的学习环境,以满足新时代高素质技术技能人才培养的需求。本设计注重实验室的功能性、前瞻性和灵活性,以支撑智慧建筑数字化建造领域的教学、研究和实训需求。

1实验室功能布局设计

实验室以“智能+”为核心,围绕智慧建筑、数字化建造等领域的实际需求进行布局。主要分为以下几个功能区:首先,虚拟仿真实验区配备先进的虚拟仿真软件和硬件设备,支持建筑信息模型(BIM)、3D打印、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等技术的应用实训。其次,是建设数字化建造操作区模拟真实的建筑施工环境,提供装配式建筑、智能化施工管理平台等实训支持。另外,创新研究与开发区鼓励学生和教师进行科研项目和新技术开发,配备必要的研究工具和设施。最后,互动学习交流区设置多功能的交流空间,促进师生间的思想碰撞和知识共享。

2高科技设备配备

第一,配置虚拟仿真软硬件。采用业界领先的虚拟仿真软件,结合VR头盔、动作捕捉系统等硬件,为用户提供沉浸式学习体验。

第二,配置数字化建造管理平台。构建集成了智能算法的管理平台,支持项目管理、资源调配、进度监控等功能。

第三,装配式建筑实训设备。引入模块化建筑元件和组装工具,实现装配式建筑的实际搭建和拆解操作。

3环境与文化建设

创建科学和谐的学习氛围,实验室设计注重环境美观与功能实用的结合,创造一个开放、合作、探索的学习空间。此外,还要形成创新精神的培养,通过举办定期的技术研讨、创新大赛等活动,激发学生的创新思维和实践能力。同时,应当加强安全与管理。整合视频监控、环境监测、紧急报警等系统,确保实验室的安全运行。优化与完善数字化管理平台,实现实验室资源的在线预约、使用记录、设备维护等数字化管理,提高管理效率和透明度。

(二)课程设计

课程内容设计,旨在为学生提供全面、深入的智慧建筑与数字化建造教学体验。课程设计将紧密围绕智慧建筑的设计、施工、管理和运维全过程,充分利用虚拟仿真技术,提供真实、互动的学习环境。以下是课程内容的具体设计方案:

1基础理论课程

首先是智慧建筑概论,此部分主要介绍智慧建筑的基本概念、特点、构成要素及其在现代建筑中的应用和发展趋势。

其次是数字化建造基础,此部分,侧重讲解BIM(建筑信息模型)技术的基础知识,包括BIM软件的使用、BIM在设计、施工和运维中的应用。

最后是绿色建筑与可持续设计,主要介绍绿色建筑的设计原则、评价标准及其对智慧建筑设计的影响。

2技术应用课程

第一,讲解智能建筑系统集成深入讲解智能化建筑系统,如智能照明、智能安防、能效管理系统的设计与集成方法。

第二,讲解BIM深化应用通过案例分析,教授BIM在高级建筑设计、结构分析、施工模拟、成本管理等方面的深入应用。

第三,主要讲解装配式建筑设计与施工围绕装配式建筑的设计原则、施工技术和质量控制,提供实际操作与管理知识。

3虚拟仿真实践课程

第一,为虚拟设计实训学生使用BIM软件,在虚拟环境中进行建筑设计,实现从构思到可视化的全过程模拟。第二,主要是指数字化施工仿真模拟建筑施工过程,包括材料选择、施工方法、进度管理和安全控制等环节。第三,为智慧建筑运维仿真通过虚拟仿真技术,让学生体验智慧建筑运维管理,包括能源管理、设施维护、环境监控等实际操作。

4综合能力提升课程

第一,项目管理与团队协作教授项目管理的基本理论和工具,强调团队合作在智慧建筑项目中的重要性。第二,创新思维与解决方案设计激发学生的创新思维,指导学生如何设计解决智慧建筑设计、施工中遇到的实际问题的方案。第三,对行业前沿技术探索定期邀请行业内专家讲授最新的智慧建筑和数字化建造技术,拓宽学生的视野。通过以上课程内容的设计,不仅能够为学生提供理论知识与实际操作技能的全面培训,还能够培养学生的创新能力、团队协作能力和项目管理能力,为智慧建筑和数字化建造领域培养出高素质的技术技能型人才。

三、实训基地建设实践

实训基地建设实践是职业教育中的重要组成部分,它旨在通过构建接近真实工作环境的学习平台,为学生提供实际操作的机会,从而提升学生的职业技能和实践能力。数字化建造虚拟仿真实训基地,就是在这样的背景下应运而生,它利用虚拟仿真技术重现建筑信息化设计、建造和运维的全过程,有效解决了传统实训中场地、安全、成本等限制问题,为学生提供了一个无风险、低成本、高效率的学习环境。在实训基地建设过程中,首先要充分考虑实训的目标和内容,确保实训项目与行业需求紧密结合,能够真实反映职业岗位的工作环境和任务要求。其次,要依托先进的信息技术,如$VR/AR$、3D打印、智能化软件等,构建沉浸式、交互式的虚拟实训环境,让学生在模拟的工作场景中进行学习和操作,提高学习的趣味性和实效性。

参考文献:

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