高校基建管理中BIM技术应用研究—以东方学院为例

朱启仁，王晓玲，马显汗，蔡祥英，沈浩东

摘要:高等学校作为特殊的建设单位，BIM技术也在高校基建管理提高、在高校基建进行教学优化以及科研环境条件升级的过程中发挥出越来越重要的价值和作用。本文分析BIM技术特点，并以东方学院为例探讨BIM技术在高校基建管理中应用，希望可以为提高高校基建管理效率提供借鉴。

关键词:高校管理;基建;BIM技术;东方学院

高校基建管理是引用了基建管理的概念，即高校基本设施建设管理。对于高校基建管理工作来说，需要结合不同的资金来源，采取不同的管理模式，需要考虑到学科的特点，满足不同专业学生的学习需求，需要以最小的成本代价来获得更高的建设成效，以最科学的管理方式进行正确的决策工作。当前，我国进入了高质量发展的阶段。在国家政府《高等教育十三五规划》等相关政策文件的颁布下，高校对于基建管理工作的开展以及基建管理模式的选择上有了更多的自主性和决策权。

一、BIM技术

在党的十九大后，国家正式实施“新基建”战略。在新基建中由于涉及到海量的构件信息、设备信息、成本信息等多种设计方案数据与项目量，必须要借助计算机技术。建筑信息模型技术(Building Information Modeling，BIM)是依托计算机技术而形成的建筑信息模型的简称，这里涉及到建筑工程的设计、施工、运行等诸环节。

BIM技术的展示整个建筑生命周期的建筑信息模型管理覆盖了基础建设工程的各个阶段，保障了从设计到生产到建筑的通道的可视化、模拟性和协调性。新型基础设施建设中需要利用BIM技术来保障项目设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各个参与方的信息协同工作，使建筑项目的管理工作实现高效精细与工程管理全过程效率和效益的提升。

二、BIM技术于高校基建管理的主要应用路径

BIM技术也被称为建筑信息模型技术，是一种数字化的管理技术，其主要应用模式如下:

(一)决策阶段

项目决策阶段是项目投资总成本控制的首要阶段，是项目建设的开始阶段，也是高校进行全过程投资控制最为关键的阶段[1]。

在高校基建管理中应用BIM技术，需要在项目立项上从长远发展和实际需要出发，综合考虑学校远景规划目标、校风校史、院系建制和周边环境，建筑地点的选择要考虑地质、供水、供电、环保等配套工程项目投入成本;建筑风格的选定要延续学校传统，体现学校的文化和特点，并发挥现代化软件的作用构建建筑信息模型，让相关工作人员形象且直观了解项目工程建设的功能项目与布局，或可以从BIM的强大数据库中找出相似的工程进行参考和对比，最后制定合理的规划方案和总投资成本控制目标。

浙江财经大学东方学院在建设风雨操场膜结构项目前期决策阶段也采用BIM技术以更好的协助学院进行项目决策。该项目是学院为解决师生在恶劣天气室内体育活动场所缺乏而设立，占地约2700平米，拟采用钢膜结构。因该项目是在学院室外体育活动场地进行的改造，受周围场地制约，项目设计限制比较大。在决策阶段必须更多的考虑其对周边活动场地的影响、整体风格/造型的匹配。因学院决策领导并非全都是专业人员，采用传统的图纸设计方式过于抽象，即使结合设计解说也未必能够让大部分人员完全明白其设计意义，很容易造成理解上的误差，导致决策出现偏差。本次在前期方案初设阶段即部分结合BIM技术进行辅助决策。设计根据要求先期出具了两个方案（方案一、方案二），同时结合航拍、建模、GIS技术，在传统效果图的基础上增设了实景模拟图。

方案一（双拱拉杆结构）：

外观效果图                       内部效果图

实景模拟图

方案二（大跨度无立柱）：

外观效果图                       内部效果图

实景模拟图

从设计提供的两个方案效果图能看出设计的意图和建成以后的基本样式及布局。尤其增加实景模拟图以后，可以更加直观的看出整体设计与周边区域融合度，以及有可能对现有场地造成的影响。从实景模拟图可以看出，南北两侧外挑部分疑似侵占两侧道路，因此我们要求设计再出具一张精确定位后的俯拍实景模拟图。

俯拍实景模拟图

根据该图可以看出项目确实侵占南北两侧道路上方空间，且外观样式较为普通。因我院膜内空间场地有一定要求，整体项目无法缩减两侧空间，因此无法解决道路上方空间侵占问题。同时这样建设也对边上场地有所侵占，很可能会造成场地浪费。后学院综合讨论后，将整体项目位置重新调整，重新出具方案三。

方案三（方向调整无立柱）：

外观效果图                       内部效果图

实景模拟图

方案三充分利用场地空间，同时兼具一定造型，学院选择此方案作为最终方案。从最初决策阶段来看，如果仅仅依靠传统的效果图、设计师的讲解，因非专业人员很难对现场有直观感受，会存在一定程度的想当然情况。方案一、方案二就是在这种情况下产生。但在采用BIM技术建模，融合GIS、实景、航拍等技术以后，很直观的就可以看出方案一及方案二的缺陷以及对周边造成的潜在影响。因此才能调整为方案三作为最终方案，在源头上就避免了决策上小失误，同时更充分利用现有场地，此方案对周边现存场地几乎没有太大影响，也减少了后期场地之间复杂的协调、修复等关系。

(二)设计阶段

高校基建项目在做出投资决策后，控制项目成本的关键就在于设计，设计的好坏直接关系到项目各子项成本耗费、工期长短和后续维护成本，即直接关系到项目将要耗费的总成本。

基建工程在设计阶段采用BIM技术为现场平面布置提供了较好的平台。学院需要按照投资估算书的总额要求，在结合工程周边环境、保证满足其实际需求的提前下，对现场进行布置模拟，对施工平面布置、施工方案等进行模拟，将工程造价的相关信息与工程时间进行关联，提前预判项目实施过程中可能存在的问题，做好可视化施工交底，一步步达到优化工程工序、合理调配资源及优化工期的目的。

因资金限制，我院风雨操场膜结构项目主要是在现场模拟布置、施工平面布置环节采用BIM技术。设计方根据要求出具了相关布局图和模型。

内部场地布局图

膜结构整体设计模型

桩基侵占空间

观察模型发现，其建成后整体虽未对周边造成影响，但该项目钢结构支撑桩基部分侵占了约2米的五人足球场空间。如不能调整，则在施工过程当中会对场地造成破坏，需要考虑后期整体修复。经过跟设计沟通，调整为偏心结构，避免了此次破坏。

调整后布局图桩基不侵占空间

此次虽然仅在部分缓解采用BIM技术，但效果显著，提前发现、预判了可能存在的问题。在设计予以调整解决的情况下，避免了后期施工过程当中出现的复杂问题，同时也直接减少了后期场地的恢复工作和成本。

(三)招投标阶段

招投标治理是高校基建项目治理旳关键，对高校操纵工程建设投资，保证工程质量，缩短建设周期，提升投资效益有重要意义。在高校基建项目的招标阶段，使用建筑信息化模型时包含的数据信息较多，且具有直观与融合的特点，院校可以依次为根据，建立起相关的三维模型，对工程量进行合理的统计和分析，最终形成准确的项目清单，以便更好地确定招标控制价，同时对参与投标单位进行筛选，选出各个方面较好的施工单位。

在工程量清单编制阶段，设计单位根据已建立的BIM模型对各构件属性进行细化，通过软件自动生成工程量清单报表。这样操作大大减少了人工计算，减少了算量误差，能在短时间内提供相应报表。且在设计发生变化的情况下，也可在短时间内通过调整相关构件获得新的报表。

(四)施工建造阶段

切实加强高校基建项目的现场管理，是包括相关政策、社会、经济、技术、管理为一体的综合管理工作，过程管理贯穿高校基建的每个阶段和环节[2]。而在虚拟机建施工的过程中，同样可以应用BIM技术的作用对工程组织设计进行动态管理和优化，包括设计图纸修改调整、技术核定、现场签证、VR虚拟现实、实地拍照等方式及时更新反馈现场问题，及时进行设计优化和变更，认真、扎实、细致地做好各个环节的工作，确保按时保质保量地完成各项建筑施工任务。

我院在宿舍区冷水改造项目中也部分应用了BIM技术，极大提升了施工效率。我院冷水改造项目是针对学生供水的民生工程，需要将原镀锌管路全部替换成304不锈钢，同步还需要对热水管路进行改造，二期第一阶段涉及宿舍楼6幢，房间1050个。一期已进行过4幢宿舍楼700个房间的改造，实际施工时间45天；二期工程量相对增加了50%，但因疫情等因素影响，实际能给到的施工时间也只有45天，难度很大。此类改造项目施工区域有限、工序互相制约，且冷热水同时改造还涉及到人员协调、管理问题；仅靠增加人员数量来降低施工时间可能性不是很大，因此考虑参照BIM的现场管理形式进行。考虑到该项目前期未采用BIM技术，且改造管路相对简单（非复杂管路），更多需要聚焦在进度管理、技术核定、现场签证环节，着重在于提高施工效率，因此大规模建立BIM模型意义不是很大。考虑成本因素，我院根据施工图对一幢宿舍楼进行建模工作，通过整体分析管路长度、工序、现场情况等，结合一期改造的经验，协同施工单位一起制定工序及施工计划。每日根据施工实际情况在模型上进行标注，根据需要同步调整下一阶段施工计划。最终总施工时间为40天，比一期还节约了5天。

(五)结算与移交运营维修阶段

高校后勤基建维修工程管理，是提高高校基建维修工程质量，确保基建维修项目管理的科学化、规范化和法制化的保证。近年来，智能建筑、绿色建筑等如雨后春笋拔地而起，使设施管理在运维管理中越来越重要[3]。但是目前BM技术应用主要集中在建筑设计和施工阶段，在建筑运营维护阶段的研究及应用相对较少。

本文以浙江财经大学东方学院为例，研究BIM技术在建筑建设运营维护阶段的应用，同样可以从BIM技术的优势入手，随着设计、施工、变更、材料认质认价等信息参数录人、更新、完善，结(决)算阶段即为竣工工程实体表达。我院风雨操场膜结构项目，通过采用BIM技术在决策和设计阶段就避免了很多与周边区域相关的问题，直接节约了大量成本；同时在最终算量阶段，因为前期决策和设计更准确、更周全，造价概算也从600万降低到580万，建设概算直接降低3.3%。而我院冷水改造项目，也通过BIM技术在建设过程管理中极大提升效率；对比前一期4幢宿舍楼施工周期45天，二期第一阶段6幢宿舍楼施工周期40天，在工程量增加50%的情况下，还减少12.5%的施工时间。而过程中包含项目全生命周期信息数据均可作为后期运营维护管理的数据基础，提升图纸准确度，降低图纸阅读难度，从而有效降低维护成本、减少维护支出。运维管理人员可以收集BIM设备使用数据、设备预测数据，将操作参数的数据、使用率数据、预测数据、服务历史、重置价格和链接到其他制造商的数据作为维护计划的参照，来管理日常运作和计划未来的采购和建设补充，方便院校运维、改建、拆除等后续工作的进行

[4]。

结束语

BIM技术作为信息时代背景下依托计算机技术而形成的建筑信息模型，其管理覆盖了基础建设工程的各个阶段，保障了从设计到生产到建筑的通道的可视化、模拟性和协调性。分析BIM技术特点，并以浙江财经大学东方学院东方学院为例探讨BIM技术在高校基建管理中的应用，要经历“决策、设计、招投标、施工、运营与维修”的一整个完整的阶段，实践证明，高校基建管理也确实需要利用BIM技术来保障项目设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各个参与方的信息协同工作，使建筑项目的管理工作实现高效精细与工程管理全过程效率和效益的提升。

参考文献

[1] 邓家枢，刘宁. 浅谈BIM技术在高校基建工程施工前期工程造价精细化管理应用细则[J]. 产业与科技论坛，2020，19(6):281-282.

[2] 尤元宝. BIM技术在高校基建项目管理中的应用研究[J]. 山西建筑，2021，47(13):187-190.

[3] 林刚. 基于5G技术的BIM信息建模在高校基建管理中的应用[J]. 江苏通信，2021，37(2):19-21.

[4] 胡田，张琼莉，海疆，等. BIM技术在基建管理中的应用与研究[J]. 中国建筑装饰装修，2022(23):56-58. 作者信息：
朱启仁，男（1980.12－），汉族，浙江省嘉兴市海宁市人，硕士，研究方向：计算机、建筑；
王晓玲，女（1970.6），汉族，本科，研究方向：创新创业；
马显汗，男（1990.2），汉族，本科，研究方向：工程管理；
蔡祥英，女（1970.2），大专，研究方向：工程审计；
沈浩东，男（1981.3），汉族，大专，研究方向：工程管理
基金项目：论文来源浙江财经大学东方学院院级一般课题，课题号2021dfy006