浅谈BIM技术在高校维修改造工程中的应用

摘要：随着我国高校教育的蓬勃发展，很多原有高校校舍资源已不能满足当今教学科研发展的要求，高校在兴建新校区、新校舍的同时由于资金、校园环境空间、土地资源、项目建设周期等多方面因素的影响对大量现存既有老旧建筑的维修改造也成为新时代高校维修基建工作不可回避的重要课题。针对老旧校舍建筑改造中存在的“资料、图纸缺失”、“二维图纸信息量少”、“二次改造”等问题，本文试图从BIM技术管理的角度出发进行粗略分析，以寻求、探讨更好的解决方案。

关键词：高校维修改造工程;项目管理;BIM应用

引言

老旧校舍建筑存在的既有建筑资料、图纸信息缺失等问题长期以来一直困扰着高校校舍的维修改造工作。本文旨在讨论通过BIM技术的应用加强对高校老旧建筑维修改造工程的项目管理，为现有建筑提供更系统、全面的建筑信息。

一、高校老旧建筑归档资料现状及建筑BIM技术管理课题研究内容和意义

1.1课题研究的现状

高校既有老旧建筑的维修改造工作由于历史原因，这些建筑大多缺乏消防、节能、环保等诸多方面的措施，工程图纸也存在着缺失或者资料不全等因素，所以对既有老旧建筑的维修改造往往面临诸多制约因素和不确定性问题，这在加大维修实施难度的同时也加大了校方工程管理的难度。

1.2课题研究的内容

通过BIM技术的应用从三维化、动态化、全方位的可视化表达，工程管理图纸信息的动态管理，设备管线，改造后建筑使用空间场所综合优化等几个方面探讨新环境下高校既有老旧建筑维修改造工作的工程管理。

1.3课题研究的意义

通过BIM技术的应用，在完善因原有基建图纸缺漏问题的同时，模型化数字文档的建立也给老旧建筑维修改造工程立项的科学性、实施方案的更加可靠性、工程预算的合理性以及施工过程中的工程管理带来极大的便利，也大大方便了项目资料的归档和调阅，同时也方便了日后建筑的继续维修改造工作。

二、高校老旧建筑修改造工程管理中存在的问题

2.1 老旧校舍建筑原始基建信息局限性

我国目前现行竣工资料存档文件以具有法律效力的纸质版资料为主，文档的保护和保存对于既有建筑改造来说至关重要，由于历史原因早期的建筑信息文档可能因为外界因素发生信息的缺失和变化。一种是，因图纸保存时间过久或保存不善导致图纸、资料等出现缺失、污损、褪色等问题。这是建筑改造时最直接的信息源，一旦发生问题导致设计信息在改造初期就具有极大的不确定性和模糊性，设计人员将现有图纸和资料翻录成电子的工作过程中也会存在误差。另一种是，建筑在使用过程中可能进行了改造，，建筑功能和条件发生了变化，但并未形成资料归档，这使得建筑的信息和原先设计已经不一致。此外，有些建筑年代较为久远，甚至没有留下图纸或有效资料。这些因素相当程度上限制了既有建筑改造时档案数据的精确性和可利用程度。

2.2 维修改造施工的复杂性

既有老旧建筑改造具有—定的复杂性，需要在多学种科、多专业的交叉与协同下才可完成，需要各个专业的互相配合、共同协作。在设计阶段，与新建建筑相比较要复杂的多，需要进行大量的论证、协调，涉及到方方面面，任何因素都可能制约改造工程的成本、质量、进度以及安全。实施阶段前期往往存在大量拆除工程，由于建筑部分结构构件如钢架结构生锈老化、表层水泥块开裂风化，原建筑材料如玻璃幕墙有潜在裂缝等，都为拆除工作带来大量安全隐患。由此拆除施工难度巨大。中后期施工过程中，墙体施工安装等工作往往又和老系统产生交叉，如原有建筑结构缝的封堵，新旧管道系统的衔接，管道出口的预留，空调等外挂设备的遮掩等，给改造来了不少的困难。

三、拟解决途径--BIM技术的应用

3.1可视化设计表达

BIM是指，建筑信息化模型，简单地说就是将二维平面图纸转化成三维立体模型。BIM是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全寿命周期中各個不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方面的被工程各参与方使用。

老旧建筑的维修改造工程中，原始的CAD平、立、剖图纸是在二维空间上记录建筑基建信息，因此信息含量匮乏。通过引入BIM技术将建筑的几何尺寸和物理属性集合，在计算机可视化技术下，实现建筑的各个构件、各种管线空间位置的准确定位，即“所见即所得”。BIM技术对于决策者、工程管理者以及各专业工程师和技术人员来说更方便对建筑空间位置和相关信息的获取。

BIM技术的可视化是可操控，它便于模型信息的修改，大大降低了改造设计和改造施工管理的过程风险，因此有利于降低工程成本节约项目资金。可视化的设计，可有效改善既有建筑改造中因空间限制引起的各种设计不合理问题、提升建筑改造效果，实现各专业构件、管线等的科学合理排布，优化建筑空间。利用该技术构建的虚拟空间管线设备排布，使决策者可以更方便地进行设计方案的比选、评估、讨论以及决策，从而避免了凭空想象和建造实体样板，既缩短的决策时间又节约了建设成本。

此外可视化设计更有助于实现既有建筑的安全疏散模拟、结构复杂节点部位的设计与复核等、重难点施工部位的施工工序模拟等，这可以在不消耗实际资源条件下，让项目各参与方了解项目的实施过程和结果，并结合各方建议和要求，及时进行调整。

3.2设计、施工图纸信息的动态管理

BIM技术的优势不仅在于可视化的信息交流，更在于其模型信息的及时动态变更。

1）在施工信息沟通过程中：施工方、监理方、设计单位以及建设管理方可及时进行项目信息的了解与沟通。参建各方都可及时在数字化的BIM信息平台上了解和掌握项目最新动态，及时下达和获取项目信息指令。

2）工地现场管理方面： 4D施工场地管理可进行3D施工场地布置，自动定义施工设施的4D属性。点取任意设施实体，可查询其名称、类型、型号以及计划设置时间等施工属性，并可进行场地设方的信息统计等，将场地布置与施工进度对应，形成4D动态的现场管理。

3） 在项目进度控制过程中：4D施工过程模拟对整个工程或选定WBS节点进行4D施工过程模拟，可以以天、周月为时间间隔，按照时间的正序或逆序模拟，可以按计划进度或实际进度模拟实现工程项目整个施工过程的4D可视化模拟。虚拟真实、动态化的展示项目进度信息。

从以上几点我们不难看出 BIM 4D系统对工程项目可以进行实时管理，让我们在做项目管学理时侯更加得心应手。

3.3管线设备安装空间综合优化

既有建筑的改造主要是在原有建筑的基础上再进行重新设计的，并可能的保留原有系统管线的必须部分。

各个专业之间很容易出现“错、漏、碰”等问题，这些问题往往直至施工阶段才会被发现，不但延误了工期，而且也增加了建设成本。在机电系统施工前，更有必要进行管线综合排布。所谓的管线综合就是按照机电系统的功能和施工要求，实现机电管线的综合协调排布，并从空间净高、机电设备间隔空间、安装需求、预留孔洞的准确性等方面系统考虑。在传统的深化设计中，管线综合排布只能把CAD 的二维平面图叠加，可是这种叠加方式使得图形混乱复杂，如果管线数量多的话，就不能清晰的反应出设备的位置以及标准，而且各种机电设备之间的关系只能依靠想象。从这种二维图纸中不易发现管线碰撞，更不容易对碰撞进行局部调整。如果采用BIM技术进行管线综合就有很大的优势，因为通过BIM建模，将原来的二维平面图纸转换成可視化的三维立体图，展示了施工后的效果，使得一些二维施工图上不能展示的细节都得以展示，并把一些存在的间题暴露出来。另外，通过BIM进行管线综合排可最大程度的利用安装空间，在提高吊顶标高、缩小管井面积等方面有很大的优势。

3.4维修改造成本控制与管理的科学化

改造项目立项，概、预算，招投标阶段  对于老旧建筑的维修改造工程来说，由于原基建图纸信息缺乏，加之建筑使用年限较长，很多原有建筑结构配件出现腐蚀、老化等以及改造拆除过程中可能出现很多不可控因素，造成施工成本大幅增加。BIM技术的应用可以虚拟模拟技术的角度出发提早预期这些不可控因素，并做出施工预案，从而降低工程造价成本。

BIM技术的应用由于具备更加完善的改造项目建筑信息，从三维角度出发全方位立体型的对施工方案的模拟相对于传统二维CAD设计，它提供了更加科学、可靠、合理的设计方案。它为工程概、预算提供了更精准的设计方案。这样就可以加快整个项目从立项到项目概、预算，招投标的进程，从而节约工程成本。

在施工管理阶段 BIM技术是一个动态化的管理集成系统 及时统一的项目信息变更，可以使项目的各参与方及时准确的了解工程进度，并便于项目的设计者和管理单位对改造过程中出现的工程变更及时做出回应，加快问题解决的进程。同时由于BIM技术是一个集成系统任何设计点位的改变都会及时准确的反应到各个相关设计图纸上。保证了工程参与各方项目变更信息的及时更新。杜绝了过期图纸的使用，从而便捷了施工工程的管理于施工成本的降低。

3.5后续改造工作完整的数字技术支持

BIM 技术即是一个建筑数字模型，同时也是一个数字化信息平台。这个在改造建设过程中形成的新信息模型又为以后建筑运行维护提供了一个技术基础和框架。

结论;高校老旧建筑的维修改造工作，由于原始基建图纸信息的匮乏，现有施工改造过程往往存在边施工边设计，边调整，设计于施工脱节，管理不到位等诸多消极施工管现象。如何利用BIM技术提高对既有老旧建筑的施工管理水平，节约工程成本已经成为高校后勤工程管理部门的一项重要课题。

目前BIM技术作为一项建筑信息三维化、可视化，信息变更便捷，协调统一集成化，施工过程可模拟预测预，管线设备碰撞提前预警，大大便捷了维修改造工程预算信息的精准性，为工程项目精细化管理提供了更加科学有效的依据。

参考文献;

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[3]李文艺. 浅谈BIM技术在工程项目管理中的应用

[4]王庆昌，夏文君.浅谈BIM对工程造价的影响（1.山东经之纬工程咨询有限公司 山东 济宁 272200;2.浙江亿夏建设股份有限公司 浙江 嵊州 312400）

[5]谢海滨.浅谈高校基建项目成本控制余管理策略 （桂林医学院临桂县桂医置业有限公司 广西 桂林 541001）

作者简介;任智新（1979.6.26），性别：男;籍贯：山西;民族：汉;学历：研究生，硕士;职称：工程师;研究方向：建筑施工管理。