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Exploration of Digital Transformation in Architecture Universities: Empowering Resilience Safety in Medical Buildings

Received: 14 August 2025     Accepted: 28 October 2025     Published: 10 December 2025
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Abstract

Beijing University of Civil Engineering and Architecture (BUCEA), dedicated to “training tomorrow’s urban planners, designers and architects,” has recently secured four new doctoral programs, hosts the New-Energy Modern Industry College and an interdisciplinary platform for intelligent buildings, and is tasked with supplying talent for the capital’s planning and construction. Confronted by sweeping changes in higher education, a transforming construction sector and the impact of AI, BUCEA is re-engineering its educational model by creating the Future Architectural Technology College, on-site “living labs,” a resident-planner system and a government–industry–university–research–application ecosystem; upgrading disciplines through an “intelligent + distinctive + strategic” overhaul that adds Smart Construction and refreshes 70 % of specialized courses with 35 % now embedding AI; reconstructing knowledge structures with “modular, digital, interdisciplinary and practice-oriented” curricula focused on complex problem-solving; and expanding global reach via the Belt and Road Alliance of Architecture Universities. It also leads in resilient healthcare-facility design through a digital-twin base and intelligent O&M platform that innovate pollution control, patient-flow simulation and disaster prevention, offering a model of digital transformation for architecture-focused institutions.

Published in Science Innovation (Volume 13, Issue 6)
DOI 10.11648/j.si.20251306.13
Page(s) 152-156
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Copyright © The Author(s), 2025. Published by Science Publishing Group

Keywords

Architecture-focused Universities, Digital Transformation, Talent Cultivation, Discipline Development

1.引言
我国建筑业面临传统劳动力短缺、老龄化加剧等挑战,亟需通过智能化转型提升全要素生产率,智能建造成为行业转型升级的必然选择。在产业转型升级与新质生产力加速发展的背景下,建筑产业正经历价值链重构与生产力形态跃迁,系统性数字化转型推动产业对高素质复合型人才的需求激增,新质生产力发展要求高校进行学科专业转型升级,以培养适应未来产业需求的人才。高等教育数字化转型已成为应对科技革命与产业变革的核心举措,而建筑业作为国民经济的支柱产业,正加速向工业化、智能化方向升级。《“十四五”数字经济发展规划》明确提出,要推动数字技术与实体经济深度融合,培育新业态、新模式。医疗建筑作为兼具公共服务属性与工程复杂性的特殊建筑类型,其韧性安全(涵盖灾害防控、运营效率、应急响应等维度)直接关系到公共卫生安全与民生保障。然而,当前医疗建筑领域面临数字化基础薄弱、运维效率低下、灾害应对能力不足等问题,亟需建筑类高校发挥人才培养与科研创新优势,通过数字化转型提供解决方案。北京建筑大学作为以建筑、土木学科为特色的高校,长期服务于首都及全国城乡建设。近年来,学校以数字化转型为抓手,在育人体系、学科建设、科研创新等方面开展系统性改革,尤其在医疗建筑韧性安全领域形成了特色成果。本文以北京建筑大学为研究对象,系统梳理其数字化转型路径与医疗建筑韧性安全赋能实践,旨在为同类院校提供参考,推动建筑类高校在服务产业转型与国家战略中发挥更大作用。
2.北京建筑大学数字化转型的背景与动因
2.1.历史沿革:百年办学积淀与特色优势
北京建筑大学始于1907年京师初等工业学堂,1952年增设土木工程科,1982年成为国家首批学士学位授予高校,1986年获批建筑学、土木工程硕士学位授予权,2012年更名为北京建筑大学,2013年获批博士学位授予单位,2018年成为北京市与住房和城乡建设部共建高校。百余年来,学校始终以“服务城乡建设”为核心使命,逐步形成城市设计与建成遗产保护、绿色建造与建筑工业化、城市治理政策与制度创新、智慧城市与精细管理、生态修复与能源资源循环利用五大特色优势方向,为数字化转型奠定了坚实的学科基础与实践根基。
2.2.时代挑战:四重压力下的转型必要性
一是高等教育变革的政策驱动。党的二十届三中全会提出“统筹推进教育科技人才体制机制一体改革”,《教育强国建设规划纲要(2024-2035年)》明确教育的“政治属性、人民属性、战略属性”,要求高等教育“推进数字化校园建设,提升教育教学数字化水平”。北京市《高质量建设发展“一校一策”三年行动计划》进一步要求北京建筑大学“聚焦首都规划建设需求,强化数字技术与建筑学科融合”,政策导向为学校数字化转型提供了明确方向。
二是建筑业转型的产业需求。从行业发展数据看,2024年全社会建筑业总产值达32.65万亿元,增速3.9%,虽保持增长但增速放缓,行业已从“增量市场”全面转向“存量市场”。同时,建筑业面临劳动力短缺、生产效率低下等瓶颈,《关于持续推进城市更新行动的意见》提出“加强既有建筑改造利用、推进城镇老旧小区整治改造”,而医疗建筑作为城市更新的重要领域,对数字化设计、智能运维、灾害防控的需求尤为迫切,传统建筑类人才已无法满足“工业化、智能化、绿色化”转型需求。
三是人工智能技术的颠覆性冲击。习近平总书记强调“推动我国人工智能朝着有益、安全、公平方向健康有序发展”,人工智能技术正重塑高等教育模式:斯坦福大学建立“AI+X”学位矩阵,麻省理工学院通过开源虚拟教研系统使生物医学专业AI工具应用普及率6个月内从17%升至89%。对建筑类高校而言,AI技术不仅改变知识获取方式,更要求重构课程体系与教学模式,以培养具备“建筑+AI”复合能力的人才。
四是首都建设的特殊使命。北京市2025年政府工作报告提出“建设适应群众高品质生活的‘好房子’、加快建筑低碳发展、深化城市更新行动”,尤其强调医疗、养老等公共服务设施的韧性提升。作为首都唯一以建筑为特色的高校,北京建筑大学需直面首都“四个中心”建设需求,在医疗建筑数字化改造、历史建筑保护、智慧城市建设等领域提供技术支撑,这一特殊定位进一步凸显数字化转型的紧迫性。
2.3.核心痛点:传统办学模式的四大不匹配
北京建筑大学在转型前面临建筑类高校的共性问题,具体表现为“四个不匹配”:一是学科专业布局与行业转型不匹配:传统专业以土木工程、建筑学为主,缺乏智能建造、时空信息工程等新兴专业,无法支撑建筑业数字化转型需求;二是学生知识能力与发展模式不匹配:课程体系以理论教学为主,实践学分占比仅25%,AI、BIM等数字技术课程覆盖率低,学生解决复杂工程问题能力不足;三是教学组织模式与拔尖人才培养不匹配:采用“大班授课+统一培养”模式,缺乏个性化、跨学科培养机制,难以培养创新型领军人才;四是专业教育与国际化格局不匹配:国际合作局限于学术交流,缺乏与“一带一路”沿线国家建筑产业对接的人才培养机制,国际视野培养不足。
3.北京建筑大学数字化转型的路径探索
针对上述挑战,北京建筑大学以“服务国家战略、对接产业需求、培养复合型人才”为目标,从育人模式、学科专业、知识体系、国际合作四个维度构建数字化转型体系,为赋能医疗建筑韧性安全奠定基础。
3.1.育人模式革新:构建政产学研用协同体系
学校突破传统育人模式,以“未来建筑技术学院”为载体,打造跨领域、多层次的协同育人平台。一是建立驻地实验室与实践基地。联合政府部门(北京市门头沟区人民政府等)、行业学协会(中国建筑学会、中国老龄事业发展基金会等)、大型龙头建筑企业(北京城建集团、北京市建筑设计研究院股份有限公司等)建立“北京老城保护更新基地、城市更新实验室、乡村振兴实验室”等24个驻地实验室,将医疗建筑韧性安全作为重点研究方向,基于实践平台 将教学与工程案例融合,为学生提供“真场景、真问题”的实践环境。二是推行责任规划师制度。选派教师与学生参与北京各区医疗建筑改造项目(如社区医院韧性提升工程),担任“责任规划师助理”,在实践中培养学生的数字化设计与运维能力。三是构建政产学研用协同网络。联合中国建筑标准设计研究院、北京协和医院等单位,成立“医疗建筑韧性安全联盟”,共同制定人才培养方案、开发实践课程,实现“人才培养-科研创新-产业应用”的闭环。
3.2.学科专业迭代:实施“三化”改造与交叉建设
学校以“智能化+特色化+战略性”为导向,对传统学科专业进行系统性升级。一是新增数字化特色专业。顺应智能建造产业需求,新增“智能建造”“时空信息工程”等专业,其中智能建造专业聚焦“建筑全生命周期数字化”,开设智能建筑全校通识课等课程,直接对接医疗建筑智能运维需求。二是优化传统专业课程结构。对建筑学、土木工程等70%的专业课进行内容更新,35%的课程融入人工智能交叉内容,如在《建筑设计原理》中增加“医疗建筑数字化设计”模块,在《高等高层》中引入“基于AI的医疗建筑抗震分析”内容。三是建设交叉学科平台。依托“智能建筑新兴交叉学科平台”,整合建筑学、计算机科学与技术、临床医学等学科资源,设立“医疗建筑韧性安全”交叉研究方向,为科研创新提供学科支撑。
3.3.知识体系重构:推行“四型”课程体系
为培养学生的数字化能力与复杂问题解决能力,学校构建“模块化+数智化+跨学科+实践型”的课程体系。一是模块化课程设计。将课程分为“建筑基础模块”“数字技术模块”“专业应用模块”三大模块,其中“数字技术模块”涵盖Python编程、BIM(建筑信息模型)应用、数字孪生建模等核心内容,构建整合性培养机制,“专业应用模块”针对医疗建筑开设特色课程。二是数智化教学手段应用。建设“建筑数字化虚拟仿真实验中心”,开发医疗建筑火灾防控、疫情感染传播等虚拟仿真项目,学生可通过VR设备模拟灾害场景,提升数字化应急处置能力。三是跨学科实践项目驱动。以“医疗建筑韧性安全提升”为主题,组织跨专业团队开展课程设计,如“基于数字孪生的医院就诊流程优化”项目,要求学生运用大数据分析就诊瓶颈,设计智能导诊系统,强化跨学科协作能力。
3.4.国际合作拓展:提升数字化转型国际视野
学校依托“一带一路”建筑类大学联盟 ,加强与国际高校的合作交流,推动数字化转型经验的国际传播与融合。一是联合开展数字化教学。与英国诺丁汉大学、澳大利亚皇家墨尔本理工大学合作开设“智能建造与韧性城市”国际课程,其中“医疗建筑韧性安全”单元通过线上线下结合的方式,共享数字孪生技术在医疗建筑中的应用案例。二是组织国际实践活动。每年选派学生参与“一带一路”沿线国家医疗建筑援助项目,运用BIM技术进行数字化设计,助力当地医疗建筑韧性提升,同时吸收国际先进经验。三是举办国际学术论坛。承办“2024北京医院建设论坛”,以“高品质医院、高质量发展”为主题,聚焦医院建设与发展的前沿学科理论、设计方法与关键技术,立足提出医院建筑高质量建设与发展的目标及重点研究方向,促进全国范围内医院建设和相关学科领域的交流合作,赋能医院建设和发展新质生产力,推动我国医院高品质和高质量建设与发展。推动科研创新与国际合作。
4.数字化转型赋能医疗建筑韧性安全的实践
北京建筑大学以数字化转型为基础,在医疗建筑韧性安全领域开展系列研究与实践,成立了疗建筑多学科国际创新中心,中心负责人李爱群教授团队形成了“数字底座+智能技术+应用场景”的完整解决方案,为医疗建筑的安全运营与应急响应提供了技术支撑。
4.1.构建医疗建筑数字底座:夯实韧性安全基础
医疗建筑韧性安全的核心在于“全生命周期数据可控、可分析、可决策”,学校提出医疗建筑数字底座的建立方法,通过整合建筑设计、施工、运维全流程数据,构建统一的数据平台。该数字底座以BIM模型为核心,融合物联网传感器数据,感知温湿度、人员流动、设备运行状态,精准获取就诊量、病房使用率等医疗业务数据,形成“建筑物理空间+医疗业务空间”的数字映射。例如,在北京市某三甲医院改造项目中,学校团队构建的数字底座实现了以下功能:一是数据实时采集与监控,通过部署在病房、手术室的物联网传感器,实时监测室内空气质量、设备运行参数,异常数据自动预警;二是历史数据存储与分析,存储医院近5年的就诊数据、灾害应急数据,为韧性安全优化提供依据;三是多部门数据共享,打通医院基建科、医务科、信息科的数据壁垒,实现运维、医疗业务数据的协同分析。
4.2.开发智能运维平台:提升医疗建筑运营韧性
基于医疗建筑数字底座,学校研发了“医疗建筑智能运维平台”,集成AI算法与数字孪生技术,实现运维流程的自动化与智能化,提升医疗建筑的运营韧性。该平台的核心功能包括:一是设备智能预警与维护,通过AI算法分析设备运行数据,预测电梯、空调系统的故障风险,提前安排维护,减少停机时间,保障医疗业务连续性;二是能耗优化管理,基于大数据分析医疗建筑的能耗规律,动态调整空调、照明系统运行策略,在保证医疗环境舒适度的前提下降低能耗,提升绿色韧性;三是应急资源调度,在突发公共卫生事件或地震、火灾等灾害时,平台可基于数字孪生模型模拟人员疏散路径、医疗资源(如病床、呼吸机)分布,辅助管理人员快速调度资源,提升应急响应效率。目前,该平台已应用于北京3所社区医院,设备故障响应时间缩短40%,应急资源调度效率提升30%。
4.3.创新医疗建筑韧性安全技术:聚焦关键场景突破
基于数字孪生模型,针对医疗建筑污染防控、就诊流程、灾害应对等核心韧性安全场景,开发了系列特色技术,解决实际痛点问题。
一是研发了智能化污染防控技术。针对医疗建筑感染防控需求,学校团队联合清华大学、北京科技大学基于数字孪生模型构建“空气传播模拟系统”。该系统通过CFD(计算流体力学)模拟与AI算法结合,可预测病毒、细菌在病房、走廊等空间的传播路径,进而优化通风系统设计与消毒方案。例如,在新冠疫情期间,该技术应用于北京市某传染病医院改造,通过模拟不同通风速率下的空气流动,确定“上送下排”的通风方案,使病房内污染物清除效率提升50%,同时减少交叉感染风险。
二是研发了病人就诊流程模拟方法。医疗建筑的运营韧性体现在就诊流程的高效性,学校开发的“就诊流程数字孪生模拟方法”,通过导入挂号、检查、取药时间等医院历史就诊数据,构建检验科排队过长、科室分布不合理等虚拟就诊场景,分析流程瓶颈。基于模拟结果,提出优化方案,如调整科室布局、增加自助服务设备、推行分时段就诊等。该方法应用于北京某二甲医院,使平均就诊时间缩短25%,患者满意度提升20%。
三是研发了地震与火灾防控技术。针对医疗建筑的灾害应对需求,学校团队基于数字孪生模型开发“地震灾害模拟与加固系统”和“火灾应急疏散系统”。前者通过有限元分析模拟不同地震烈度下医疗建筑的结构响应,识别薄弱部位,并提出数字化加固方案;后者通过模拟火灾蔓延路径与人员疏散速度,优化疏散通道设计与应急标识布置。例如,在北京市某医院抗震加固项目中,该系统使加固方案的经济性提升15%,同时确保地震后ICU科室等关键医疗区域的结构安全;在火灾防控方面,该系统应用于某社区医院,使模拟疏散时间与实际测试误差小于10%,提升了应急处置的准确性。
5.经验与展望
5.1.经验启示:北京建筑大学转型的核心逻辑
北京建筑大学的数字化转型实践,为建筑类高校提供了三点启示:一是以需求为导向,锚定特色领域。学校立足建筑类高校优势,聚焦医疗建筑韧性安全这一细分领域,将数字化转型与产业需求、国家战略紧密结合,避免“泛数字化”,形成差异化特色。二是打破学科壁垒,推动交叉融合。成立智能建筑交叉学科平台、跨专业课程设计、政产学研用联盟等方式,整合建筑、数字、医疗等领域资源,解决复杂场景下的技术难题,这是数字化转型成功的关键。三是坚持育人与科研双轮驱动。学校将数字化转型贯穿于人才培养与科研创新全过程,将医疗建筑数字孪生技术融入课程以科研成果反哺教学,学生参与实际项目研发,环能学院郝晓地教授团队研发的好氧颗粒污泥技术突破国际技术垄断,合作教授MARK获评中国工程院外籍院士,获中关村友谊奖,以人才培养支撑科研,实现“育人-科研-产业”的良性循环。
5.2.未来展望:建筑类高校数字化转型的深化方向
随着数字技术的不断发展与建筑业转型的加速,建筑类高校的数字化转型需向更深层次推进。一是强化“建筑+AI+医疗”深度融合。未来可进一步整合临床医学、公共卫生等学科资源,开发“医疗建筑韧性安全AI决策系统”,实现灾害预警、感染防控、资源调度的全自动决策,提升技术赋能的精准度。二是推动数字化转型成果规模化应用。加强与地方政府、建筑企业、医疗机构的合作,建立“医疗建筑数字化转型示范基地”,将北京建筑大学的实践经验推广至全国,尤其服务于中小城市医疗建筑韧性提升。三是完善数字化转型评价体系。建立涵盖人才培养质量、科研成果转化、产业服务成效的数字化转型评价指标,如“学生数字化能力达标率”“科研成果落地转化率”“产业合作项目数量”等,以评价推动转型质量提升。
在教育强国战略与建筑业数字化转型的背景下,建筑类高校的数字化转型不仅是自身发展的必然选择,更是服务产业升级与国家战略的责任担当。北京建筑大学通过育人模式革新、学科专业迭代、知识体系重构、国际合作拓展,构建了系统性的数字化转型路径,并在医疗建筑韧性安全领域形成了特色成果,为同类院校提供了可借鉴的经验。未来,建筑类高校需进一步聚焦产业需求,深化跨学科融合,推动人才培养与科研创新的数字化升级,在赋能建筑业高质量发展、保障公共安全中发挥更大作用,为建设“数字中国”与“健康中国”贡献高校力量。
ORCID
0009-0001-1737-6595 (Yue Chen)
0009-0003-2770-7153 (Dongzhi Wang)
0009-0007-2761-5557 (Xin Li)
0009-0006-4290-5141 (Qingqing Deng)
0009-0007-8045-7500 (Tianjiao Li)
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    Chen, Y., Wang, D., Li, X., Deng, Q., Li, T. (2025). Exploration of Digital Transformation in Architecture Universities: Empowering Resilience Safety in Medical Buildings. Science Innovation, 13(6), 152-156. https://doi.org/10.11648/j.si.20251306.13

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    Chen, Y.; Wang, D.; Li, X.; Deng, Q.; Li, T. Exploration of Digital Transformation in Architecture Universities: Empowering Resilience Safety in Medical Buildings. Sci. Innov. 2025, 13(6), 152-156. doi: 10.11648/j.si.20251306.13

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    Chen Y, Wang D, Li X, Deng Q, Li T. Exploration of Digital Transformation in Architecture Universities: Empowering Resilience Safety in Medical Buildings. Sci Innov. 2025;13(6):152-156. doi: 10.11648/j.si.20251306.13

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    VL  - 13
    IS  - 6
    ER  - 

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