BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑運(yùn)營階段的應(yīng)用研究

文/彭元春 廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司重慶分院 重慶 400000

2015年6月，住建部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，為推動(dòng)BIM 技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用提出了指導(dǎo)意見。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程全生命周期內(nèi)各個(gè)階段的數(shù)據(jù)信息，為建筑的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行提供客觀、有力的支撐。

醫(yī)院建筑的運(yùn)營階段是指醫(yī)院建筑工程的設(shè)計(jì)、施工完成后投入運(yùn)營使用直至建筑壽命完結(jié)的階段，在這個(gè)階段中，建筑是院內(nèi)所有行為的物質(zhì)空間載體，關(guān)聯(lián)人、財(cái)、物及信息流。因此，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院建筑運(yùn)營階段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院內(nèi)各類行為的可視化管理，進(jìn)一步提升醫(yī)院的服務(wù)治療及服務(wù)效率，同時(shí)也能延展醫(yī)院建筑綠色運(yùn)行效率和生命時(shí)長。

1、醫(yī)院建筑運(yùn)營階段存在的問題及BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 醫(yī)院建筑運(yùn)營階段存在的問題

通常情況下醫(yī)院建筑規(guī)模大、功能和流線相對(duì)復(fù)雜，而且醫(yī)院建筑中所涉及的設(shè)備也繁多。傳統(tǒng)運(yùn)營模式下，往往存在建筑空間的使用及路線規(guī)劃不合理、設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)反應(yīng)遲滯且流程較長、建筑能源消耗大等問題。

除此以外傳統(tǒng)的依靠人工運(yùn)營管理，各項(xiàng)信息的記錄十分繁瑣、分散，這樣的方式既不利于信息的存儲(chǔ)、查閱，同時(shí)在醫(yī)院這種綜合性極強(qiáng)的運(yùn)行系統(tǒng)下，信息聯(lián)動(dòng)分析并支持管理覺得的需求很難得到實(shí)現(xiàn)。

1.2 BIM 技術(shù)在醫(yī)院建筑運(yùn)營階段的應(yīng)用優(yōu)勢

利用BIM 技術(shù)將真實(shí)的物理空間三維數(shù)字化，并把數(shù)字模型同醫(yī)院的各項(xiàng)業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，可以優(yōu)化工作流程，幫助相關(guān)人員更加直觀、精準(zhǔn)的理解所處的空間環(huán)境，從而進(jìn)一步提升工作效率。與此同時(shí)，利用BIM 作為所有運(yùn)營信息的基本載體實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，通過大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)最終為醫(yī)院建筑的運(yùn)營決策提供客觀數(shù)據(jù)支持。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.2.1 空間信息多維度整合

醫(yī)院建筑空間類型多，單從醫(yī)療功能上劃分就可以分為門診、急診、住院、醫(yī)技、科研教學(xué)等空間，后勤支持保障方面還包括各類站房及辦公室。除此以外，通常情況下醫(yī)院建筑的建設(shè)時(shí)間跨度較大，各類空間的使用壽命及折舊率不同，并且不同時(shí)期根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)空間的使用功能也會(huì)進(jìn)行調(diào)整。因此，依靠傳統(tǒng)的人工及紙質(zhì)空間管理手段很難對(duì)醫(yī)院建筑空間進(jìn)行精確、有效的管理。而利用計(jì)算機(jī)二維圖形技術(shù)進(jìn)行建筑空間管理，其缺陷在于很難將空間信息與人大腦中的空間建構(gòu)體系相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致管理效率的提升也有限制。

利用BIM 技術(shù)將真實(shí)的空間數(shù)字化，數(shù)字模型可以搭載大量的正式空間的信息，可以將空間規(guī)模、建設(shè)方式、使用性質(zhì)等多維度的空間信息整合到同一個(gè)數(shù)字模型下。其優(yōu)勢在于首先實(shí)體空間與數(shù)字模型一一對(duì)應(yīng)，將人腦對(duì)建筑空間的認(rèn)知直觀顯現(xiàn)，方便管理者快速查找；其次將醫(yī)院建筑從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營階段的所有信息數(shù)字化保存，當(dāng)出現(xiàn)信息變更時(shí)能快速操作、實(shí)時(shí)同步并永久保存；再者，通過BIM 模型將醫(yī)院建筑空間的多維信息整合，實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)動(dòng)，可以有效的提升空間利用效率，通過合理的調(diào)度、運(yùn)維甚至可以進(jìn)一步改善就醫(yī)環(huán)境質(zhì)量。

1.2.2 能效策略優(yōu)化提升

能效提升是醫(yī)院建筑在運(yùn)營階段最重要的內(nèi)容之一，也是我國綠色醫(yī)院建設(shè)及運(yùn)營最有力的保障。前文中已提到醫(yī)院建筑通常規(guī)模大且修建時(shí)間跨度大，不同時(shí)期及不同類型的建筑其能耗特點(diǎn)也不一樣。除此以外醫(yī)院建筑的使用特點(diǎn)與其他公共建筑有明顯的差異,室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等的變化有明顯的時(shí)間規(guī)律性。因此，醫(yī)院建筑的能源利用本身同醫(yī)院建筑的空間使用特點(diǎn)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)。

通過BIM 與視頻監(jiān)控、樓宇自控、環(huán)境監(jiān)測能等技術(shù)相結(jié)合，利用大數(shù)據(jù)收集及人工智能的自我學(xué)習(xí)提升能力，為醫(yī)院建筑的能效提升提供最優(yōu)策略。在這個(gè)過程中，BIM 模型不僅僅是融合其他智能技術(shù)的載體，同時(shí)也可以作為能效策略優(yōu)化改造及能耗模擬的數(shù)字模型基礎(chǔ)。

1.2.3 設(shè)備設(shè)施精準(zhǔn)管理

醫(yī)院運(yùn)營階段需要管理的設(shè)備設(shè)施眾多，BIM 技術(shù)將設(shè)備設(shè)施的管理方式從傳統(tǒng)的二維、文字方式提升為三維管理的方式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備設(shè)施與建筑空間的直觀聯(lián)系，幫助相關(guān)工作人員能快速定位設(shè)備。同時(shí)，將設(shè)備設(shè)施以及管線三維數(shù)字化，可以幫助后勤工作相關(guān)人員更好的理解它們的工作流程，熟練掌握設(shè)備設(shè)施的預(yù)警、報(bào)警的模擬演練及快速處理。

1.2.4 實(shí)現(xiàn)多端數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)

萬物互聯(lián)的時(shí)代，大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)之間帶來的信息綜合分析進(jìn)而為決策提供客觀依據(jù)。BIM 技術(shù)將二維圖紙三維數(shù)字化本身就實(shí)現(xiàn)了建筑空間信息的維度升級(jí)，此基礎(chǔ)上加載設(shè)備、能耗、人流、物流以及信息流等多端的信息，讓醫(yī)院管理者能不再單一的理解某一個(gè)設(shè)備設(shè)施或者某一項(xiàng)業(yè)務(wù)流程，而是能多維度的分析各種行為之間的關(guān)聯(lián)性，以關(guān)聯(lián)性為基礎(chǔ)能更好的管理設(shè)備全生命周期、節(jié)能降耗以及優(yōu)化工作流程。

2、BIM 在醫(yī)院建筑運(yùn)營階段的應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

目前在醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)階段及施工階段，BIM技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。然而在醫(yī)院建筑的運(yùn)營階段，受到現(xiàn)實(shí)和技術(shù)的一些限制，BIM 技術(shù)的應(yīng)用和推廣還有待進(jìn)一步的探索。

2.1 模型輕量化處理

目前醫(yī)院建筑的BIM 運(yùn)維管理軟件大多都是基于C/S 架構(gòu)開發(fā)的客戶端軟件，盡管在這種架構(gòu)下的BIM 運(yùn)維管理軟件能比較流暢的操作運(yùn)行，但缺點(diǎn)在于很難被醫(yī)院運(yùn)營管理的其他基于B/S 架構(gòu)開發(fā)的軟件兼容，且由于醫(yī)院的運(yùn)營管理還有大量的移動(dòng)端應(yīng)用需求，因此導(dǎo)致管理者通常需要操作兩套系統(tǒng)才能完成所有業(yè)務(wù)，且兩套系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)很難互聯(lián)互通。而要使BIM模型很流暢的應(yīng)用于B/S 架構(gòu)下的系統(tǒng)軟件，就需要對(duì)BIM 模型進(jìn)行有效的輕量化處理。

對(duì)于從設(shè)計(jì)階段就開始建設(shè)的BIM 模型，應(yīng)用于運(yùn)營階段時(shí)首先需要確定的是哪些信息是被需要的；其次，應(yīng)配合BIM 運(yùn)維管理軟件的開發(fā)程序選擇合理的模型轉(zhuǎn)換格式。而對(duì)于一些既有醫(yī)院建筑，則需要確定哪些模型信息是需要精準(zhǔn)建立，哪些模型信息是可以簡化甚至忽略的。

2.2 與IOT 技術(shù)相結(jié)合

要提升醫(yī)院建筑的運(yùn)行效率，則需要將BIM與物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）技術(shù)相結(jié)合。將數(shù)據(jù)感知層的各種軟、硬件采集到數(shù)據(jù)上傳并加載到BIM 模型上，方便管理者直觀、動(dòng)態(tài)感知醫(yī)院建筑運(yùn)行的各種狀態(tài)，否則BIM 則淪為僅僅是一個(gè)建筑靜態(tài)數(shù)據(jù)可視化展示的載體。

3、結(jié)論與建議

將BIM 技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院建筑的運(yùn)營階段，可以有效提升醫(yī)院的運(yùn)營效率及服務(wù)質(zhì)量，解決當(dāng)下醫(yī)院在運(yùn)營階段存在的成本高、宏觀性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。但受技術(shù)及市場發(fā)展的限制，當(dāng)前BIM在醫(yī)院建筑運(yùn)營階段的應(yīng)用依然還存在技術(shù)兼容性低、造價(jià)成本高等一系列問題。

當(dāng)前培養(yǎng)更多的相關(guān)建筑技術(shù)從業(yè)人員，同時(shí)提升行業(yè)的技術(shù)水平從而進(jìn)一步改進(jìn)軟件的性能并降低經(jīng)濟(jì)門檻，才能讓BIM 技術(shù)在運(yùn)營階段得到更好的應(yīng)用推廣。只有這樣才能為BIM在行業(yè)的推廣創(chuàng)造更對(duì)的機(jī)會(huì)。