上海市中醫醫院新院區建設的 BIM 應用目標與需求分析

司徒夏昊，白旭峰（上海市中醫醫院，上海 200071）

1 工程背景

上海市中醫醫院新建嘉定院區位于嘉定新城東區，兆年路以東，澄瀏中路以西，樂寧路以南，榮聯路以北。總建筑面積約 112 582 m2，其中地上新建建筑面積約 80 800 m2，地下新建建筑面積約 31 782 m2。規劃用地面積 69 126 m2（ 104 畝），場地平坦。東側為現狀城市道路，交通量大，另外三側有規劃道路通過，場地中間保留南北向公共通道。院區三維模型圖如圖 1 所示。

圖1 院區三維模型圖

本項目為 1 棟綜合大樓，主樓地上部分包括門急診、醫技、住院及相關配套功能，科研教學功能分布在住院樓頂層、醫技樓頂層及門診樓西南側單元。地下設置餐廳廚房、設備用房、倉儲用房與地下停車庫。考慮到醫院的遠期發展，規劃預留了充足的擴展用地，可滿足今后的醫教研等不同功能的發展需求。

由于醫院建筑是特殊的公共建筑，功能復雜且社會影響性大，其全生命周期管理具有很大的挑戰性。為了順應現代醫院建筑建設與運維管理的需求，在新院區建設全過程應用 BIM 技術。項目組在研究《上海市建筑信息模型應用指南（2017 版）》《上海市級醫院建筑信息模型應用指南（2017 版）》的基礎上，結合項目的實際情況與建設特點，編制了《上海市中醫醫院嘉定院區項目BIM實施規劃》，并在建設全過程實施。

2 BIM 應用總體目標

通過對新建院區項目的研究與實踐，將 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）+PM（Project Management，項目管理）的管理理念與豐富的施工經驗相結合。運用 BIM 技術改進醫院建設項目全生命周期管理模式。通過 BIM 技術加強的精細化管理過程，能實現較快、較好地投入產出比，產生較大的社會效益。具體實現目標包括造價、進度、質量、安全和信息集成 5 個方面。

2.1 造價控制目標

應用 BIM 技術的參數化特征，體現工程量計算準確、精細和快捷的優勢，對造價控制起到良好的校核支撐作用。通過應用 BIM 技術的碰撞分析和豎向凈空分析，大幅減少設計文件的“錯、漏、碰、缺”以及凈高不合理現象，提高設計成果的質量，減少設計變更和索賠數量，避免造成施工階段返工。基于建設期的 BIM 應用，為 BIM 運維打好基礎。在傳統運維平臺可結合 BIM 三維模型，各項數據信息可以與三維模型緊密關聯，可大幅降低傳統物業管理成本。尤其是對 BIM + 醫療工藝的應用，減少新建院區的運營階段成本。

2.2 進度控制目標

應用 BIM 三維可視化特征，對新建院區從宏觀到微觀進行進度控制管理。如進行建筑效果展示、漫游模擬，支撐醫院領導和部門多方案比選，實現新院區項目籌建辦快速決策，節約時間。基于 BIM 技術的碰撞檢測、凈空分析，提前發現圖紙問題，避免后期返工而延長施工工期，保證進度計劃正常進行。應用 BIM-4 D 施工方案模擬，實行現場布置優化，從而優化施工方案，科學縮短工期。

2.3 質量控制目標

通過 BIM 的各類模擬分析，提高整個醫院院區的建設品質。圍繞本項目“魯班獎”優質工程的質量目標，主要通過 BIM 優化醫療工藝設計，優化建筑物的使用功能。基于項目投入運營后各處使用場景實施管線綜合，提升醫院建筑設計和施工質量，提高醫院建筑運營使用滿意度。應用 BIM技術進行凈空分析，提前發現凈高不合理問題，提高施工圖質量。基于 BIM 的參數化特征，查找設計圖紙平立剖圖紙信息對應問題，提高設計圖紙質量。通過 BIM 云平臺“工程管理”下 10 大模塊，對現場工況、檢查情況、材料進場與檢驗等信息共享，實現施工全過程的質量監督。并在裝飾裝修工程中利用 BIM 三維排版方案預覽，控制室內外建筑效果與質量，達到功能與美觀的和諧統一。

2.4 安全控制目標

對關鍵施工方案進行 BIM 模擬，依據“虛擬建造”的全過程，預先發現重大危險源，并且基于 BIM 模擬進行技術交底，形象生動地展示二維圖紙無法表達的繁雜施工部位，從而進行安全控制。基于 BIM 云平臺的工程監測和及時報警，從而減少安全風險。基于 BIM 技術對施工現場安全文明生產標準化設施模擬并督促實施。

2.5 平臺管理的信息集成目標

基于漫拓云工程綜合管控平臺的 BIM 管理，實現工程信息在平臺中的集成共享，新院區參建各方皆可隨時隨地查閱相關工程數據信息，提高了信息傳遞速率。并且可將輕量化的建筑結構機電模型上傳云端，應用 BIM 技術的三維可視化特征，供各方基于 BIM 三維模型協同討論相關問題，實現信息集成與共享，提高溝通效率，改變傳統工作習慣。

3 BIM 應用需求分析

3.1 院區總平面設計考慮要素眾多

由于本項目作為嘉定新城著力創建國內首個“國際中醫藥城區”的重要項目，在院區總平面設計過程中，應考慮的因素眾多。如醫療區、院內生活區、教學科研區等功能分區是否合理；院區外部交通組織、院內交通組織和醫院建筑的內部交通路線是否有序；院區總體環境設計是否考慮醫院工作效率和病人康復養身等人性化要素；是否考慮醫院建設發展余地的保留和風險防范。

（1）功能分區與交通流線的綜合分析。應用 BIM 技術，可以針對院區外的各種性能進行參數化模擬分析，功能上劃分開放區域（動態）和限制區域（靜態），優化組織人流、車流和物流，遵循人流車流分離、潔污分流、避免流線交叉干擾等原則。每幢建筑的人流、物流組織都會對院區內的車流產生影響，通過醫院內外的交通組織模擬，提前發現醫院院區管理的關鍵所在，采取應對措施，并進一步優化醫院建筑的功能布局。

（2）環境設計的綜合分析。院區綠地景觀應兼顧醫院內所有功能區域的觀景視野，同時使景觀空間向周邊地塊滲透，整個醫院景觀點線面結合互相關聯，甚至屋面更可設置綠化構造使院區景觀立體化。通過構建 BIM 模型進行綜合模擬分析，提前優化院區的環境設計，并且考慮院區內市政管線的合理布局，促進景觀、市政管線、建筑的融合，提前考慮這些因素，可以防止后期發生顛覆性的變更，避免工期和造價的損失。

3.2 空間功能復雜 醫療工藝需求高

醫療工藝設計定義為“對醫院內容醫療活動過程及程序的策劃”，主要包含科室分布及動線分析、工藝平面方案設計、房型及技術條件設計等流程內容，利用 BIM 技術中的模型分析、平面分析、功能布局及可視化樣板相關應用點輔助醫療工藝設計策劃。BIM 團隊根據設計院提供的方案設計文件進行 BIM 模型建立，同時參考醫療工藝策劃的方案進行人流、物流模擬。

（1）醫療功能空間布局合理性的影響。若醫療功能布局及醫療工藝流程不明確，進度策劃和造價估算不準確，將導致后期變動較多，目標控制困難。由于新建醫院項目的需求和功能復雜性，在前期及策劃階段，多難以明確醫療工藝流程，導致后期變動較多，平面布局調整頻繁，方案穩定性差，進而影響項目的規模和標準確定，造價估算不準確，后期超投資嚴重。同時也為進度控制帶來巨大風險。

（2）功能之間的關系是否合理。功能作為建筑的根本決定了其不同的體量和建筑表現，進而影響到核心空間的組織模式。作為日常生活、娛樂、休息、工作的場所，功能的不同決定了其空間的分化和組成形式，當然空間也能決定其功能，空間的特性也在很大程度上決定了其功能。空間與功能之間是相互影響、相互決定的。各種空間代表著不同的功能，這些空間的關系是否合理也決定了功能之間的關系是否合理。若不對空間功能進行詳細的分析，很有可能造成功能空間之間關系不合理。

3.3 打造精品工程

基于本項目在嘉定新城東區的重要性、項目性質（公益性公共建筑）、項目規模（達 10 萬 m2以上）及項目創新性（BIM + PM 創新應用）要求，本項目的質量要求確立國家優質工程獎“魯班獎”。魯班獎是國家最高質量獎，魯班獎工程是優中選優的工程，爭創魯班獎是一個系統工程，應提前策劃并實施相關工作。建立魯班獎創優領導小組、策劃招標與合同管理、編寫《魯班獎創優策劃書》、PDCA 督促《魯班獎創優策劃書》的實施。在爭創魯班獎的過程中，BIM 技術應用將發揮重要作用。基于三維可視化、參數化模擬分析、信息集成共享性等優點，提高設計成果的質量、提高施工方案的質量、“虛擬建造、樣板引領”提高施工質量。尤其是在機電管線安裝、裝飾裝修施工方面，通過 BIM模擬，不僅可保證建筑設施及空間的性能，而且能保證美觀舒適，實現外觀效果“整齊劃一，成排成行” “對稱、對縫、對花”，給醫院的醫護人員和病患及其家屬創建優質環境。這也是 BIM 技術在質量控制方面的最佳體現。

3.4 院區內協同作業且交通組織復雜

應用 BIM 技術進行施工場地規劃模擬，可以解決本項目施工階段現場受限、交通組織復雜的難題。BIM 施工現場布置分析所涉及的主要內容包括施工各階段的場地地形、場地周邊的市政管線（水、電、燃氣、通信等）、場地周邊的交通設施、既有建筑設施、施工操作區域、臨時道路、臨時設施、材料堆場、構件加工場地、臨時水電、施工機械設備和安全文明生產設施等。規劃布置上述內容，構建場地規劃模擬 BIM 模型，并進行分析優化。

根據院區建筑功能分布情況，可在院區內設置施工環道，便于施工人流、車流和物流的暢通。基于 BIM 規劃項目施工方案，合理設置施工環道，涵蓋地下工程施工階段到景觀綠化、市政和院內道路的施工階段。若施工環道使用時間長、頻率高，則達到省工、省時、省錢的目標。經過合理的布局優化，實現施工機械設備、人員、材料的流線合理，施工組織井然有序，并且考慮對周邊道路交通的影響，合理組織材料進場和土方工程等工序的廢棄物運輸問題。隨著工程的推進，可以基于 BIM 調整施工現場規劃，以適應主體工程施工階段、設備安裝階段、裝飾裝修階段等不同需求。

3.5 參建單位眾多且組織協調復雜

新院區建設涉及專業多，界面復雜。醫療建筑項目除了包括建筑、結構、暖通、水、電、裝飾、幕墻、綠化等傳統的專業，還包括 O2、真空吸引、壓縮空氣、CO2、笑氣等醫用氣體專業系統、氣動物流系統、被服處理系統、垃圾收集系統。專業眾多，界面較復雜。

應用 BIM 技術，可實現多專業信息集成與管理協調，實現多專業 BIM 模型的整合和沖突分析，在可視化情境下高效協調。

項目建設全過程也涉及醫院建設、運維部門和各科室使用部門，組織關系較復雜，協調難度大。應用基于 BIM 技術的云工程平臺，可以實現信息共享、信息集成，并且及時傳遞工程建設相關信息，實現高效協同項目管理。

4 BIM 應用技術路線

通過對上海市中醫醫院新院區的建設情況，并組織各實施部門進行研討，編制了本項目基于 BIM 的項目管理、BIM課題、平臺和應用“四位一體”技術路線，具體如圖 2 所示。BIM 課題研究從文獻研究和工程調研開始，再依次研究醫院項目的設計、施工和運營各階段 BIM 技術的相關內容。據此研究應用 BIM 管控平臺，并且應用 BIM 平臺進行上海市中醫醫院嘉定院區工程的建設全過程管理。基于研究、應用和工程實踐，可獲得良好的經濟效益和社會效益，組織專家評估，并推廣應用本項目的 BIM 咨詢服務相關成果。

圖2 新院區 BIM 應用技術路線

該項目 BIM 應用的管理組織架構如圖 3 所示。以業主方為總牽頭單位，專業 BIM 咨詢單位輔助業主方制定相關規則、明確各方職責，并對 BIM 的實施進行技術指導和支持。BIM 咨詢作為業主聘請的顧問公司對業主負責，不改變傳統項目各參與方的主要角色，利用 BIM 技術輔助業主進行項目管理，完成業主在項目建設全過程約定的工作，實現 BIM的價值。

圖3 新院區 BIM 應用組織架構

5 結 語

通過對上海市中醫醫院新院區建設特征進行研究，確定 BIM 應用的總體目標，并且詳細地分析了項目建設的管理需求和 BIM 應用所能發揮的作用。據此，項目組編制了新院區建設 BIM 應用的技術路線，為項目建設全過程應用 BIM奠定良好的基礎，也為項目建設過程實現造價、進度、質量和安全等管理目標提供保障。