BIM技術在醫院建筑全生命周期中的應用

王文富 彭 濤 周 選 楊 闖 李春毅

（1.中建鐵路投資建設集團有限公司，江西 南昌 330038；2.中國建筑第三工程局有限公司，江西 南昌 330038）

隨著BIM技術的成熟與數字化的變革，BIM在施工階段、運維階段以及全生命周期管理也表現出顯著的應用價值[1]。金蕾等[2]以江蘇省婦幼保健院建設過程中的實踐應用舉例，介紹實際應用中驅動BIM應用和化解BIM阻礙的因素；陳梅等[3]通過介紹上海市第六人民醫院骨科診療中心在設計階段的BIM應用，優化了各類設備設施布局和機電管線，保證了診療中心安全運營；蔣鳳昌等[4]通過介紹上海市胸科醫院科教綜合樓在設計階段的BIM深度應用，提高了設計質量，優化了建筑布局；章明等[5]通過引入BIM與POP集成可視化質量數據結構，保證了整改工作的效率和進度，進一步為工程質量提供保障；李英攀等[6]通過Cloud-BIM技術對建筑工地智能化安保系統進行建設，完成了現場分析的實施以及實時監測與預警人員、材料、機械的移動路徑，從整體上降低了事故發生率；Cheung等[7]通過集成BIM與WSN技術構建的系統，對現場有害氣體綜合監測，使施工安全管理可以高效實施；代進雄等[8]通過BIM+物聯網技術實現了建筑施工管理平臺的構建，解決了信息孤島問題，提高項目管理和工作效率；張建忠等[9]通過應用BIM技術開發醫療建筑設施管理平臺，實現設備查找、設備故障警告以及設備的可視化展示等核心功能；趙文凱[10]以上海第一人民醫院改擴建項目為例，將BIM技術與醫療建筑項目運行管理相結合，幫助管理人員對方案進行模擬和決策，保障醫院后期的正常運行。上述研究可以發現，當前對BIM技術的研究主要集中在特定的階段，缺乏全生命周期中各階段BIM技術的應用研究。本文通過結合實際工程案例，將BIM模型應用于建筑全生命周期的各個階段，提高項目設計能力、施工質量和效率，改善工程數據的積累儲存，實現項目的精細化管理，為BIM技術應用到醫院建筑領域的推廣提供借鑒和參考。

1 岳西縣醫院整體搬遷項目工程概況

岳西縣醫院整體搬遷項目現位于安慶市岳西縣蓮云鄉平崗村，總建筑面積約為218 672.19 m2，分為地上住院樓、門診醫技樓與地下車庫。

地上建筑面積約為129 972.08 m2，地下建筑面積約為88 700.11 m2，地上住院樓、門急診樓分別為14層、5層，地下3層，住院樓、門急診樓建筑高度分別為58.7 m、23.6 m，規劃總床位1 000張，是一所集醫療、醫技、康復、急救為一體的現代化三級綜合醫院。

2 岳西縣醫院整體搬遷項目分析

2.1 設計階段

在設計階段，根據項目的相關信息與周圍環境數據參數，應用BIM進行場地布局和交通路線優化分析，通過構建三維可視化模型，直觀反映設計圖的位置關系，為施工階段深化設計方案的確定提供參考。設計階段的不確定性最大，且對項目后期影響也最大，通過應用BIM模型進行碰撞檢測、管線綜合、凈高分析與優化，提高設計質量和效率，避免后期返工的出現。

2.1.1 模型建立

結合綜合樓設計標準以及平臺內部的BIM標準技術文檔，使用Revit對岳西縣醫院建立了三維模型。門急診樓、醫技樓建筑模型如圖1所示。

圖1 門急診樓、醫技樓建筑模型

針對工程設備機房、設備管線布置密集、交叉的地區，深入設計建模并作為數據源，為后續碰撞檢測、工程量統計、項目可視化漫游及施工工藝模擬可視化交底等一系列應用提供數據支撐。

2.1.2 碰撞檢查、凈高分析

該醫院項目涉及專業較多，且二維圖紙設計過程中缺少協同，后期針對項目建筑、結構、機電部分出現碰撞較多，嚴重影響項目施工質量。通過對整合后的模型進行碰撞檢查，發現2 000余處碰撞點，出具碰撞報告，及時反饋設計部修改、優化設計，達到減少人力和材料浪費的目的。針對設備機房、地下室管線走廊等管線較為密集區，采用BIM模型進行凈高分析，三維直觀地了解管線分層高度及凈高是否滿足要求，找出需要凈空優化的主要部位，如住宅地下室公共走廊部位、機房空間等。通過優化管線路由、管線合理變徑、局部調整結構梁高等手段，最大限度滿足建筑使用凈空要求。

2.1.3 管線綜合

項目涉及安裝專業多、設備及管線布置復雜，施工難度大。機電管井的深化設計是一個難題，涉及配合建筑、結構，且空間有限，需要滿足不同標高要求，各系統交叉作業，工序進度協同等方面。項目采用BIM技術以其智能化、可視化、真實模擬的優勢將對管井深化設計中的管道碰撞檢查、管線綜合排布、空間預留等方面發揮巨大作用。

2.1.4 凈高優化

該醫院在對設計和模型校審后，需要對重點位置進行凈高優化，如地下室公共走廊與機房。通過優化管線路由、管線合理變徑、局部調整結構梁高等手段，著重關注建筑、機電設備、鋼結構等各專業的協調關系，優化機電管道布置方案，并對其垂直布置進行測試與分析，最大限度滿足建筑使用凈空要求。

2.2 施工階段

根據施工技術和現場管理的需要，對模型進行深入設計、調整，形成施工BIM模型。在施工階段根據施工工藝及現場管理要求，通過對設計模型的信息添加、更新與完善，得到滿足建筑設計規范要求的施工模型。在工程管理過程中，通過移動應用技術，對施工模型進行深化設計、場布、技術化交底、進度、質量、安全、竣工驗收等管理應用，實現信息有效傳遞和實時共享，提升施工管理質量。

2.2.1 施工現場布置

項目施工現場地形復雜、工期緊，利用BIM技術對現場進行布置，生成場布置模型圖，按不同施工階段的特征分期安排、實時調整；根據施工現場中臨建設施、加工區域、材料堆場等進行規劃布置和分析優化，降低運輸費用及材料二次搬運成本。施工場布置模型如圖2所示。

圖2 施工場布置模型

2.2.2 可視化交底

項目堅持采用樣板引路制度，施工前建立工藝樣板節點BIM模型，直觀分析工藝構造，進行技術交底，提高施工精準度。通過手機實時采集圖像、視頻信息，上傳至BIM管理系統，相關責任人通過手機App即時收到整改通知、整改回復的提示，實現對質量管理任務在線分配、處理過程實時跟蹤的閉環管理。通過可視化交底，避免了因交底不清楚而造成的大量返工。

2.2.3 進度管理

基于施工BIM模型，利用計劃進度模型與實際進度模型進行動態結合，將計劃和實際進度進行比較，及時發現差距并分析原因。通過4D施工模擬建造，將實際進度與周、月進度計劃相比較，實時動態跟蹤施工進度及時糾正偏差，優化施工進度計劃與流程。在項目中，管理人員通過BIM模型可以更直觀了解施工進度，根據現場施工任務的優先級對施工資源進行合理分配。對于復雜方案、復雜工序通過BIM技術進行施工模擬建造，發現施工存在的問題和風險，及時調整模型和計劃，進一步提高施工效率與準確性，保證項目工期目標的順利實現。

2.2.4 質量管理

基于施工BIM模型，關聯施工進度計劃，能直接有效地推進驗收和管理，對以前驗收中存在的不規范問題進行有效處理，使驗收管控更高效。質量監督是保證工程質量的一種重要手段，但以往的巡檢工作效果不佳，常出現問題描述不清楚、跟蹤不及時等情況。通過模型可直觀發現問題，以協助施工人員進行調整；對工程進展進行實時跟蹤，保證問題無疏漏。將BIM技術應用于施工階段，保證了整改工作的效率和質量。

2.2.5 安全管理

基于施工BIM模型，對工程安全關鍵性控制點進行模擬和優化。運用手機進行施工現場的安全檢查和驗收，實現動態跟蹤和記錄。安全管理系統輔助管理人員了解項目上的安全問題，采取風險分級控制，隱患排查治理等措施，預先判定危險源，迅速在危險區域設置安全設施，提高施工現場安全管理水平和安全管理效率，對現場進行有效控制。

2.2.6 竣工管理

基于施工BIM模型，在模型中加入竣工驗收信息，根據業主對于竣工的需求進行針對性修改，以提高模型數據的精度。明確竣工驗收標準及驗收資料，進行數據收集和管理，規范模型、構件、信息深度，提高各專業各階段信息規范化、可操作性，形成竣工BIM模型，實現數字化移交，為竣工驗收及后續運維管養提供模型和數據基礎，作為竣工資料的重要參考依據。

2.3 運維平臺

在系統平臺上輸入設計和施工階段的相關信息，建立項目完整、精確的竣工模型，可有效體現建筑信息模型的信息價值，為項目后續智慧運維奠定堅實基礎。項目運維管養階段，基于完整準確的BIM可視化竣工模型，能夠迅速地獲取有關設備和管道以及周圍空間狀態的有關信息，便于新增或移除設備，避免出現數據不一致的情況，對設備運行狀況和維修影響范圍等進行準確分析。

3 結語

本文以岳西縣醫院整體搬遷項目為例，通過研究BIM在全生命周期內的應用，解決了信息斷層問題，加強參與各方的協作溝通，實現項目管理全過程的數字化，通過大量數據的處理和分析，為項目進行協作管理奠定基礎，為BIM技術在醫院建筑領域的推廣提供借鑒和參考。