BIM技術對綜合醫院給水排水工程的優化探究

摘" 要：綜合醫院在體量及特點上，與其他類型建筑不盡相同，為研究綜合醫院的給水排水工程在施工過程中的優化，以BIM技術為基礎，建立綜合醫院給水排水專業三維模型，對模型拆分并深化為設備、管道及管道末端三大管理流程模塊，進而細化為10個BIM應用優化要點，并通過專項模型分解法、專業模型合并法及現行技術標準研究進行優化。每個流程模塊經過優化后，形成相應的優化模型，即設備模型、管道模型及管道末端模型，基于模型與現場相一致的原則，實現綜合醫院給水排水工程項目的施工優化的閉環管理，提高項目整體建造效率，整理為一套標準化BIM應用優化資料，同時為類似的工程項目提供借鑒。

關鍵詞：綜合醫院；給水排水工程；BIM技術；優化流程；優化效果

中圖分類號：TU82" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）36-0157-04

Abstract： The general hospital is different from other types of buildings in terms of size and characteristics. In order to study the optimization of the water supply and drainage engineering of the general hospital during the construction process， based on BIM technology， a three-dimensional model of the water supply and drainage department of the general hospital was established， and the model was divided and deepened into three major management process modules of equipment， pipelines and pipeline ends， and then refined into 10 BIM application optimization points， which were optimized through special model decomposition method， professional model merger method and current technical standard research. After each process module is optimized， corresponding optimization models are formed， namely equipment models， pipe models and pipe end models. Based on the principle of consistency between models and sites， closed-loop management of construction optimization of general hospital water supply and drainage engineering projects is realized and improved. The overall construction efficiency of the project is compiled into a set of standardized BIM application optimization data， and at the same time provides reference for similar engineering projects.

Keywords： general hospital; water supply and drainage engineering; BIM technology; optimization process; optimization effect

給水排水工程是綜合醫院項目十分重要的組成部分，國外由于綜合醫院建造時間較久，針對的更多的是對綜合醫院給水排水工程的更新，鮮有涉及綜合醫院給水排水工程專業從設計到施工的內容。縱觀國內關于綜合醫院的優化，更多的是涉及室內空間布局、室內運動流線等優化，甚少針對一個專業進行深度優化分析。對于房屋建筑工程質量驗收資料，給水排水工程是工程項目驗收的10個分部工程之一。針對綜合醫院而言，給水排水工程既包含常規的生活給排水，消防系統供水，同時也包含醫療專項給排水，如純水直飲水、醫療污水等。由于綜合醫院的給水排水工程囊括范圍廣，應用深度大，對設計及施工提出的要求高。BIM作為現階段建筑業發展較為成熟的技術，通過建立綜合醫院進行給水排水工程專業三維模型，發揮三維可視化、即時模擬化、多角度剖析化等優點，利用三維模型對給水排水工程實施過程中的各個方面進行優化，大大加快項目整體進度，提高項目的實施質量[1]。

1" 工程概況

廣東省中醫院南沙醫院項目位于廣州市南沙區珠江街粵港深度合作區配套地塊，為大型三甲綜合醫院，總建筑面積約為38萬m2，其中地上建筑面積約25萬m2，分為科研樓、行政宿舍樓、國際醫療樓、住院樓、醫技樓及門急診樓；地下2層，建筑面積約13萬m2，項目效果如圖1所示。本項目常規給水排水工程包括生活供水、生活污廢水、消火栓系統及消防噴淋系統等，醫療給水排水工程包括純水系統及醫療污水處理系統。

2" 給水排水工程的BIM技術應用優化流程

基于設計圖紙對項目給水排水工程相關部位，如設備、管道及管道末端進行三維建模，結合綜合醫院的運行使用特點，對相應的部位進行優化，應用流程如圖2所示。

3" 各階段應用優化流程研究

3.1" 給水排水工程的整體三維建模

項目團隊以項目給水排水專業（含消火栓、消防噴淋等）的藍圖為基礎建立給水排水專業三維模型，如圖3所示，包括設備相關模型、管道相關模型及管道末端相關模型，然后結合設計規范、施工規范及施工空間等因素，如閥門安裝空間過小，無法實施閥門的安裝，需要將閥門的位置微調。通過初步合規性的模型調整，令模型基本達到優化條件，進一步按照設備、管道、管道末端3方面開展深度專項優化。

3.2" 給水排水專業設備優化

由于本項目綠色施工要求高，每隔一個周期就要對現場的垃圾進行清理。為免增大現場垃圾清理的壓力，對于給水排水專業泵房、機房及集水井等設備相關部位，采用以BIM模型為基礎的裝配式模塊化深化設計。以集水井的優化為例，整體優化思路是在三維模型中劃分出可標準化的模塊，如圖4所示。一條鍍鋅鋼管長度為6 000 mm，則深化團隊以最小浪費材料的角度進行深化，最終確定集水井頂部的水平橫管標高為管中到完成面5 200 mm，在考慮管件及管道附件的占位高度后，按此標高分解各段立管長度，并對其進行編號。一條6 000 mm的鍍鋅鋼管，可加工2條長度為2 500 mm的JS-01立管和2條長度為500 mm的JS-02立管（JS-02與JS-03長度一致），也可以加工40條長度為150 mm的JS-04立管（JS-04與JS-05、JS-06和JS-07長度一致）。由此可見，由于立管的長度布置合理，避免管材浪費，且有效提高管道加工效率。深化團隊按分解圖進行樣板加工，切割的誤差加上卡箍連接的空間，基本可達到現場安裝精度。完成樣板后，則以三維模型為基礎，導出裝配深化圖、管道爆炸示意圖等圖紙供現場進行加工[2]。

3.3" 給水排水專業管道優化

深化團隊將其他專業的模型，如結構模型、建筑模型、裝修模型及其他專業機電管線模型鏈接至給水排水專業管道模型中，在規定的凈空高度下進行水平管線的整體布置優化[3]。尤其對于無壓管道，即污水管道、廢水管道及雨水管道的水平橫管，一方面要滿足設計管道坡向和坡度，否則會造成反坡，導致無法順利排水[4]；另一方面如無法滿足無壓管道的坡度和坡向，需調整其他專業的管線，甚至降低部分位置凈空，以滿足無壓管道的正常使用功能。另外就水管井內的立管布置優化，需滿足基本管道間距及檢修人員的維修空間[5]，管徑模型如圖5所示。

3.4" 給水排水專業管道末端優化

本項目位于粵港深度合作區配套地塊，整體定位為高標準的大型綜合醫院。尤其國際醫療樓專屬提供高端的醫療服務，使用方對其裝修效果及質量相當重視。深化團隊對病房樣板間進行全專業三維建模，主要解決給水排水專業與其他專業的協調問題。如對于純水直飲水的末端，與飲水機高度、飾面板的骨架在三維模型中進行調整。又如吊頂上的消防下噴頭，調整裝修天花的龍骨、吊桿的位置，避免專業間的相互碰撞，從而造成返工，降低施工質量[6]，如圖6所示。

為了進一步確認其他涉及給水排水專業末端的房間和區域，包括公共衛生間、病房衛生間、病房浴室等，深化團隊將項目的給水排水專業末端（如大便器、小便池、洗手盆等）布置在內，一方面結合相關房間和區域的裝修風格和裝修深化方案，優化末端點位的布置，另外通過制作渲染圖，進行材質搭配的效果優化，令整體裝修風格更和諧，如圖7所示。

4" 結論

本文通過以廣東省中醫院南沙醫院項目為例，分析BIM技術對給水排水工程進行優化的效果，得出以下結論：

1）設備部分的優化方面，應用深度較大的是集水井的裝配式模塊化優化，最直接的原因是集水井的部件組成較簡單，僅針對本文列舉集水井的優化部分，場外裝配率可達90%。對于體量較大的泵房及機房，只能做到部分管道裝配化，場外裝配率最多只能達到30%。

2）管道部分的優化方面，雖然給水排水專業是工程項目的重要組成部分，但是對于整個工程項目的份額不大，在管道部分的優化過程中，往往不是優化重點，但稍不注意，如本文提到的無壓管道反坡現象，尤其是對于污水管道，一旦出現問題影響甚大。故應貫徹的優化思路不應以體量為重要優化主線，應站在全局，以滿足項目的正常使用功能及最小故障的角度進行優化。

3）管道末端部分的優化方面，是所有優化工作最為繁瑣，模型細度及精度最高的部分。盲目追求管道末端部分的優化，容易脫離現場進度，無法達到指導現場施工的作用。故應在管道末端部分的優化前，敲定可通用推廣的大樣，以此進行優化，避免大量無用工作。另外管道末端的優化，涉及的專業較多，如裝修專業，幕墻專業等，優化人員不僅有較高的綜合技術能力，而且還應有較好的溝通交流能力，避免閉門造車。

參考文獻：

[1] 溫錦成.淺談BIM技術在設備運維的應用[J].廣州建筑，2019，47（6）：45-48.

[2] 溫錦成，盧有根.集水井立管及其閥門附件模塊化安裝應用研究[J].廣東建材，2022，38（7）：74-75.

[3] 張超.智能化技術在建筑給排水工程中的應用[J].工程建設與設計，2022（10）：119-122.

[4] 陸小峰.基于綠色建筑理念的建筑給排水系統優化設計分析[J].工程技術研究，2023，8（23）：188-190.

[5] 崔景艷，古小琳.BIM技術在建筑給水排水工程設計中的應用價值分析[J].中國建筑金屬結構，2023，22（S2）：5-7.

[6] 涂敏，劉光勝，楊紅兵，等.建筑給水排水BIM正向設計的應用及思考——以長沙黃花國際機場T3航站樓為例[J].給水排水，2022，58（12）：122-130.