bim在医院建设中的应用

BIM 在医院建设中的应用 周 屴 随着信息化技术的发展，3D 数字化信息早已融入生活 的方方面面，特别是近些年，3D 技术正逐步渗入到整个工 程建设行业和数字化运营管理领域，使工程在规划、设计、 建造、运营管理等方面真正插上了互联网思维的翅膀。建 筑信息模型（Building Information Modeling，简称 BIM）作为工程设计建造管理信息化工具的突出代表，在国 内外得到了广泛应用和关注，它以建筑工程项目的各项数 字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，通过 3D 可视化、 协调性、模拟性、优化性、可出图性、参数化、一体化、 信息完备性等特点，达到在项目策划、施工、运营维护的 全生命周期过程中进行共享和传递各种建筑信息，为全寿 命周期的各项工作提供决策依据和智能管理平台。 医院工程建设随着国家“十三五”医疗改革和引入民 营资本工作的全面铺开，近些年来得到巨大发展，但由于 医院建筑具有专业性强、涉及专业多样、功能复杂、施工 及运营复杂等特点，一直被看作是建筑行业中项目管理的 难点。随着 BIM 技术在国内开发、应用的日渐成熟，BIM 技 术也逐渐成为医院建设管理中的时髦，但与国际上对比而 言，我国医院建筑工程的 BIM 应用仍停留在碰撞检测和施 工初步模拟等比较基础的施工前的图纸检测的应用层次， 远远未发挥出其真正的全生命周期的应用价值。针对目前 医院建设方在管理中存在的一些不足，BIM 技术应着重加强 在以下几个方面的应用。 一、 项目决策的可视化应用 医院建设前期往往通过对区域城市化进程、人口图谱、 疾病谱和当地医疗资源分布、建设地块特点等进行逻辑数 理分析，明确医院建设中的科室建设比例和医患、洁污流 线等重要条件，为工程建设的规划、设计提供依据，为项 目决策提供关键要素。但由于医院建设，特别是民营医院 的建设决策者往往缺乏对医疗和建筑的综合理解，形成了 目前医院建设方案评审往往过分纠结于对建筑效果图的好 坏评议，而平面化分析判断医院场地布置对医院运营、日 后发展的影响和医院最基本要求（医患、洁污流线等）的 优劣，则因每个人经验的不同和对方案的不同理解而评判 尺度不一，造成医院在决策时就蕴藏着不合理性和发展制 约。而这正是 BIM 技术 3D 可视化、协调性、模拟性、优化 性需要解决的问题。 通过决策阶段加强对 BIM 技术的应用，可以为决策者 提供直观的可视化视图，为科学审查规划方案提供较为科 学的依据。一是利用 BIM 可以结合地理信息系统 （Geographic Information System，简称 GIS）的特点， 对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，迅速得出令人 信服的分析结果（如土方平衡量、排水泄洪方案、预留发 展地块等），帮助项目在规划阶段评估指定场地的使用条 件和特点，模拟医院空间发展，从而优化出新建项目最理 想的场地位置、建筑主体布局等，为关键决策提供帮助； 二是利用 BIM 技术 3D 特性可以为决策者在规划方案阶段提 供直观的医患、洁污、人车各类模拟流线，与方案决策者 的互动为规划方案的判断提供了科学依据，规避使用上的 先天不足，在规划阶段为医院建设打下良好基础。 二、 用 3D 模式引导建筑设计 1.与业主的 3D 模式交互 由于医院建筑功能复杂，涉及专业多样，因此往往在 建筑设计过程中，通常是初步设计时，业主就会引入相关 医疗人员以加强项目管理，通过医疗管理人员根据使用需 求组织设计单位完成相关平面布局方案的审定。但由于医 疗人员通常缺乏对建筑空间的理解，往往只纠结于房间面 积的大小，而对空间的尺度判断存在一定误差，造成设计 单位按照审定初步设计方案完成施工图纸、施工单位按照 施工图纸完成墙体等施工后，医疗人员现场核查时才发现 房间尺度和自己的想象不一致，从而提出拆改，并与设计 单位、工程管理者相互推诿责任，这不仅可能造成对施工 进度的影响，更造成项目成本的增加。 BIM 技术正是由于存在可视性的特点，在项目初步设 计伊始就应改变以往平面化的设计理念，以三维模式来引 导设计全过程，为医疗人员模拟房间平面尺度大小和空间 高度高矮，甚至是初步的家具或医疗设备布置，如在设计 心内导管室时，不仅满足医疗人员和设备使用的面积需求， 更在三维模式中描述出空间的形状，使医疗人员对建筑空 间有了直观概念，可以清晰判断房间的使用性，从而为平 面设计提供科学决策，避免对图纸理解差异造成的工程延 期、资金浪费。 2.设计单位内部的 3D 模拟 在平面化时代，设计院主要由建筑或者机电专业牵头， 将所有图纸打印成硫酸图，然后各专业将图纸叠在一起进 行管线综合。但二维图纸的信息缺失以及缺乏直观的交流 平台，导致管线综合成为业主对施工图纸成果最不放心的 “最后一公里”，这不仅提高了对施工单位的能力要求， 更增加了项目投资的不确定性。 利用 BIM 技术，通过搭建建筑、结构、机电等专业的 BIM 模型，设计师能够增强各专业的协调性，利用虚拟的 3D 环境方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管 线综合的设计能力和工作效率。这不仅能够及时排除项目 施工环节中可能遇到的碰撞冲突，显著减少由此产生的变 更申请单，而且大大提高了施工现场的生产效率，降低由 于施工协调造成的成本增长和工期延误。 三、 提高竣工成果交付的完整性 建筑作为一个系统，当完成建造过程准备投入使用时， 首先需要对建筑进行必要的测试和调整，以确保它可以按 照当初的设计来运营。在项目完成后的移交环节，目前按 照国家相关规定，施工单位交付业主的竣工成果是由施工 单位绘制的竣工图纸。但由于医疗工程复杂，特别是各类 管线（上下水、空调风、空调水、消防、电缆桥架、弱电 桥架、医疗气体等）多，竣工图纸的平面化往往给业主在 日后运营、维修时带来诸多不便。 对于负责运营、维护的物业管理部门需要得到的不只 是常规的设计图纸、竣工图纸，还需要正确反映真实的设 备、材料安装使用情况，常用件、易损件等与运营维护相 关的文档和资料。可实际上这些有用的信息都被淹没在不 同种类的纸质文档中了，而纸质的图纸是具有不可延续性 和不可追溯性的，这不仅造成项目移交过程中可能出现的 问题隐患，更重要的是需要物业管理部门在日后的运营过 程中从头开始摸索建筑设备和设施的特性和工况。 BIM 模型能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地 整合起来，从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供平 台。通过 BIM 模型与施工过程的记录信息相关联，甚至能 够实现包括隐蔽工程图像资料在内的全生命周期建筑信息 集成，不仅为后续的物业管理带来便利，并且可以在未来 进行翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效 的历史信息，减少交付时间，降低风险。 四、 强化与运营、维护的有机融合 医院运营、维护的一个显著特点是：建筑能耗占医院 运营成本比例较高、设备维护复杂性高。在一般的医院运 营、维护过程中，往往要求物业管理单位在工程竣工验收 前就提前进驻，以便达到提前熟悉空调、给排水、医疗气 体、强弱电等系统图纸和实际安装情况（包括路由、产品 情况等），为日后的运营、维修创造便利条件。造成这种 被动的管理模式的根本原因就是物业单位进行运营、维护 依赖的竣工文件的信息数据缺失。 BIM 技术的信息完备性、可视化、参数化、一体化等特 点使得注定了这项技术绝不简简单单是一个医院建筑数字 模式，它更是一个数字化管理平台。 1.建筑监控及应急管理系统 医院的运营首要是安全性。基于建筑物完整的 BIM 信 息模型，可以关联摄像头进行现场监控，从而建立建筑监 控系统，通过数据来分析目前存在的问题和隐患，优化和 完善现行管理。通过配备监控大屏幕可以对整个视频监控 系统进行操作。从而与其他子系统进行突发事件管理。突 发事件的响应能力对于人流密集的区域非常重要，基于 BIM 技术可以消除任何管理的盲区。主要包括：预防、警报和 处理。以消防事件为例，如果发生着火事故，会自动进行 火警警报；着火的三维位置和房间立即进行定位显示，为 及时疏散和处理提供信息。 2.物业管理及维护 设备维护是确保医院运营安全的重要方面。通过点击 BIM 模型可以查阅设备的信息，如使用期限、维护情况、所 在位置和供应商情况等，能够对寿命即将到期的设备进行 预警，提醒运营商及时进行更换；也可准确定位虚拟建筑 中相应的设备，并对设备是否正确运行提供信息。 医学技术的日新月异往往给医院的扩展、改造提出了 更高的要求。通过基于 BIM 的物业管理系统可以明确建筑 墙体的可拆除性和墙体内管线布局；可以管理复杂的地下 管线并直接查看相互位置关系，从而为日后医院的改造、 扩展和管网维修、设备更换带来很大的方便。 医院的能源消耗计量是医院管理的重要工作之一。通 过 BIM 系统可以对能源消耗情况进行自动统计分析，比如 各区域的每日或每月的用电量等，并对异常能源使用情况 进行警告或者标识，有利于强化科室成本核算，为医院的 运营模式、甚至是对前期资金回收进行有效修正。 美国总承包商 BIM 论坛协会主席 JohnTocci 先生曾经 说过：“BIM 不容易