BIM技术在医院建筑设计中的实践初探

BIM技术在医院建筑设计中的实践初探

谢善鹏

中国中元国际工程有限公司北京市100089

摘要：文章首先对BIM技术进行了初步研究，然后以实际工作项目松原市中心医院为例，将BIM技术应于于医院建筑设计工作中的实践过程介绍给相关设计工作者参考。

关键词：BIM技术；医院建筑；设计；实践

1BIM技术的功能研究

BIM即建筑信息模型，通过建立虚拟的建筑工程三维模型，并为这个模型集成项目相关的各种信息，来提高工程项目设计、建造和运营的效率。通过模型集成化、相应的参数输入、编辑以及模型信息的共享，以达到优化项目设计、方便、低成本的解决设计过程中遇到的问题，从而迅速达成共识、减少决策的时间和成本。

1.1模型集成化应用

BIM技术可以对建筑结构设计中的各项数据进行量化，并参数化阐述工程的设计单元，然后通过对信息构成的总汇，实现建筑结构信息化模型的建立。通过对BIM技术模型集成化的应用，可以精确的展示出建筑结构内部构件的具体位置及相互关系，例如墙体、梁、柱等建筑结构的重要构件。这样，可以使医院建筑结构的设计情况更加直观地展现在人们眼前，从而便于设计人员对建筑设计方案的观察与判断，减少设计方案存在的不合理之处。

1.2参数形成和编辑

BIM技术的核心之一即为可在已搭建的模型基础上，对其内部的模型构件赋予数据和参数。因此，对于建筑结构模型参数的生成和编辑是BIM技术中最为重要的功能之一。在对建筑结构模型参数进行生成和编辑时，要保证工程的实体结构与模型能够准确对应，以便设计人员对模型的优化利用，更便于工程的后期施工建设。

2BIM技术在医院建筑设计中的实践

2.1碰撞检查、净空控制

在医院的项目实践中，利用碰撞检查重点核对建筑与结构、建筑与设备及管线、结构与机电相关的碰撞等等。通过设置碰撞规则，提前发现设计中的问题。如建筑结构间的碰撞：结构专业的楼梯梯柱与建筑开门冲突，建筑留洞与结构剪力墙设置冲突等等；如建筑与机电的碰撞：防火卷帘与顶部机电管线的冲突，地下设备用房集中区域其顶部各专业管线与建筑走廊净宽较小处的冲突与协调，建筑大降板区域底部管线的冲突与协调；如结构与机电相关的碰撞：给排水管线、洁具与结构梁位的冲突，结构梁与重力排水管线的冲突等等。碰撞检查一定程度上规避了大量设计过程中错漏碰缺、各专业间协调不到位及专业较多、管线分布密集等问题。在进行碰撞检查后，各专业依据报告进行一轮设计优化调整，并在此基础上进行管线综合的优化设计，此阶段同样借助于BIM的三维可视和碰撞检查功能。此阶段，部分专项深化设计已同步介入，如净化空调、医用气体和轨道物流等。其中空调、新风、消防排烟风管及物流轨道路径及物流小车的位置成为影响地上公众空间净高控制的主要影响因素。根据专项提资，部分专业进行BIM模型的二次搭建或编辑修改，对中庭等主要公共区域，进行净高重点控制，满足人们视觉舒适度的使用需求；对于诊疗区、医技各科室区等区域，由于这些区域走廊顶部各类管线较多，对此区域的净高进行核对，以满足规范的净高限值要求。部分走廊管线众多，难以达到最低净高要求，将部分管线，如将空调水管等移至走廊两侧的房间内，减少走廊内的管线种类和数量，从而达到净高控制要求。相对于传统管线综合的操作方式，BIM技术更为直观，其碰撞判定结果也较传统的CAD叠加各专业图纸的方式更为精确。

2.2协同设计

医院工程项目涉及专业多，参与企业多，沟通成本高，使得各专业内部或各专业之间极易出现冲突，为有效解决这一问题，可采用同一平台开展协同设计工作，协同设计流程见图1。首先，不同专业设计师在设计前，需收集建筑工程有关的包括设计条件、建设规划等信息的前期准备工作，进而对项目信息进行整理和分析，为搭建BIM协同平台、实现信息共享、支持协同设计提供资料，继而进行初步设计。随后，BIM设计人员利用链接功能将建筑、结构、暖通、机电等各专业的成果在协同平台上进行总装，随后利用碰撞检测工具对管道之间、管件之间、管道管线与建筑结构等位置进行碰撞检查，导出相应的碰撞检测报告，并将方案反馈给不同专业的设计组，保持各设计团队与结构模型同步更新，继而进行优化设计。最后，利用BIM可视化的功能将结构模型展示出来。

2.3场地分析

通过构建场地BIM模型，其内容包括医院建筑周边道路、地形、地貌、景观绿化等。进行设计过程基于BIM的交通模拟和绿化率等指标分析，并可对照《绿色医院建筑评价标准》相关条文，保证医院建筑场地的优化和土地的合理使用，采用合理的平均用地面积、医院建筑容积率、绿地率和地下空间利用率，并且优化设计停车场设置、场地与公共交通的联系、急救车绿色通道等设计内容，使得对应的评价标准“评分项”获得较好的得分。

2.4建筑性能分析

将BIM三维设计的模型导入专业的建筑使用性能分析软件，或者在专业的分析软件中构建相关的BIM模型，进行医院建筑的日照、通风、采光、噪声、能耗等物理性能模拟分析。将分析结果与《绿色医院建筑评价标准》相关条文对照，满足评价标准中所规定的规划布局，利于自然通风和自然采光、照明设计，避免光污染、场地内环境噪声控制、降低热岛强度、水暖电能耗控制等绿色设计要求。

2.5BIM技术在空间规范化上的影响

绿色医院建筑设计中，最主要的工作是前期阶段，而BIM技术促进了前期规划工作的完整性，对其有着积极的影响。能够为绿色医院的设计提供科学合理的规划。在对医院设计的过程中要考虑的因素有许多，首先就是地形，对于地形要进行仔细的分析，然而，传统的分析方式不够精确，甚至给出的分析数据较为模糊，对医院的造型设计造成了影响。而现代的设计技术可对地下进行自动分析，能够明确建筑的范围，为医院前期建设打好基础。

2.6建筑设备选型分析

对医院建筑内部的医用气体设备、大型医疗专业设备、空调机组、各类洁污电梯等设备进行设计选型，基于BIM模型进行空间布置分析和能耗性能分析，选择合理的功能参数，从而保证符合《绿色医院建筑评价标准》中的相关指标要求。主要包括房间照明功能功率密度值、建筑设备系统节能运行措施、设备能效指标、能耗降低指标、可再生能源设备和水资源充分利用相关设备的选择等评价内容。

2.7安全运营模拟分析

医院建筑是人员密集的公共建筑，安全运营中重中之重的大事。在医院建筑的三维设计阶段，基于BIM进行消防疏散模拟、危险源排查模拟分析等工作，可以事先消除安全隐患。保证医院建筑的各个空间安全畅通。并且基于BIM三维分析，加强医院感控的管理，合理布置污染源，使得污浊气体不在院区内滞留，从而保证医院建筑的卫生安全。

结束语

综上所述，由于医院建筑的结构相对复杂且机电设计环节涉及的专业较多，所以相比于传统的建筑工程，医院建筑结构设计工作也更加复杂。BIM技术的应用可以使设计环节更加明确，通过各专业的拆分建模，可以有效提高设计工作的效率和准确性。所以，设计过程中各专业、各部门应不断强化对BIM技术的研究与应用，帮助、促进我国医院建筑事业的发展。

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