BIM技术在医院项目医疗工艺设计管理上的应用研究——以某妇幼医院项目为例

BIM技术在医院项目医疗工艺设计管理上的应用研究——以某妇幼医院项目为例

袁洁

上海建科工程咨询有限公司 上海 200032

摘要：医院项目多存在医疗工艺设计与医院建筑设计割裂的状态，易造成施工阶段大量返工，大量成本浪费。挖掘BIM技术在医院领域医疗工艺设计管理方面的运用，在医疗工艺设计阶段利用BIM技术对设计方案进行模拟，使参建各方在项目前期就可以决策，从而能更好地满足后期功能使用需求和运维管理的需求。以某妇幼保健院为例，引入医疗工艺设计管理的概念，研究设计阶段利用BIM技术协助医院进行功能策划、流线、流程分析的方法，辅助建设单位进行设计方案决策及政府审批。

关键词：医院项目，医疗工艺，BIM技术，设计管理

0引言

随着信息技术的发展和人们对医疗卫生条件要求的提高，各种新设备、新系统层出不穷，不断改变着医院的就医流程、诊疗方式等，相应的对医院建筑项目建设也提出了更高的要求。医疗工艺设计是医院设计的核心内容，决定着医院建筑医疗流程、空间布局的合理性，但目前医疗工艺设计与医院建筑设计呈割裂状态，部分工作量重叠反复，造成大量的人力物力资源浪费^[1]。因此，需要不断应用BIM等新技术、新思维，完善医院建筑的结构、布局、各流线系统等以适应新的就医环境，提高医院建设项目医疗工艺设计管理能力，进而提高项目设计、施工和运营管理水平。

1工程基本情况

上海某妇幼保健院项目，为新建项目，地处上海郊区，总建筑面积约10万多平，项目建设主要包括由门急诊、病房、医技用房等组成的医疗用房、科研用房、教学用房及地下车库。服务于远郊社区百姓，以特色鲜明、技术领先、潜力深厚、后劲充沛为建设目标，在产儿科、妇科、妇幼保健、生殖医学等领域打造全国科研标杆，缓解和满足远郊居民群众产科、儿科服务的需求。项目建筑单体主要为综合楼、宿舍楼、生活垃圾房、危险品库、门卫。综合楼主要分为门诊、急诊、医技、住院、科研教学及停车库等功能。针对妇幼保健院的特性，门诊划分为新生儿、健康保健、产科、妇科、辅助生殖及门诊的区块，各区块相对独立又可通过中心花园回廊与医技各部便捷联系。医技部包含放射影像科、检验科、超声科及生殖遗传中心、手术室、病理科、手术中心、净化机房等。涉及的科室多，医疗工艺设计复杂，需要应用BIM技术的可视化特征，使医院项目功能需求与建筑设计对接，分析医疗工艺设计的合理性，形成医疗与建筑两大领域的沟通桥梁。

2基于BIM的医疗工艺设计管理应用

医疗工艺设计的重点是医疗流程及空间布局的合理优化，医疗工艺设计分为医疗工艺规划设计、医疗工艺方案设计、医疗工艺条件设计，与建筑设计各阶段相对应，共分为三级医疗流程。一级医疗流程的确定主要是由设计单位根据建设单位提资及符合设计规范要求来确定，包括主要功能及分区；二级流程需满足医疗部门内部活动的合理性及与功能单元流程的合理性，包括科室流程及空间设计；三级流程需要满足各科室医护各方人员需求，具体到房间及单元流程的设计。医疗流程等级分类具体见表1。

表1 医疗流程等级分类

2.1医疗流程模拟

BIM技术在医疗流程上的应用主要体现在二级流程及三级流程上，该项目主要通过BIM技术对医院二、三级流程进行模拟，对手术室、新生儿病房等主要区域的就医流程、医护流程、洁物、污物流程进行直观展示，用小地图和漫游动画模拟的形式可使建设单位直观的校核各类流程的合理性^[2]。

2.1.1手术室医疗流程模拟

依据建设单位要求，建立手术室整体模型，用动画漫游的形式，直观展示手术室内部的医疗流程，发现病人进出手术室不方便、污物出口影响使用功能等情况，具体问题及解决方案见表2。

图1 手术室医疗流程漫游展示

表2 手术室医疗流程问题及解决方案

2.1.2 新生儿病房医疗流程模拟

依据建设单位要求，建立新生儿病房整体模型，用动画漫游的形式，直观展示新生儿科内部的医疗流程，发现谈话间位置设置不合理、普通病区与特需病区间隔墙为实墙，护士站无法兼顾两个病区等问题，具体问题及解决方案见表3。

表3 手术室医疗流程问题及解决方案

医疗流程需要满足各个科室医护各方人员需求，医护人员识别图纸有困难，只能看出大致规划，不能提出具体需求。运用BIM技术，根据建设单位规划，对设计方案进行模拟分析，可以填补二级、三级流程需求提资的空缺。

2.2 空间布局模拟

专业的图纸使医疗工作者很难与现实工作需求相关联，难以提出相关的功能要求，沟通一度陷于胶着状态，借助于BIM技术的空间布局模拟，在工程专业图纸与医疗专业需求之间搭建了无障碍沟通的桥梁。

以该项目ICU病房为例：建设单位基本床位需求为6床，设计单位已给出满足设计规范要求的平面方案，建设单位需对方案是否满足医疗功能需求进行确认，ICU科室主任无法将方案图纸与医疗功能匹配，需要利用BIM技术进行空间布局模拟，具体步骤如下：

（1）首先与建设单位沟通，确认ICU监护设备的需求，见表4；

表4 监护设备

（2）与设备厂家沟通，确认ICU监护设备的类型与尺寸，建立专业族库；

（3）建立REVIT模型，并将医疗设备及医疗家具加载入模型，进行初步空间布局模拟，确定合适的ICU监护设备；与ICU科室负责人沟通后，确认使用立柱式监护设备满足医疗需求，确定后期采购医疗设备的类型；

（4）围绕BIM空间布局模拟与ICU医护人员深入探讨，找出设计图纸不满足医疗功能需求的情况，见表5；

表5 ICU空间布局问题列表

（5）在空间布局模型内进行方案调整比对，通过展示、分析各方案的可行性及对后期科室使用拓展的影响，与ICU医护人员多次沟通，确认满足使用需求的布局方案；

（6）建设单位确认方案提交设计单位，进行图纸修改。

图2 ICU病房修改前布局 图3 ICU病房修改后布局

空间布局模拟不仅在设计阶段对设计方案进行了合理的优化修改，对后期建设单位设备采买提供了可行性分析，还因其对医疗设备及医疗家具的合理化布局，使施工阶段介入的净化、精装等专业分包单位的深化，提供了统一的定位标准，大大缩短了此阶段的工期，并节约了因后期变更修改造成的造价损失。

2.3 应急疏散模拟

在设计阶段利用BIM技术进行应急疏散模拟，可以提前对紧急情况下的人员疏散情况进行仿真模拟，识别出危险区域，提出更优的医疗工艺设计，保证人员疏散时的安全。该项目对综合楼妇科病房及以下整幢建筑应急疏散模拟，以初步设计消防专篇及设计图纸为依据，运用Pathfinder软件进行人员疏散模拟。根据设计文件对综合楼妇科病房及以下整幢建筑构建模型，模拟范围为综合楼妇科病房及以下整幢建筑，并按面积比例在各层防火分区各房间分配人数，疏散总人数为2290人。一般疏散人流速度：1.19m/s，孕妇人流疏散速度：1m/s。模拟分析得出，人员疏散总时间为696s，影响疏散时间的为Door124（LT-01）与Door514（LT-02）。

图4 疏散出口平面布置图

图5 综合楼妇科病房及以下整幢建筑疏散情况

通过对表6各层疏散结束时间的分析，发现5层两侧楼梯（LT-01与LT-02）的疏散强度差异较大，LT-01疏散结束时间为26s，LT-02疏散结束时间为199s，相差173s。

表6 各层疏散结束时间

东侧手术室医护人员人数较为集中，疏散时造成LT-02处人流强度大，疏散时间较长，建议对5层进行疏散人流引导优化，通过人为疏导，将右图紫色框内人员疏导至楼梯LT-01处，将5层部分人流引导至LT-01，5层疏散时间减少至93s，5层两侧楼梯（LT-01与LT-02）的疏散强度差异大大减小，总疏散时间减少至673s，疏散时间可减少23s。

图6 引导前 图7 引导后

图8 人流引导至LT-01，疏散时间为673s

通过运用BIM软件进行重点关注区域应急疏散的模拟，可以得出拥挤部位及疏散所需时间，从而提出优化疏散方案或优化设计方案，可为医疗工艺设计提供依据，保证后期运维阶段的使用安全。

3价值分析

通过BIM技术在医院项目医疗工艺设计管理中的应用，可以看到基于医疗工艺的设计管理在项目建设过程中可以提高项目总体管理水平，具体价值表现在以下几方面：

（1）加快方案评审。医院项目由于交通组织、医疗流程不合理、图纸深度不够等问题，容易发生方案评审无法一次性通过的情况，方案设计团队结合BIM技术，融合医疗工艺设计的理念，对方案进行综合优化，建设单位可以快速的聚焦重点问题，迅速达成一致，减少方案修改及决策周期，从而提高决策的效率，评审专家也能够一致同意优化方案，加快方案评审。

（2）减少后续变更。医院项目多存在方案设计不断调整的情况，利用BIM技术对医疗流程及空间布局进行模拟，在方案设计阶段就充分听取科室主任等实际使用人员的意见，根据意见优化方案，减少后续施工阶段的变更，节约工期和造价。

（3）提高管理水平。通过引入医疗工艺设计管理理念，建设单位能够清晰地知道各阶段的把控重点，不会出现在施工阶段再去对设计阶段已确定的内容进行大的调整与修改，减少施工阶段的变更，提高设计管理水平，从而提高了对整个项目的管理水平。

参考文献

[1]于露.基于医疗工艺流程的大型综合医院的功能布局设计研究[D].山东济南:山东建筑大学，2018.

[2]王野.BIM技术在妇幼医院方案设计阶段的应用实践及价值分析[J].建设监理,2019,(07):16-19.

作者简介：袁洁，女（1991.7）硕士，工程师，专业方向：项目管理。