BIM在医疗及科研建筑设计中的应用研究

BIM在医疗及科研建筑设计中的应用研究

王家任

江苏省第一工业设计研究院股份有限公司       江苏省徐州市     221006

摘要：医疗建筑和科研建筑的设计相较其他类型建筑有着非常突出的难点，体现在复杂的活动、动态的设计要求以及多个利益群体等方面。为提高医疗科研建筑设计水平，可以积极借助BIM技术，优化方案设计，确保建筑建设活动顺利完成。

关键词：医疗及科研建筑；建筑设计；BIM技术

　1.BIM技术概述

BIM技术可以通过数字三维表现建筑物主体的物理、功能等各项特征，BIM技术的主要特点信息的完整性，能够通过数字形式实现对建筑项目实施过程中的信息进行保存并统一存储在数据库中，这对于建筑工程信息资源的共享以及更新非常有利。

借助BIM技术及其他辅助技术能够实现各数据场景的实时联系，管理人员能够有效提升工作效率，提升建筑工程的设计质量。将BIM技术应用到建筑工程设计领域中能够有效管控成本，在实际工作中，对BIM技术设计方案进行调整时，仅需要对三维模型进行优化，而不需要对实际的工程进行调整。应用BIM技术对超高层建筑工程的设计具有较好的优化作用，能够有效实现建筑工程设计管理模式的革新，通过BIM技术的良好应用，能够有效提升建筑的施工质量。BIM技术能够直观提供建筑工程的各项信息，帮助施工人员全面了解建筑工程，充分掌握建筑工程中的节点空间位置，有效提升施工人员工作效率。

2.医疗和科研建筑设计的挑战性

第一，这两类建筑都承载着复杂的活动，拥有复杂的设施设备，以及提供复杂的服务。对医疗建筑而言，医疗活动包含着不同专业的各类科室，除门、急诊的病人外，还需医疗技术部分通过各类仪器，如核磁共振、CT和X光等等各类复杂的仪器设备提供检测化验的活动，还需向进行较长时间治疗的病人提供住院服务、康复服务等。除了基本医疗任务，医院往往还承担着教育和科研的任务。而科研活动同样根据科学研究学科的不同进行种类和规模的实验，实验同样依赖各类复杂而专业的设备，诸如电子显微镜、生物安全柜、通风橱、色相仪等。不少生物化学类科研建筑还包含动物实验室等设施。

第二，医疗和科研建筑往往使用方和投资方有着各自的诉求。这是由医疗建筑或科研建筑的特点所决定，建设方和未来的运营方来自不同的单位，各自对于建筑的投资、档次、使用、市场定位不尽相同。这也就需要设计师能够提供足够的信息便于进行设计已经功能定位等的决策。

第三，这两类建筑都有着内部需求不明确和多变的特点。医疗和科研建筑由于前述的复杂性，其使用需求往往存在着相当一部分的灵活性和不确定性，也会导致设计的过程多变，由于医院配置或者科研公司的商务策略变化，通常在设计的过程中会有医院科室或者实验室部门的修改和变更，而这些需求的变更往往对建筑设计布局、形态、外观等因素有着不同的影响，从而影响一系列的结构、机电、暖通等工程专业。

3.BIM在医疗及科研建筑中的应用

3.1复杂空间结构建筑设计中的应用

BIM技术在医疗及科研类复杂程度较高的结构设计、形体设计以及建筑设计实践应用过程中具备较强的应用意义。对于建筑设计工作而言，其最主要的便是需要结合实际情况对现有参数进行合理运用、对各类复杂程度较高的形体数据信息进行高效整合、对各类建筑结构设计中的多维曲线进行合理设计，而后将上述内容融合至一个设计方案或模型之中，最终以立体形式进行呈现。基于建筑设计工作本质来讲，BIM技术可以充分展现建筑结构设计中的优势，同时以十分全面、清晰的方式将其中构思进行展示，使各部门设计人员直观了解到最终设计效果。结合实际情况合理利用BIM技术不仅可以高质量完成预计的建筑设计目标，同时还可以各类复杂程度较高的设计内容融入至同一个建筑模型之中，以三维视图方式使设计人员可以高效率完成相关部分的设计工作，发现并解决设计过程中潜在的不合理之处或相关问题。

3.2碰撞测试

对于BIM技术而言，碰撞测试是BIM技术中的关键技术之一。碰撞测试功能不仅在建筑设计阶段中具备难以代替的价值，同时在施工阶段也能发挥出十分重要的作用。通常而言，基于BIM技术开展建筑设计作业的设计人员可以通过搭建三维模型的方式查找建筑设计图纸中潜在的隐患、专业之间的冲突和错误，以此达到增强建筑结构的三维模型精准性的效果。在开展碰撞测试后，相关设计人员还需要对碰撞结果进行分析与编制，所谓碰撞结果是指建筑模型经过碰撞分析后所得数据，将其编制为碰撞测试报告。碰撞测试报告包括模型截面图、图纸编号、结构位置以及专业类型等相关信息，最后需要设计人员基于碰撞测试报告对建筑设计内容进行二次修正，以此提高建筑设计内容的科学性与合理性。

3.3净高分析、设计复查

所谓净高分析是指基于建筑结构的空间净高要求对建筑设计内容进行复查，直至建筑结构净高要求符合相关标准。在此过程中需要设计人员持续性地对建筑设计内容中不满足相关要求的参数进行修改，最终形成建筑设计净高分析报告。而设计复查是指当设计人员建立BIM建筑模型后发现并明确建筑设计内容中不合理之处时，结合实际情况对不合理之处进行综合考量并开展碰撞测试、协调等相关作业，最终形成与之相对应的优化方案并对建筑设计内容进行调整，使建筑设计方案科学合理。

3.4工程算量

利用BIM模型进行工程量计算能够基于模型存储的项目构件信息数据库进行相应构件信息提取，大幅减少传统算量过程中人工二次识别图纸信息引起的潜在错误。使用Revit软件明细表功能进行渔营小学建设项目的工程量统计，汇总后输出报表以便后续造价计算。需要注意的是，此处Revit软件统计计算出的工程量为构成工程模型的实物净量，与我国《建设工程工程量清单计价规范GB50854-2013》中的工程计量方式存在部分差别。例如清单规范中现浇混凝土板计量单位为m3且不必扣除小于等于0.3㎡的孔洞所占体积，散水、坡道、室外地坪等计量单位为㎡且不必扣除小于等于0.3㎡的孔洞所占面积，但软件统计出的数据信息则不包含这部分工程量。而施工过程中需要使用但最终不体现在实体模型中如模板、脚手架等工程量要通过关联相应具体构件如现浇混凝土墙、板等的几何信息进行工程量计算。因此如要编制适用于《建设工程工程量清单计价规范GB50854-2013》的施工图预算工程量则需造价人员对软件明细表统计出的工程量进行进一步处理后使用。

3.5成果交付

医疗及科研建筑项目通过Autodesk Revit软件建立建筑信息模型并联合多种软件进行BIM技术正向协同设计实现项目建筑、给排水、暖通、电气专业各阶段设计出图并交付深度达到LOD300的BIM模型。为后续项目施工阶段的三维可视化设计交底、施工深化、运营维护建立了信息基础模型，并减少了因设计阶段各专业协调问题产生的返工。

结语

BIM技术的应用成功实现了建筑工程规划设计的优化，对于建筑工程的工作效率有着很好的提升作用，在简化建筑设计流程的同时还对资源浪费问题进行减轻，所以建筑企业应当注重对BIM技术的充分优化与应用，不断探索更加先进的技术以完善BIM技术在建筑工程规划设计中的应用，从而促进建筑企业的进一步发展。

参考文献

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