医疗项目BIM应用技术及管理

医疗项目BIM应用技术及管理

杭金

中建八局第三建设有限公司  210046

摘  要：目前在很多大型建筑工程中，BIM技术已经得到了广泛的应用，与传统管理模式相比，BIM技术体现出直观可视性、共享性、精准性等优越条件，特别是一些复杂的医疗项目中通过BIM技术应用，将机电安装、消防、智能化、医疗专项等融合形成了综合的创新管理方法，减少各工种及工序交叉作业衔接混乱问题，增强了施工可操作性，提高管理效率，它将是现代建筑业迅猛发展的必然趋势。

【关键词】：BIM技术 深化设计 施工管理

0.引言

在各大医院的建设施工过程中，现代化医疗综合体项目在与其他公建和住宅项目比起来，表现出专业功能广、关键施工技术复杂、交叉作业多、专业配合度高等特点，其施工管理难度更高，精度更细。BIM技术的应用以可视化、信息化、数字化的方式，将大型医院项目中的建筑信息准确的反馈出来，工程管理水平上得到提升。以无锡SK海力士新建医院用房项目为例，阐述BIM技术在医疗项目施工管理中应用。

1.工程概况

无锡某新建医院项目，总建筑面积20.13万平方米，其中地上建筑面积11.57万平方米，地下停车场及配套设施面积8.56万平方米。地下3层，地上18层，总床位数740床。

图1  项目效果图

2.应用缘由

1）地下室基坑面积约3万㎡，三道混凝土内支撑，开挖深度15.7~17.75m，基坑北侧及西侧均有高压线，对基坑开挖工艺要求高，施工难度大。

2）医院裙楼为钢框架结构，设有箱型柱、圆管柱、钢筋桁架楼承板及压型钢板楼承板，体量大，施工进度紧凑，对组织流水施工要求高。

3）医院主楼采用PC构件，装配率高，构件加工、生产、运输、吊装等，与深化设计单位对接、构件生产单位对接为配式施工的关键技术。

4）地下室设有型钢混凝土柱结构，如十字劲性柱、圆管砼柱、方管砼柱等种类多，合理安排钢骨柱的吊装顺序、梁柱节点处的钢筋绑扎为施工的难点。

5）现代化医疗综合体项目专业繁多、设施复杂，如智能化、放射防护、气动物流、医疗废水、医用气体、净化工程、中央分质供水、检验病理等，各专业的总承包管理与协调，直接影响到项目顺利推进，确保各工序的有机衔接，满足医疗专项的需求，对施工管理提出了更高的要求。

3.应用思路

1）管理模式创新：BIM技术作为建筑行业一项新技术，其管理方法创新、管理效率提高。

2）科技应用宣传：BIM技术将云技术、物联网技术、二维码技术、三维激光扫描和模拟仿真等技术串联起来，形成一条高科技应用链。既体现了技术实力，也为项目宣传、评优等工作提供有利的素材。

3）医疗领域拓展：目前BIM技术在医疗项目应用方面处于初步阶段，全国的差距并不明显，国内外各软件公司、咨询公司和大型施工企业都致力于这方面的研究和实践，期望取得突破性的进展。通过BIM技术在本工程施工管理方面的应用取得一定成果，树立在该领域的领先地位。对构建医疗信息系统加强医院项目施工的管理，以更现代化、科学化及规范化的手段提升各医疗专项的专业质量。

4.BIM技术应用管理

4.1深化设计管理

1）基础模型的建立

通过Revit、Tekla等软件分专业建立各类模型，如基坑工程、主体结构、钢结构等BIM信息模型，分解到各施工区段、各施工工序、各零件部件，为深化设计打下基础。

图2  基坑支护结构BIM模型建立               图3  主体结构BIM模型建立

图4  钢结构BIM模型建立

2）复杂节点深化设计

利用BIM模型对工程复杂节点进行深化设计，主要针对钢结构楼承板的节点、型钢混凝土结构多梁交汇、预留孔洞处、及预埋件等重难点部位，按单元形式进行图纸的深化，更利于施工。

特别是型钢柱与梁钢筋骨架的放样分析，通过模型解决柱、梁的纵向受力钢筋和箍筋的绑扎顺序与穿插问题,最终来指导现场施工。

图5  钢结构楼承板深化设计                        图6  钢结构梁柱节点深化

3）机电安装深化设计

利用Revit软件对机电安装进行深化设计，合理排布管线避免冲突，通过管线综合满足吊顶、消防等要求，同时使得安装操作方便、布置整齐美观。BIM技术彻底改变了传统CAD合图的操作方式，有效的解决各系统之间的碰撞，生成碰撞检测报告，施工前作出图纸答疑，根据碰撞点类型及深度，提出合理的调整方案，进行优化设计，为管线预埋及设备安装提供了合理的运行空间，也提高各专业深化设计的质量和效率。[1]

图7  机电安装深化设计                          图8  机房深化设计

4）外幕墙深化设计

医疗建筑除了满足通风、降低室内微生物密度、进化空气作用，同时兼顾医疗建筑安全性及美观性，通过BIM技术进行建筑模拟，发现窗框、窗扇拼角处存在的问题，从而进行优化型材断面、胶条及五金的槽口等，同时还可以实现窗框与窗扇之间五金件的安装、定位、碰撞干涉、模拟开启等，确保深化设计的合理性、可操作性。

图9  幕墙深化设计

5）墙体深化设计

医疗建筑墙体与普通综合体项目相比，对功能性的需要提出来更高的要求，医院科室运营影响着墙体的布局，利用BIM技术更直观的了解各功能房间布局，使深化更具科学性。

图10  墙体深化设计                          图11  墙体圈梁构造柱及留洞深化

5）医疗装饰深化设计

根据医院布局的需求，各科室及手术室等特殊医疗区域需对功能分区、组织流线、装饰等形成系统和特有的风格，通过BIM技术真实模拟内装的深化设计，三维建模能力及渲染能力，能够更加切合实际效果，更加准确的发现不足之处并加以处理。

图12  手术室深化设计                           图13  病房深化设计

图14  护士站深化设计

4.2技术质量管理

1）方案编制

编制施工方案时结合BIM技术，对复杂施工工序进行分析，模拟实施方案的工作环境、作业条件等，尽量避免可能出现的危险源、消除安全隐患，优化施工方案，使得更具有前瞻性、专业性、合理性和针对性。

2）可视化交底

根据设计图纸创建项目的结构、建筑、机电等多专业的BIM模型，直观的了解设计意图，并用于现场施工交底中去，使得施工人员能够一目了然的识图，同时可以尽早发现问题，向建设方及设计报图纸答疑。

3）样板封样

施工样板段采用Revit及Navisworks等BIM软件进行虚拟样板的制作，准确而表达样板模型的几何尺寸、空间位置、外观措施、施工措施、工艺形成等真实实体属性，运用虚拟现实等视觉技术来展示虚拟样板，满足360度全视角展示要求，用更真实的视觉体验增加虚拟样板的展示示范作用。

4.3平面管理

根据现场场地条件，利用BIM技术布置办公区、生活区、临时道路、加工场地、临时水电设施等；结合各施工阶段的进度情况，在时间、空间上进行动态模拟，分析场平布置的合理性，使得平面布置更紧凑、更有条理，避免工种间的牵制与干扰、影响施工，使管理更方便。

4.4进度管理

通过应用Navisworks、Project等软件，在模型中增加时间参数，将现场的人、机械、材料等信息元素整合，形成4D动态模拟，模拟施工工序交叉、时间交叉、空间交叉，从而检查出相关不利因素，提早检验和发现存在的冲突，合理制定施工计划、有效的进行进度控制，尽可能的优化施工资源配置。[2]

4.5物资管理

根据各个施工阶段的进度计划，利用广联达BIM模型分析提取现场材料计划，在结合现场材料使用情况，减少对物资的投入、仓储的占用，为限量领料、物资损耗控制提供了有力的科学技术支撑。

通过BIM技术生成二维码对现场的建筑材料进行追踪，如预制构件、型钢柱、铝合金门窗等，进场前对生产厂家、型号、规格、类别、用途等信息录入二维码，监控每批材料的使用情况，避免以次充好的情况发生，提供材料的管理水平，保证工程的质量。

4.6施工模拟

相对于传统房建项目，医院项目结构更加复杂、系统更多、专业性也更强，通过BIM模型与VR设备的无缝连接，对BIM模型的空间、外在展示效果、相关构件尺寸、功能等信息有切实的感官。模拟施工中场地的转化、关键工序施工流程、管线综合的空间效果、装修吊顶的净高体验、医疗设备进场通道及安装体验等，精准地反映工程的建造过程，有效的缩短工期、降低成本。[3]

图10 施工模拟

4.7运维管理

得益于智能化电子系统技术的提高，医院的管理水平也得到明显提高，但也存在诸多问题，如信息庞大、子系统众多、系统间联动较繁杂且容易造成顾此失彼、维护成本增高。

利用PC端大屏、WEB端可视化、PA等结合BIM技术，以三维模型、专题图、动画特效、统计图等方式，显示建筑的空间结构、设备分部以及运营情况、设备检修及工单数据等，为医院项目管理系统提供三维模型查询服务及空间位置服务。同时，将招标、深化设计、定制、加工、存储、安装、使用等各阶段进行连接，全过程控制，实现可视化、数字化、集成化的管理。[4]同时，将施工现场发现的问题随时拍照留档，上传到云端服务器，及时的让施工技术人员解决。

BIM模型做到实时更新维护，待工程完工时，能够反映出一个与实体建筑物完全一致的信息库，包括构件的几何尺寸、材质、规格、色泽，以及设计变更相关内容等，为项目运营阶段提供便利。

5.结束语

针对这种专业多、技术难点多、管理难度大的医疗项目，推行BIM技术应用给施工管理带来了很好的效果，不仅在工期管理上做到提前穿插、物资管理上做到消耗控制、技术管理上做到方案最优、安全管理上做到隐患避免、质量管理上做到过程受控，还可以在运维阶段提供一个全新的管理模式；对施工企业带来了良好的社会和经济效益，为相似建筑工程提供了管理经验。

参考文献

[1]陈虹. BIM技术在大型公共建筑管线综合排布中的应用[D].西安建筑科技大学,2020.DOI:10.27393/d.cnki.gxazu.2018.000053.

[2]尹兆明. 基于BIM技术的进度管理应用研究[D].河北工程大学,2018.

[3]苏钢. 基于BIM的医院门诊楼项目综合应用研究[D].青岛理工大学,2019.

[4]王同勋,沈程,冯少磊等.基于BIM技术的医疗综合体建筑施工全过程研究和应用[J].智能建筑与智慧城市,2023(05):66-68.DOI:10.13655/j.cnki.ibci.2023.05.020.