論BIM技術(shù)在大型醫(yī)院工程全過程實施中的應(yīng)用

鄭曉波 王秀娟 李舒博

1.青島時代建筑設(shè)計有限公司 山東青島 266000；2.青島瑞源工程集團(tuán)有限公司 山東青島 266555

1 BIM技術(shù)簡介

1.1 BIM技術(shù)的含義

BIM是“建筑信息模型”的英文縮寫，是建筑行業(yè)伴隨著計算機(jī)行業(yè)發(fā)展而出現(xiàn)的產(chǎn)物。BIM可以在不同階段對工程數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行獲取，并且將獲取的數(shù)據(jù)與信息整合，形成建筑信息模型，最后利用模型的特點以信息化的技術(shù)輔助工程施工。BIM技術(shù)除了應(yīng)用在工程建設(shè)方案設(shè)計、施工圖設(shè)計等設(shè)計工作中，還應(yīng)用于施工全過程以及竣工后的運(yùn)維工作[1]。

1.2 BIM技術(shù)的特點

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性、可出圖性等特點。通過可視化的方式提高設(shè)計、施工方案的可操作性，讓工程建設(shè)過程更加科學(xué)。協(xié)調(diào)性可以解決不同專業(yè)的碰撞，在空間上組織工作有序開展，在時間上合理安排，節(jié)約工期。優(yōu)化性體現(xiàn)在利用BIM技術(shù)對建筑設(shè)計理念進(jìn)行完善，對施工過程中出現(xiàn)的錯漏碰問題進(jìn)行預(yù)判與合理化解決。模擬性體現(xiàn)在對設(shè)計方案的分析與功能性模擬等，在施工上對工程施工方案進(jìn)行預(yù)演與論證?？沙鰣D性體現(xiàn)在3D模型與2D圖紙的相互轉(zhuǎn)換，通過3D模型實現(xiàn)從思維到視覺的轉(zhuǎn)換，然而指導(dǎo)施工還需要2D圖紙的配合，BIM技術(shù)的可出圖性將前面的可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性以成果輸出的方式實現(xiàn)指導(dǎo)設(shè)計、指導(dǎo)施工。

1.3 BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用

1.3.1 設(shè)計創(chuàng)意輸出

設(shè)計師的設(shè)計思路是將腦海里的建筑創(chuàng)意輸出為任何人可見的成果，施工人員再將設(shè)計成果落實轉(zhuǎn)化為實體建筑。設(shè)計成果的輸出形式將直接影響設(shè)計師的思路與施工人員落實的難度，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)將設(shè)計師的設(shè)計思路以3D模型的方式展現(xiàn)出來，設(shè)計師同時可以根據(jù)3D模型審查并優(yōu)化設(shè)計成果，將設(shè)計創(chuàng)意更完美的展現(xiàn)出來。

1.3.2 各專業(yè)功能分析

設(shè)計師的設(shè)計創(chuàng)意以3D模型的方式展現(xiàn)出來后，各專業(yè)設(shè)計師同樣可以以3D模型作為基礎(chǔ)，檢測建筑物是否滿足各專業(yè)的技術(shù)要求并對此進(jìn)行功能分析，如：結(jié)構(gòu)分析、建筑空間分析、能源分析、光照分析、緊急疏散能力分析等。功能分析在整個工程生命周期過程中發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)工程項目的各項使用功能合理化。

1.3.3 法律法規(guī)核查與驗證

以BIM模型作為基礎(chǔ)載體，運(yùn)用相關(guān)BIM軟件檢查工程項目模型參數(shù)是否符合建筑規(guī)范相關(guān)規(guī)定。在工程項目的設(shè)計規(guī)劃初期，針對項目已知數(shù)據(jù)（如：用地面積、建筑 面積、建筑功能分區(qū)、建蔽率、容積率等）進(jìn)行初步驗證，可以降低規(guī)劃設(shè)計時因法律法規(guī)問題而出現(xiàn)的設(shè)計疏忽、遺漏等問題，從而提高設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計效率。

1.3.4 設(shè)計評審

設(shè)計評審過程以3D模型為基礎(chǔ)，對建設(shè)單位、運(yùn)營單位、設(shè)計單位等主體單位進(jìn)行設(shè)計成果展示，將項目的布局、造型、色彩、采光、安全、照明等影響決策的重要內(nèi)容以更加具體形象的方式傳達(dá)給各位評審人員，從而將設(shè)計師的設(shè)計思路實用化、合理化。

1.3.5 工程成本估算

在項目設(shè)計過程中，根據(jù)3D模型的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，可以準(zhǔn)確的導(dǎo)出工程量，然后就可以根據(jù)工程量對建設(shè)成本進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)估，建設(shè)單位就可以根據(jù)工程建設(shè)成本局部調(diào)整設(shè)計方案，從成本上控制設(shè)計與施工[2]。

1.4 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

1.4.1 深化設(shè)計

參考二維圖紙構(gòu)建三維模型，碰撞檢查后能直接將管線與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞問題基本排查，再根據(jù)碰撞點對管線的排布進(jìn)行合理調(diào)整與優(yōu)化，在優(yōu)化過程中遵循以下原則：①小管讓大管；②分支管讓主管；③有壓管讓無壓管，低壓管讓高壓管；④可彎管讓不能彎的管；⑤氣流管讓水流管；⑥金屬材質(zhì)管讓非金屬材質(zhì)管；⑦風(fēng)管體積大，其余管線盡量避讓；⑧閥門、閥件少的管道讓閥門、閥件多的管道；⑨檢修次數(shù)少且檢修方便的管道讓檢修次數(shù)多且檢修不方便的管道等。

優(yōu)化后的模型可以根據(jù)施工需要出具平面圖、剖面圖以及關(guān)鍵節(jié)點詳圖，并以可視化的三維形式準(zhǔn)確展現(xiàn)各專業(yè)之間的空間布局，快速發(fā)現(xiàn)問題并提前制訂可行的管線排布方案，并形成成果報告。以BIM技術(shù)進(jìn)行可視化的專業(yè)技術(shù)交底，指導(dǎo)施工，將絕大多數(shù)的問題解決在施工之前，大大的提高了施工效率。

1.4.2 多專業(yè)協(xié)調(diào)施工

管線安裝過程復(fù)雜，涉及的專業(yè)影響因素多，包括消防、給排水、強(qiáng)弱電專業(yè)以及醫(yī)療內(nèi)配系統(tǒng)。在安裝施工過程中每個專業(yè)的施工隊伍不同，施工順序也有前有后，會不可避免的導(dǎo)致各專業(yè)隊伍之間作業(yè)重疊、交叉、相互影響，安裝的成果也會彼此沖突，很容易出現(xiàn)局部工程質(zhì)量不合格的現(xiàn)象。在施工過程中運(yùn)用BIM技術(shù)對各專業(yè)工序進(jìn)行模擬，對施工順序進(jìn)行合理規(guī)劃，將各專業(yè)隊伍全面調(diào)動起來。因此，在施工過程中以BIM為中心指導(dǎo)施工，會達(dá)到減少工程返工、節(jié)約施工成本、提高工程質(zhì)量的目的。

1.4.3 可視化技術(shù)交底

在施工過程中，項目管理人員需要對相應(yīng)的施工班組及工人做施工指導(dǎo)。在目前階段，施工技術(shù)交底還是在文字加圖片，再配合施工圖，整體以敘述的形式進(jìn)行。而BIM技術(shù)具有可視化和模擬性的特點，即“所見即所得”，任何工程部位、工程節(jié)點、甚至施工工序都能通過可視化的模型展示出來。這樣可以更加形象的將施工難點表達(dá)出來，從而使得技術(shù)交底更有針對性，更能準(zhǔn)確的完成技術(shù)交底的目的。

1.4.4 施工模擬

（1）施工場地布置模擬。在工程施工過程的各階段，根據(jù)施工場地大小結(jié)合施工組織設(shè)計，場地布置要求，對施工現(xiàn)場的臨建、道路、辦公區(qū)、作業(yè)區(qū)、大型設(shè)備安置等進(jìn)行動態(tài)布置，多方協(xié)調(diào)作業(yè)，優(yōu)化工作面[3]。

（2）施工工藝模擬。施工工藝模擬是BIM技術(shù)在施工過程中的重要應(yīng)用，主要應(yīng)用于土方開挖回填工程，現(xiàn)場模板腳手架工程，以及其他復(fù)雜節(jié)點或重難點工程的模擬。結(jié)合施工方案進(jìn)行三維技術(shù)交底，優(yōu)化方案中不合理的部分，還可以對不同施工方案進(jìn)行比選，選擇最優(yōu)方案實施。

（3）施工進(jìn)度模擬。在項目開展過程中將BIM模型與項目進(jìn)度計劃結(jié)合，實現(xiàn)BIM應(yīng)用的4D工期模擬，能夠直觀的反映施工進(jìn)度計劃，提前發(fā)現(xiàn)解決潛在的進(jìn)度風(fēng)險；同時將進(jìn)度計劃與實際進(jìn)度進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，能更直觀的反映工程進(jìn)展，以便于項目進(jìn)度計劃調(diào)整。

1.4.5 協(xié)同平臺管理

（1）多專業(yè)協(xié)調(diào)。在施工過程中各專業(yè)施工隊伍之間的組織與協(xié)調(diào)是工程施工順利的關(guān)鍵。目前電氣、暖通、給排水等專業(yè)由于受施工場地、專業(yè)組成、技術(shù)差異等因素的影響，不可避免的出現(xiàn)工作面交叉，相互影響，既影響施工質(zhì)量還影響施工進(jìn)度。通過BIM的可視化、智能化、協(xié)調(diào)性等特點可以有效的解決溝通障礙、工序交叉等問題，從而減少返工、節(jié)約成本。

（2）安全質(zhì)量管理。傳統(tǒng)的安全質(zhì)量管理是依靠人的經(jīng)驗進(jìn)行，而BIM技術(shù)在安全質(zhì)量管理中發(fā)揮了獨特的作用。在安全管理上，利用BIM技術(shù)對施工面存在的危險源進(jìn)行判斷，再利用BIM的模擬性對危險源模擬管控，保證工程安全的全方位實施。在質(zhì)量管理上，將BIM模型與施工作業(yè)的實際成果相互印證，可以有效地避免錯誤的發(fā)生，同時結(jié)合項目管理協(xié)同平臺對工程質(zhì)量進(jìn)行追蹤控制，可以進(jìn)一步的優(yōu)化工程質(zhì)量檢查。

（3）圖文資料收集與整理。在項目管理中，基于BIM技術(shù)建立的圖文協(xié)同平臺是工程圖紙、工程文檔資料管理的基礎(chǔ)。結(jié)合云技術(shù)，項目管理人員可以將BIM模型和圖紙文檔資料同步傳至云端，通過電子設(shè)備或移動設(shè)備進(jìn)行管理和查閱。協(xié)同平臺是工程信息的集成，對工程信息做到了過程記錄留存、結(jié)果留存，為現(xiàn)場辦公和跨專業(yè)協(xié)作提供了極大的幫助。

1.5 BIM技術(shù)在工程竣工后的應(yīng)用

工程竣工后，BIM的工作并沒有因為工程的竣工而結(jié)束，在竣工后的維修改造中，施工隊伍變化，竣工圖紙丟失或沒有明確標(biāo)識都會給后期的施工隊伍帶來不必要的麻煩，而BIM技術(shù)可以為施工作業(yè)提供良好的參考。

（1）對于損壞的管道或設(shè)備設(shè)備，可以通過模型實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，在可視的三維視圖中進(jìn)行模擬更換，確定合理的維修方案。同時，對于隱蔽工程的維修也能起到指導(dǎo)作用，在模型上確定隱蔽的電纜或設(shè)備位置，防止施工過程的破壞。

（2）BIM技術(shù)不單提供了建筑各專業(yè)的模型信息，同時還是各種材料、設(shè)備信息的集成，在最初的建模階段對材料、設(shè)備屬性進(jìn)行定義，在維修階段可以直接提取相關(guān)的屬性和廠家信息，可以有效避免材料更換、設(shè)備不匹配等問題。

2 結(jié)語

BIM技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的二維圖紙指導(dǎo)施工存在的缺陷完美解決，保證了建筑項目在后期施工的順利進(jìn)行。在項目施工計劃執(zhí)行的過程中，能提出合理的施工方案，合理的施工計劃，同時對施工成本、進(jìn)度都能起到有效控制。

總之，隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展與深入應(yīng)用，在醫(yī)院這種復(fù)雜程度高、專業(yè)性強(qiáng)、施工難度又大的綜合性建筑項目上，BIM技術(shù)將會更大的綻放光彩。