業主主導的醫院建筑智能建造技術應用實踐

左 鋒

(上海交通大學附屬新華醫院，上海 200092)

1 概述

本工程為上海交通大學醫學院新建兒科綜合樓項目。主樓呈不規則圓角多邊形，地上18層；裙房同為不規則圓角多邊形，地上6層～8層。醫院建設項目是一項非常復雜的系統工程，具有投入資金多、規模大、涉及面廣、建設周期長、參建單位多、施工技術復雜、施工難度大、項目管理任務艱巨、社會影響深遠等特點[1]。在醫院建設項目實施過程中，必須對質量、進度、安全和投資管理環節進行高度重視，從而保證項目的順利實施。通過借助智能建造管理技術，以BIM技術為核心，打造BIM協同管理平臺和信息共享平臺，實現數據的集成化、過程的可視化、管理的精細化目標[2]。

2 醫院建筑智能建造技術管理體系

2.1 組織架構

在項目整個實施建造過程中，涉及多個不同專業的參建單位，他們承擔著不同的建設管理任務，各參建方之間存在著各種不同的工作內容和不同的工作性質，因而需要一個完備健全的組織架構，以對項目的實施進行整體的策劃、協調、管理。本項目是由業主主導的工程項目，業主作為本項目的總組織、總協調、總集成，驅動醫院建筑的智能建造技術的應用實踐[1]。BIM咨詢作為本項目智能建造技術顧問，制定并監督智能建造技術各項應用及其實施情況。具體事務性工作由BIM實施團隊同總包單位管理各分包單位予以實施，項目組織架構如圖1所示。

2.2 規章制度與實施策劃

為明晰各參建方的職責，保障項目的質量、進度、造價等管控要點達到管控目標，項目開始之初即根據項目特色及組織架構制定了相應的管理規章制度。制定以BIM技術標準為基礎，面向工程建設對象管理的應用標準；制定了以BIM技術為主的智能建造技術是實施流程，明確各流程環節相關方職責；制定以BIM協同平臺為主的施工總包及施工監理的工程匯報制度，對智能建造技術實施情況強力監督；制定各項標準的保障懲戒措施，保證項目各項工作能有效推進。

本項目通過梳理整體智能建造技術應用工作計劃和階段性目標，努力推進以BIM技術為核心的智能建造技術，包括設計方案檢查、碰撞檢測、基于BIM的腳手架布置、多專業管線綜合、幕墻深化、場地布置方案優化、施工4D動態模擬、BIM協同管理平臺等應用。依托BIM協同管理平臺對項目實施精細化管控，理清項目各參與方之間的業務關系，并基于BIM模型對項目數據進行采集、整合和呈現。

3 醫院建筑智能建造技術應用情況

3.1 設計方案檢查與碰撞檢測

通過各專業BIM模型，可對設計方案進行提前檢查審核，為施工做好充分的準備工作。建模過程相當于實際建造過程，是對圖紙的深層次梳理，可發現圖紙中缺項漏項部分；在模型完全建立后，可基于碰撞分析報告、凈高分析報告等發現設計不合理之處，并反饋給設計方及時進行變更，保證施工圖紙的準確性，利用BIM模型進行汽車坡道凈高檢查,如圖2所示。

3.2 基于BIM的幕墻深化與招投標

本工程幕墻體系較為復雜，具有幕墻材料多樣、材料變截面頻繁、材料拼接界面復雜、細部構造精細等特點。這些特點使得幕墻各材料板材的尺寸確定和切割的要求非常嚴格。通過建立幕墻基礎形狀BIM模型，對材料變截面起止位置、相鄰材料拼接界面進行精細化建模，在此基礎上對鋁板進行加工級別的尺寸切割，對檐口、雨棚、女兒墻等部位的構造進行深化。通過對門窗的深化，對門窗大樣形式、橫豎梃切割等通過BIM模型進行固化。通過深化后的BIM模型，可統計出幕墻各種材料，如鋁板、窗戶等各板塊的具體數量，便于制定招投標的清單量，并通過BIM模型的形狀參數可直接指導后續的板材加工，幕墻精細化模型局部剖切如圖3所示。

3.3 基于BIM的施工4D動態模擬

施工4D動態模擬，通過展示整個工程隨時間遷移工程的進展計劃進展情況，可直觀顯示重大節點工程的完成時間、所需周期等，便于項目管理人員針對性的制定材料、施工機械的進場順序，并基于此對各工序搭接情況進行檢驗，施工4D模擬如圖4所示。

3.4 設備運輸路線模擬

由于設備機組體型較大、重量較沉、構造精密，采用事先在BIM模型中進行設備運輸路線的虛擬模擬，校驗設備進場路線的合理性與操作合理性。通過設備運輸路線的模擬，可輔助項目進行設備型號的選擇，驗證選定型號的設備能否順利通過吊裝口并順利在地下室樓層間搬運。

3.5 基于BIM的智慧建造協同管理平臺的進度管控

基于BIM的進度管控包括施工進度查看、施工計劃管理、實際進度錄入和進度對比分析等。實際進度錄入應用智能移動端，通過二維碼、藍牙等技術快速定位施工段和構件，錄入選定施工段或構件的當前狀態和完成百分比，及時收集實際進度信息。進度對比分析，結合錄入的實際進度和計劃進度分析各施工段的進度執行情況，并以三維模型和甘特圖方式直觀體現工作的超時未開始、超時未完成、完成狀態。

3.6 基于ipad端的現場質量管控

基于ipad的現場施工指導與質量驗收，是指通過BIM精細化模型，以“模型交互”+“業務流程”為主線，對現場的施工質量、安全文明等進行檢查和指導。項目現場管理人員通過操作模型，在預設的視點中對該處的施工質量，如梁尺寸、梁凈高、施工管線走向等進行檢查檢驗，如發現違背設計意圖的情況，則可基于該構件發起相應的質量整改單、安全整改單等，該整改單由相應的施工單位進行整改。基于BIM模型交互的業務關系流，可有效提升現場檢驗的效率，并提高業務的精細化管理水平。

4 醫院建筑智能建造技術應用價值

本項目通過運用智能建造技術，有力提升了項目整體管理水平，增加了方案的可視化程度，提高了項目各方業務協同的透明度和響應度。

基于BIM模型的設計方案檢查和碰撞檢測，累計發現100余處有效碰撞，并會同設計方對方案進行優化；基于BIM的腳手架方案、幕墻模型等提高了項目方案編制效率，使得方案交底更為直觀化；基于BIM的多專業管線綜合，累計發現管線協調問題60余處，有效提高了建筑的整體標高，并增加了兩個車位；基于BIM的協同管理平臺的應用，累計發出600余條業務工單，將各參建方的業務數據進行智能管理。通過BIM平臺的高效實施，累計錄入業主、監理、總包、咨詢等各參與方的各項過程數據，包括政策文檔、設計資料、圖紙變更、工程周報、會議紀要等，云端存儲總大小達20G以上。

5 結語

醫院建筑具有其獨特的項目特點，也為醫院建筑的項目管理帶來了巨大的挑戰[5]。通過借助智能建造技術，依托BIM協同平臺，可極大地促進項目的可視化精細化管理，讓業務數據透明化、直觀化；借助BIM模型技術，通過BIM模擬、BIM方案編制、BIM管線綜合等技術，輔助解決項目的實際技術難題，甚至直接替代老方法進行方案編制，可大大提高方案的可視化程度和準確度；基于BIM模型的海量數據沉淀，將為后續竣工階段、運維階段提供夯實的數據基礎。