BIM技術在醫院建筑設計階段的應用研究

魏園園

2020年初，新冠肺炎疫情的出現，改變了我們的生活，也極大地考驗了全球所有國家醫療系統的快速反應能力和運轉能力，公共醫療體系建設成為全國上下高度關注的議題。“加強公共衛生體系建設、提高基本醫療服務水平”被寫入了2020年政府工作報告，智慧醫院、數字醫院的建設將成為下一階段工作重點。

BIM 作為一種全新的理念和技術，其在經濟性和有效性兩方面已突顯優勢，并已受到普遍的關注。BIM 作為一種突破性技術，可有效應用于建設項目全壽命周期的項目規劃、協同設計、施工模擬、成本控制、進度控制等方面。同時，可完整留存建筑物設備、材料、管線信息，增強后期設施運行管理、維護的針對性，提高建設項目全壽命期精細化的管理水平。在醫院建設和運維中進行應用，可以集成各種信息，讓有關科室的信息能夠實現共享，提升患者就診的效率，減少成本，提升醫院服務水平。

關鍵詞：BIM? 建筑信息模型? 醫院? ?設計階段? 運維管理

1研究意義

從全國醫療行業發展的大趨勢看，以信息化技術發展為引領，全面推進信息化、數字化、智慧化醫院運維管理體系構建，在醫院建設和運營管理改革中的作用日益凸顯，是醫院運營管理的核心競爭力，更是一項事關醫院全局和戰略的重要工作。

BIM 在國外的研究應用已經從設計施工階段深入到了運維管理中，并主要集中在由設計和施工信息模型中提取運維管理所需的各種空間信息和設備信息。國內的研究還是處于起步階段，已有的文獻資料中缺乏對基于BIM三維建筑智能化運維平臺的BIM設計模型的設計需求細則的研究，因此，加快對基于BIM三維運維平臺應用中設計階段BIM模型的設計需求細則的研究將具有十分重要的意義。

2BIM技術在醫院建筑設計階段的應用

BIM運維管理平臺的搭建以BIM模型為主要數據來源，使用BIM運維平臺對醫院建筑進行運營維護，需要從醫院的建筑全生命周期的初始階段——也就是設計階段就考慮將未來的運維管理需求融入其中，合理布局、合理規劃醫療路線、合理布置數據傳感器等內容，才能在運維管理階段避免因運維工作的需求去進行拆改、升級改造等。

2.1 BIM三維模型管理

基于BIM模型的運維管理平臺，其核心就是三維模型。使用基于BIM的運維管理平臺進行醫院建筑的運維管理工作，前提是需要建立BIM三維模型。BIM模型包括三維幾何模型和模型構件上附帶的建設工程屬性信息。不但包含醫院建筑的設計信息，并將設備設施采購、安裝、驗收、后期維護等信息也更新到BIM模型中，形成最終的竣工驗收BIM模型。業主拿到竣工模型后，需根據運維需要進行進一步深化，將運維管理信息輸入到模型中，并根據未來的使用需求，進行用戶權限等級劃分、模型與建筑實體中信息采集模塊的對接等工作，將BIM三維模型與運維平臺管理軟件相對接，才行形成最終的BIM運維平臺。

2.2 空間管理

空間管理是基于BIM技術的運維管理平臺的最重要的功能之一，是體現BIM三維模型價值最大的功能模塊。基于BIM模型可以空間為基礎，在運維平臺上對建筑里面的空間進行統一管理。空間數據也可以為后續的醫院改造、擴建提供信息支撐。

在設計過程中，可以在BIM軟件中對于建筑模型中的空間給予基礎信息定義：根據建筑布局，對醫院建筑內各區域用途進行區分，如門診區、住院區、急診區、醫技區、辦公區、會議區等。通過空間層級結構維護直觀了解建筑、樓層、房間基礎信息，使用信息，空間占用，以及內部設備情況。

2.3 資產管理

在傳統的醫院中，醫院資產經過長年累月的使用和搬遷，已很難形成完整的、易于查詢的統一管理數據庫，且查詢起來卻不直觀、便捷。

BIM模型中包括很多的建筑信息，這些信息可以通過對模型和數據的處理后導入到BIM運維管理平臺中，能夠有效的節省系統初始化在數據準備上的資源投入，為平臺帶來基礎數據用以后期的資產維護。并且將建筑信息模型和RFID 資產管理標芯片結合起來，還可以在資產管理系統中對具體資產進行準確定位，掌握有關闡述信息能夠快速的進行查詢。

基于BIM的資產管理模塊要求在提交運維模型時需提交與建筑物及建筑物內構件、資產相一致的BIM三維模型，既包括三維幾何模型，也包括模型所附屬的信息，在設計過程中需將資產模塊的BIM構件建立在模型中，隨著施工采購、安裝、驗收不斷更新模型信息，最終形成運維模型中的資產管理所需的構件深度。

2.4 設備管理

通過BIM信息模型，可將設備更準確地與醫院空間關聯起來，并在醫院運維平臺上儲存維護設備參數信息，實現設備虛擬實體與文本參數的整合統一，保證設備資產管理的準確性與及時性。

機電設備在初設階段基本上就可以根據建筑設計方案確定出大概的機電系統形式、機組選項對比分析、大型設備的臺數和主要設計參數等。在后期施工圖設計期間，設計師需要利用BIM三維設計手段對醫院的機電設備系統進行深化設計，包括設備的安裝形式、管線的排布方案、閥門附件的安裝方式、支吊架的布置原則等。

2.5 能耗管理

利用BIM可視化運維管理平臺與醫院建筑能耗數據相結合，建立能耗管理模塊，可為醫院管理者在實際運營過程中的管理和決策提供真實、有效的數據支持。

設計師在進行機電系統設計時，分項用能需按照《醫院建筑能耗監管系統建設技術導則》和《醫院建筑能耗監管系統運行管理技術導則》的定義，系統自動進行分類。另外需提前與業主方充分溝通后期運維管理時分級計算能耗的管理精度等級，在進行計量模塊設計時需考慮遠程數據采集傳輸模塊，該模塊傳輸的數據應采用開放源代碼，能夠與BIM運維平臺的數據收集模塊相對接。

2.6 環境監測

醫療空間環境在質量與醫療效果息息相關，在現代化綜合醫院設計過程中，對于重要的醫療空間，如手術室、化驗室、傳染病房等非常重要。環境監測管理模塊主要包括：空氣質量、溫度、濕度、壓力等。

在設計過程中，設計師需根據不同的醫療空間環境等級要求，設置環境自動化監測智能模塊，包括前端傳感器（溫度傳感器，濕度傳感器，CO2傳感器）;DDC控制器;網絡控制器等。手術室、重癥監護室和重要的機電站房做局部等電位聯結;淋浴間、有洗浴功能的衛生間做局部等電位聯結。除手術室、重癥監護室的IT 系統插座外，220V 插座配線回路的出線開關均設漏電開關保護，漏電動作電流為30mA，動作時間≤0.1s。

3總結和展望

本文通過對BIM技術在醫院建筑設計中的應用進行研究，總結和闡述了在設計階段對醫院建筑BIM應用提出的設計需求。在設計階段設計師應充分考慮未來業主使用BIM智能化、數字化運維平臺的可能性和真實需求點，將業主的需求前置到醫院設計過程中，避免竣工階段造成一些設計變更和拆改，同時避免對BIM模型進行大批量的修改工作。本文的研究成果將對未來數字化醫院的設計和建設過程具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]杜賓.BIM技術在上海市第一人民醫院南部運營維護中的應用[J].中國高新科技，2018（22）：73-76

[2] 王嵐， 蔣曉勇. 空間管理在醫院后勤管理平臺中的應用[J]. 中國醫院建筑與裝備，2018，19（5）：24-26.

[3] 程曉麗.BIM 技術賦能建筑產業轉型升級[N]. 中國建設報，2019.

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