論BIM技術在大型醫(yī)院工程全過程實施中的應用

鄭曉波 王秀娟 李舒博

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

1 BIM技術簡介

1.1 BIM技術的含義

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輔助工程施工。BIM技術除了應用在工程建設方案設計、施工圖設計等設計工作中，還應用于施工全過程以及竣工后的運維工作[1]。

1.2 BIM技術的特點

BIM技術具有可視化、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計、施工方案的可操作性，讓工程建設過程更加科學。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技術對建筑設計理念進行完善，對施工過程中出現(xiàn)的錯漏碰問題進行預判與合理化解決。模擬性體現(xiàn)在對設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行預演與論證。可出圖性體現(xiàn)在3D模型與2D圖紙的相互轉換，通過3D模型實現(xiàn)從思維到視覺的轉換，然而指導施工還需要2D圖紙的配合，BIM技術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)指導設計、指導施工。

1.3 BIM技術在設計階段的應用

1.3.1 設計創(chuàng)意輸出

設計師的設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，施工人員再將設計成果落實轉化為實體建筑。設計成果的輸出形式將直接影響設計師的思路與施工人員落實的難度，BIM技術可以實現(xiàn)將設計師的設計思路以3D模型的方式展現(xiàn)出來，設計師同時可以根據(jù)3D模型審查并優(yōu)化設計成果，將設計創(chuàng)意更完美的展現(xiàn)出來。

1.3.2 各專業(yè)功能分析

設計師的設計創(chuàng)意以3D模型的方式展現(xiàn)出來后，各專業(yè)設計師同樣可以以3D模型作為基礎，檢測建筑物是否滿足各專業(yè)的技術要求并對此進行功能分析，如：結構分析、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模型作為基礎載體，運用相關BIM軟件檢查工程項目模型參數(shù)是否符合建筑規(guī)范相關規(guī)定。在工程項目的設計規(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）進行初步驗證，可以降低規(guī)劃設計時因法律法規(guī)問題而出現(xiàn)的設計疏忽、遺漏等問題，從而提高設計質(zhì)量與設計效率。

1.3.4 設計評審

設計評審過程以3D模型為基礎，對建設單位、運營單位、設計單位等主體單位進行設計成果展示，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給各位評審人員，從而將設計師的設計思路實用化、合理化。

1.3.5 工程成本估算

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

1.4 BIM技術在施工階段的應用

1.4.1 深化設計

參考二維圖紙構建三維模型，碰撞檢查后能直接將管線與建筑結構的碰撞問題基本排查，再根據(jù)碰撞點對管線的排布進行合理調(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、剖面圖以及關鍵節(jié)點詳圖，并以可視化的三維形式準確展現(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技術進行可視化的專業(yè)技術交底，指導施工，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

管線安裝過程復雜，涉及的專業(yè)影響因素多，包括消防、給排水、強弱電專業(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。在施工過程中運用BIM技術對各專業(yè)工序進行模擬，對施工順序進行合理規(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為中心指導施工，會達到減少工程返工、節(jié)約施工成本、提高工程質(zhì)量的目的。

1.4.3 可視化技術交底

在施工過程中，項目管理人員需要對相應的施工班組及工人做施工指導。在目前階段，施工技術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行。而BIM技術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出來，從而使得技術交底更有針對性，更能準確的完成技術交底的目的。

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)施工場地大小結合施工組織設計，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)、大型設備安置等進行動態(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技術在施工過程中的重要應用，主要應用于土方開挖回填工程，現(xiàn)場模板腳手架工程，以及其他復雜節(jié)點或重難點工程的模擬。結合施工方案進行三維技術交底，優(yōu)化方案中不合理的部分，還可以對不同施工方案進行比選，選擇最優(yōu)方案實施。

（3）施工進度模擬。在項目開展過程中將BIM模型與項目進度計劃結合，實現(xiàn)BIM應用的4D工期模擬，能夠直觀的反映施工進度計劃，提前發(fā)現(xiàn)解決潛在的進度風險；同時將進度計劃與實際進度進行橫向對比，能更直觀的反映工程進展，以便于項目進度計劃調(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)驗進行，而BIM技術在安全質(zhì)量管理中發(fā)揮了獨特的作用。在安全管理上，利用BIM技術對施工面存在的危險源進行判斷，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，同時結合項目管理協(xié)同平臺對工程質(zhì)量進行追蹤控制，可以進一步的優(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。結合云技術，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，通過電子設備或移動設備進行管理和查閱。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技術在工程竣工后的應用

工程竣工后，BIM的工作并沒有因為工程的竣工而結束，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識都會給后期的施工隊伍帶來不必要的麻煩，而BIM技術可以為施工作業(yè)提供良好的參考。

（1）對于損壞的管道或設備設備，可以通過模型實現(xiàn)精準定位，在可視的三維視圖中進行模擬更換，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作用，在模型上確定隱蔽的電纜或設備位置，防止施工過程的破壞。

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

2 結語

BIM技術能夠將傳統(tǒng)的二維圖紙指導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、進度都能起到有效控制。

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